基于GM（1，1）模型的青島港物流需求預測研究

傅彥峰 （青島科技大學 經濟與管理學院，山東 青島 266061）

0 引 言

隨著經濟全球化的深入推進，物流的活動范圍、數量都在快速擴大，港口作為對外交際聯絡的窗口，在促進國際貿易和區域發展的過程中起著至關重要的作用。港口的商業政策、基礎設施、供應鏈網絡不斷完善，會吸引大量優質資源到此，各關聯企業聚集在一起，數量越來越多，質量也越來越高，形成了規模經濟，以優化資源配置，從而帶動區域經濟的發展。青島市擁有地理優勢，是整個沿黃河流域最重要的出海口，是東北亞國際航運的交通樞紐，是一個國際性的綜合交通樞紐城市。受益于國家政策、戰略的加持，青島成為了新亞歐大陸橋經濟走廊的主要節點和海上合作戰略支點城市。因此，青島港具有非常大的發展潛力，制定科學的發展戰略尤為重要。

明確物流需求變化趨勢可以為港口未來的系統規劃及功能定位提供可靠的依據，使港口物流活動高效率、高質量地運行。因而越來越多的學者開始預測港口的物流需求。高秀春等[1]通過構建BP神經網絡預測曹妃甸港的物流需求，并提出了曹妃甸港未來發展現代物流的建議；李洪磊等[2]基于灰色預測理論對大連港口的物流需求進行了預測；陳艷等[3]運用系統動力學的相關理論與建模方法對青島港未來的貨物吞吐量進行了預測。其中，灰色預測方法和BP神經網絡法在預測研究時應用得較為廣泛；除此之外，利用ARIMA模型、趨勢曲線模型或組合模型等方法也可以對物流需求進行較為準確的預測[4-7]。

綜上所述，本文以青島港2017—2021年的貨物吞吐量為數據基礎，通過構建GM（1，1）模型對未來五年青島港港口的物流需求進行預測及分析，進而根據預測結果結合實際情況為青島港未來的發展提出相應的建議。

1 預測港口物流需求的重要性

港口物流需求預測是優化港口物流活動、強化港口物流管理的關鍵舉措之一，可以作為可靠的參考依據指導并調節相關人員的管理活動及戰略。

港口是物資在克服時間、空間界限過程中的關鍵節點，它不只是一個周轉站，更是一個結合供應鏈物流、智慧物流、物流金融等思想為用戶提供物料的倉儲、運輸、流通加工及信息處理等多功能、一體化的綜合性增值服務的核心區域。它也是一個跨行業、跨部門、跨領域、滲透性強的復合型區域，擁有強大的產業聚集功能，整個供應鏈網絡相關的企業都會因港口興旺而被吸引、聚集到一起。強化港口物流管理能讓港口內的商業資源、信息等得到充分的交流與共享，使港口內各類關聯企業有效聯系在一起，促進產業結構升級，降低物流成本，提高運營效率，推動經濟發展，同時強化對港口周邊區域經濟活動的輻射能力，促進區域經濟發展。

此外，優化港口物流活動還可以合理配置資源，降低物流成本及區域內的物資交易成本，加強區域間資金、信息、物力、人力等資源的聚集和交流，形成產業集群，在良好的發展環境下促使各行各業協同發展，優化資源整合，打造一個綜合性的供應網絡，提高港口的運營效率，從而提升港口的競爭優勢。

上述內容準確預測了港口物流需求在制定港口發展戰略、確定港口定位、優化港口物流活動、優化產業結構等方面發揮著至關重要的作用。

2 構建GM(1,1)預測模型

2.1 模型介紹

2.2 模型構建

第一步：對數據進行檢驗與處理。設原始序列為x（0）=（x（0）（1），x（0）（2），...，x（0）（n）），計算原始數據的級比以驗證GM（1，1）模型能否使用。其中級比計算公式為：

第二步：對原始數列x（0）進行一次累加得到x（1），x（1）=（x（1）（1），x（1）（2），...，x（1）（n）），其中，x（1）（k）可表示為：

第三步：構建微分方程。對x（1）序列分別建立白化微分方程和灰色微分方程。白化微分方程表示為：

灰色微分方程的基本形式表示為：

其中，a為發展系數，表示數列x（0）和x（1）的發展走向。b代表灰色作用量，用于衡量數據的變化。此外，z（1）（k）可以由x（1）（k）進行修正得到：

第六步：將a和b的值代入原微分方程中，取初始值x（1）（1）=x（0）（1），然后對模型數據進行累減處理，得到最終預測模型并進行預測。

通過構建海淀區戰略性新興產業專業技術人才緊缺度指數來衡量崗位的緊缺程度。崗位緊缺度指數基于收集數據進行建構，從崗位人數需求量、崗位在行業內企業的需求情況、崗位在時間上的緊缺情況進行衡量。

2.3 模型檢驗

為了驗證預測值數據是否可靠，在得到預測值后需對模型的精度進行檢驗，本文采用事前檢驗法，即利用后驗差比和小誤差概率的值來檢驗預測值是否可靠。

首先定義殘差項ζk0，其計算公式為：

利用后驗差比C值與小誤差概率P值來確定模型的精度，精度檢驗表如表1所示。

3 模型預測結果分析

3.1 數據整理

本文采用2017—2021年青島港港口貨物吞吐量作為預測指標，詳細數據見表2。

表2 2017—2021 年青島港貨物吞吐量

3.2 結果分析

首先對2017—2021五年的青島港港口貨物吞吐量進行級比檢驗，結果如表3所示。

表3 GM（1，1）模型級比檢驗結果

結果表明4個級比值λ均處于Q=（0.717，1.33）的區間范圍內，即本數據適合構建GM（1，1）模型，不需要進行平移轉換操作。

繼而利用SPSS對GM（1，1）模型進行計算，代入表2中的數據，計算結果如表4所示。

表4 GM（1，1）模型精度檢驗結果

由表4可知，后驗差比C值為0.004 3，遠小于0.35；且小誤差概率P值為1.000，大于0.9。對比精度檢驗表可知，模型的精度非常高，可以較為貼切地預測青島港未來物流需求的發展趨勢。

通過對模型進行計算可得發展系數a=-0.492，灰色作用量b=50 731.966 3。通過對未來五年青島港的貨物吞吐量進行預測得到如表5所示的結果。

表5 青島港2022—2026 年貨物吞吐量預測結果

為了更直觀地反映模型的擬合情況及其預測趨勢，制作折線圖如圖1所示。

圖1 模型預測結果

由圖1可以看出，模型的擬合程度較好，青島港未來五年的物流需求量呈現出逐年上升的趨勢，2026年青島港貨物吞吐量預測將會達到80 000萬噸以上，港口物流會持續保持高水平的發展態勢。然而，此結果只是在2017—2021年青島港港口貨物吞吐量的數據基礎上進行計算預測的，實際上港口物流發展的影響因素很多，包括自然環境、社會環境、國際環境、港口的基礎設施設備條件、周圍港口體系競爭狀況等，具有一定的不確定性。

因此，客觀來講，該預測結果具有相對可靠性，雖無法確保未來青島港港口的貨物吞吐量一定會達到預測值，但可以預判青島港物流市場的發展潛力，為制定未來的發展戰略提供了可靠的參考依據。

3.3 發展對策與建議

對上述結果進行分析可知，青島港的物流需求會逐年穩步提升，但就目前情況來看，雖然青島港的貨物吞吐量位居世界前列，但其物流服務水平相對落后，物流增值服務的附加價值低，無法使利益最大化，且目前青島港還沒有形成一個完善且穩定的物流供應鏈網絡，非常容易導致缺貨等問題。因此，為了保證青島港的港口物流水平穩步提升，盡可能避免不確定性因素的影響，最大程度地帶動青島市的經濟發展，可以從以下幾個方面入手來提高青島港對物流市場的把控度。

3.3.1 拓寬港口物流服務功能

青島港主營業務單一，物流增值服務的附加價值低，只能掙到所謂的“車馬費”。隨著計算機網絡技術、信息技術、物聯網技術等高新技術在物流方面的應用越來越廣，港口不能僅停留在提供物資裝卸、運輸、倉儲和商貿等基礎功能且各類港口的物流服務功能雷同的階段，而應主動拓展物流服務功能，依靠高新技術手段朝著傳統物流服務功能和集技術、金融、信息于一體的現代多元化服務功能的方向拓展，延伸港口的物流服務功能，促進產業結構升級，提升物流運營效率，將青島港的高物流需求優勢最大限度地發揮出來。

3.3.2 深化國際合作、臨港合作，建立供應鏈聯盟

雖然青島港的貨物吞吐量位居世界前列，但缺貨問題仍然是制約青島港發展的瓶頸，因此要深化國際合作、臨港合作及與企業的合作，整合內外資源，將競爭關系轉化為合作關系，建立供應鏈聯盟，實現優勢互補，形成一個以青島港為核心的穩定的供應鏈網絡，在保障貨源的同時也能保證銷路。政府在出臺相應利好政策的同時要以高物流服務質量水平為亮點吸引企業、臨港與國際建立長期、穩定的合作，建立供應鏈聯盟，如此一來不僅可以快速有效地應對市場變化，且在市場環境發生變化時容易抓住新的市場機遇，還能充分利用現有的外部資源，迅速為客戶設計出一套低成本的個性化解決方案，高效率、高質量地開展新項目，加強對市場的把控度。

3.3.3 布局港口聯動發展

青島市的地理位置具有得天獨厚的優勢，“海陸空鐵郵”五港并存。“空鐵軌郵”聯合起來可以作為國際客運大動脈，通過游客旅游消費額帶動當地經濟發展；“空海鐵陸”聯合起來就是國際貨運大動脈，當它們協同發展時，貨運物流成本會大大降低，同時效率會大大提高。要布局港口聯動，首先需消除各港口間的信息壁壘，提升各港口的數字化水平，搭建數字化信息共享平臺，促進港口之間的信息交流，做好統籌工作，提高物流運營效率，減少資源浪費。然后需要完善港口集散運行體系，提高物流效率。鐵路不發達是青島物流交通網絡的一大弱點，據有關部門統計，青島市海鐵聯運占比不到3%，從青島港進來的大量貨物的物流壓力都堆積在公路上。因此，要有長遠的眼光，提前規劃建設青島市鐵路網絡，為港口聯動發展布局。

3.3.4 完善港口基礎設施設備配套

近年來青島港港口貨物的吞吐量逐年增加，貨物流通頻繁，而基礎設施建設配套卻相對落后，導致港口吞吐能力趨于飽和，大大限制了港口未來的升級部署。從預測結果來看，未來港口的貨物吞吐量在逐年穩定提升，倘若配套基礎設施設備跟不上，將會出現港口承載能力滿負荷的狀態，從而嚴重影響港口經濟效益。因此，要統籌兼顧，合理規劃物流硬件配套設施的更新，雖然短期內會產生大量建設成本，但未來硬件設施與軟件的配套運行，能讓港口物流水平上一個新的臺階，實現“降本增效”。

3.3.5 做好港口物流人才儲備工作

為了打造世界一流的現代化智能港口，青島港港口物流正在朝著專業化、信息化的方向快速發展，為了避免港口在發展過程中產生人才缺口，應做好物流人才儲備工作。一方面可以從健全政策體系、加大宣傳力度等角度入手，積極引進經驗豐富的高素質物流人才；另一方面可以深化校企合作，防止課堂教學與實際工作相脫離，根據崗位的實際需求培養專業人才，做到因時制宜。

4 結 論

本文通過構建GM(1,1)模型預測了未來五年青島港港口物流需求，得到未來五年青島港港口物流的需求分別為66 456.986萬噸、69 807.571萬噸、73 327.084萬噸、77 024.042萬噸、80 907.391萬噸，經驗證，該模型精度較好，預測值比較可靠。以預測結果為參考依據，結合青島港的發展現狀，從拓展物流服務功能、建立供應鏈聯盟、布局港口聯動、完善基礎設施設備配套、制定人才儲備戰略五個方面提出了青島港的發展對策與建議。

總之，青島港要充分發揮高物流需求的優勢，在大環境利好的條件下抓住機遇，大力發展現代物流，推動“港產城”一體化發展，打造鏈接上合、覆蓋省內、輻射沿黃、橫貫歐亞、聯通日韓東盟的國際物流大通道，以促進區域經濟的高質量發展。