基于解釋性的中藥材產量與價格預測預警模型指標體系的構建
——以湖南山銀花為例

蔣煜坤漆超朱春曉李自強彭立宏楊良賢唐銀肖深根

(1.湖南農業大學園藝學院，湖南 長沙 410128；2.湖南數定智能科技有限公司，湖南 長沙 410113；3.懷化市金泉生態農業發展有限公司，湖南 溆浦 419315；4.湖南現代萬農科技有限公司，湖南 溆浦 418000)

中藥材價格受到產量、需求量、炒作等諸多因素影響出現暴漲暴跌的情況，許多學者借助“蛛網模型”、“向量回歸模型”、“ARCH模型”等模型進行研究并取得了一定的效果[1-3]。然而，構建模型時部分指標名稱范圍未統一，使得后續調用指標數據造成混淆。產量作為市場供給，是價格的決定性因素，研究藥材價格時必須考慮產量，但現有產量統計方法沒有區分藥材生長年限、實際收獲面積等情況，導致了產量計算比較籠統。針對以上問題，通過界定中藥材產量和價格指標名稱、細化不同產量及篩選主要指標、劃分層級、編號等方法，建立指標之間可解釋因果關系的指標體系，旨在后續構建預測預警模型指導生產奠定基礎。

1 指標體系構建原則與方法

1.1 指標體系構建原則

1.1.1 精簡性原則

選擇影響產量與價格的主要指標，次要指標和深層次的指標歸入其它或暫不考慮；指標層級設置不超過5級。

1.1.2 適用性原則

選擇適用于模型輸入、可獲取數據的指標。

1.1.3 可解釋原則

指標關系是具有邏輯、可解釋的因果關系。

1.1.4 獨立性原則

產量與價格系統的指標相互可聯系、反饋，且系統之間獨立；指標名稱與編號在指標體系中獨立唯一，可供后續模型直接調用。

1.1.5 層次性原則

指標體系中具有嚴格的層級關系，指標之間不越層級考慮。

1.2 指標體系構建方法

1.2.1 指標概念界定

依據生產、加工和銷售等實際，通過指標范圍界定、名稱命名、編號等方法，對現有不規范、容易混淆的指標重新命名、確定唯一性編號。

1.2.2 指標編號

參考第四次中藥資源普查樣本編號格式，采用“指標名稱(1位字母加2位數字)加指標數據來源(1位數字)加數據日期(8位，年月日)加序號(001～999)”15位編號形式。指標數據后續調查途徑分為實地調查、文獻收集、網絡收集及其它，用1～4編號。如后續數據較多可拓展至18位。

1.2.3 指標選取與分級

從生產、初加工與銷售等實際角度，采用參考相關文獻、專家咨詢等方法，選取產量與價格系統的主要影響指標并根據指標之間的因果、層次關系細分指標層級。

1.2.4 指標關系與權重確定

對于定性、函數關系不清晰、具有突發性等特點的指標，按照主觀與客觀賦值相結合的方法確定權重。對于定量、函數關系清晰的指標，確定其函數關系。

1.2.5 預警指標閾值確定

定性指標根據其程度、對應的相關領域等區分閾值等級。定量指標借助歷年數據、文獻等設置異常閾值，難以預測、關系不清晰的指標依據文獻、專家經驗等方法確定初始閾值，供后續驗證修改。

2 產量與價格指標體系構建研究

2.1 產量指標體系構建研究

2.1.1 產量指標選取與編號研究

根據構建原則及方法，選取了25個指標，以市場供給總量代表藥材在市場流通交易中的干品總產量，定義采挖系數評價對野生蘊藏量的采挖程度，劃分新播期、初產期、盛產期和衰老期4個時期的產量，選取采收系數評價實際收獲面積，具體見表1。

表1 產量體系指標選取與名稱編號表

確定產量指標名稱的編號規范后，根據后續數據的調查途徑、數據日期、序號，形成15位指標編號，如指標A01當年產新量通過實地調查，得到2020年8月1日的1個數據，表示為A01120200801001。

2.1.2 產量指標分級與層級關系研究

以市場供給總量作為一級指標，當年產新量、庫存量作為二級指標，關系表達為“市場供給總量=當年產新量+庫存量”。栽培采收量和野生采挖量作為當年產新量的三級指標，關系表達為“當年產新量=野生采挖量+栽培采收量”。野生蘊藏量和采挖系數作為四級指標，其乘積得到野生采挖量，單位面積蘊藏量和分布面積作為五級指標計算得到野生蘊藏量。栽培采收量等于四級指標新播面積產量、初產期產量、盛產期產量和衰老期產量之和。四級指標新播面積、初產期、盛產期、衰老期產量由五級指標計算得到，公式：

Yi=Si×Xi×Ki

式中，Yi指各時期的產量；Si指各時期的收獲面積；Xi指各時期的單位面積產量；Ki指各時期的采收系數；i范圍為1～4，指新播面積、初產期、盛產期、衰老期的收獲面積。在山銀花中新播面積不計當年產量，單位面積產量與采收系數數值為0。

形成1個一級指標、2個二級指標、2個三級指標、6個四級指標、14個五級指標的產量指標體系，見表2。

表2 產量指標體系層級關系

2.2 價格指標體系構建研究

2.2.1 價格指標選取與編號研究

根據構建原則與方法，選取了27個指標[1-5]，將在市場中流通交易的價格定義為藥材價格，藥材價格的成本與利潤區分為藥材采購成本與藥材銷售利潤。在產地從種植戶等直接收購的鮮品價格區分為產地收購價格。除人工、種苗和土地成本外，生產中農資、技術及其它所有成本統一界定為農資與其它成本，具體見表3。

表3 價格體系指標選取與名稱編號表

確定價格指標名稱編號后，根據后續數據的調查途徑、數據日期、序號，形成15位編號，如指標B21藥材價格通過實地調查得到2020年9月1日的1個數據，表示為B21120200901001。

2.2.2 價格指標體系分級與層級關系研究

以藥材價格作為一級指標，以藥材采購成本與藥材銷售利潤作為二級指標，關系為“藥材價格=藥材采購成本+藥材銷售利潤”。產地收購價格與折干率是藥材采購成本的三級指標，關系表示為“藥材采購成本=產地收購價格×(1/折干率)”。供需比、初加工價值和市場因素同屬三級指標影響藥材銷售利潤，設置權重為0.6、0.2、0.2。市場因素涵蓋游資炒作與CPI，山銀花受炒作影響較大權重設置為0.8，CPI設置為0.2。市場供給總量與市場需求量作為四級指標，其比值等于供需比。市場需求量受到藥材出口量、產品開發量、突發疫情和替代品價格影響，權重設置為0.1、0.2、0.5、0.2。初加工成本和初加工利潤作為四級指標評價初加工價值，關系表達為“初加工價值=初加工成本+初加工利潤”。加工人力成本與初加工生產技術成本計算得到初加工成本。生產成本與生產利潤作為四級指標構成產地收購價格，層級關系表達為“產地收購價格=生產成本+生產利潤”。生產成本是人工成本、種苗成本、土地成本、農資及其它成本4個指標之和。最后，形成1個一級指標、2個二級指標、5個三級指標、8個四級指標、11個五級指標的價格指標體系，見表4。

表4 價格指標體系層級關系表

2.3 風險預警指標閾值研究

根據確定方法，自然災害參照地質災害預警，程度由高到低劃分紅、橙、黃和藍4個等級。突發疫情參考公共衛生事件響應機制，程度由高到低劃分為I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ 4個閾值等級。游資炒作設置藥材價格超過6倍以上的嚴重炒作、4～6倍的較重炒作、3～4倍的一般炒作和2～3倍的低炒作4個等級。

供需比在0.5～0.9、2～4是輕度預警，在4以上、0.5以下屬于重度預警。新播面積與種植面積比值在0.5～2屬于輕度預警，達到2以上時屬于重度預警。將單位面積的生產成本除以對應的單位面積產量得到單位生產成本，產地收購價格與單位生產成本比值在0.5～0.8、2～4屬于輕度預警，在0.4以下、5以上屬于重度預警。

3 結論

根據指標體系構建的原則與方法，構建了1個一級指標、2個二級指標、2個三級指標、6個四級指標、14個五級指標的產量指標體系和1個一級指標、2個二級指標、5個三級指標、8個四級指標、11個五級指標的價格指標體系，并構建了3組定性預警指標和3組定量預警指標，為后續構建模型提供理論支撐。指標具體構建分析時以湖南山銀花為例，指標后續應用或更換其它藥材時可根據實際情況進行調整。