基于Logistic模型的农产品物流系统演化研究

姚冠新，赵阿祥 （江苏大学 管理学院，江苏 镇江 212000）

YAO Guanxin,ZHAO Axiang (School of Management,Jiangsu University,Zhenjiang 212000,China)

0 引 言

农产品物流作为农村居民生活、工作的支撑与保障，在农村经济的发展中占据重要地位，是现代农村赖以生存与发展的根本基础之一。国外有关物流研究已经有一百多年了。早在1901年，已有不少物流学者开始投身于农产品物流的研究。比较有代表性的包括：Mo Lianguang（2011）针对于传统农产品物流运作模式，提出了当下农产品物流所存在的一些主要问题；Jabir Ali,Sushil Kumar（2011）通过实证研究分析了信息及通讯技术的应用对于农产品供应链所产生的影响；相比于发达国家，我国对农产品物流系统的研究起步相对较晚，仍处于初级阶段。例如：杜小芳和张金隆针对农产品物流的落后状况，提出农产品第三方物流管理模式，以实现农业市场的规范管理和高效运作。邱祝强分析了生鲜农产品物流的现状，研究了冷链的生鲜农产品物流网络形成机理、物流网络布局优化及配送优化等问题。本文尝试的运用自组织理论方法去深入研究农产品物流系统的演化方式，从定性和定量相结合的视角出发，运用Logistic模型方程来探讨农产品物流整体演化规律，并对农产品物流演化进行科学的预测。最后提出对其演化具有发展性的建议。

1 农产品物流系统的演化模型构建

1.1 农产品物流系统演化方程和参数描述

按照一般事物的发展规律，本文将农产品物流系统的演化分为四个阶段，分别为萌芽期、成长期、稳定期和飞跃期。整体发展趋势可以用S型的曲线表现，类似于Logistic模型的演化规律，在最初的一段时间内发展缓慢，然后发展速度急速增加，经过拐点后，虽然发展加速度有所下降，但仍以高速发展直至平稳。到最后的蜕变的产生。其标准的表达式如下：

其中，Xt和Xt+1分别表示农产品物流在t时刻和t+1时刻的状态变量。r为方程参数，即表示为成长速度系数，农产品物流系统演化发展速度一定会达到一个极大值，然而成长速度也会伴随着时间的推移而变慢，最后逐渐趋向于0。为了方便研究，可以假设农产品物流系统的成长速度与其演化过程中的状态变量Y成正比例关系，由此可以变形为成长速度方程，其数学模型如下：

这个方程称为Logistic模型，是自组织演化系统的一般描述。其中，d x/d t为农产品物流系统在t时刻下发展加速度；r表示为系统整体的成长速度系数，这个系数与物流系统内部耦合度存在一定的关联性；k表示为农产品物流系统的最大承载值，这与当地的经济水平和社会资源等存在一定关系。1-X/（）K 表示方程的系数。对方程（2）求解，可得：

其中，c为常数，其值是随着系统演化阶段的变化而变化。

设X（）0=a为初始状态，其中0＜a＜M，则：

其中式（2）与式（3）分别表示农产品物流系统在状态变量Y在t时刻成长速度和跃迁轨迹。

对方程式（2）求导可得：

该方程是用来表示系统状态变量增长在任何一时刻的加速度。令d2x/d t2=0，即可以得到该农产品物流系统的曲线拐点。得出来的（t1,rK/4），其中t1=a/r。再次对方程式（5） 求导得：

1.2 农产品物流系统自组织演化特征分析

根据农产品物流业的形成与发展规律，可以得出农产品物流系统的总体演化特征，即呈现出前慢——中快——后慢的演化趋势，其中它的演化过程可以分为四个阶段。

1.2.1 萌芽阶段。第一阶段 （0＜ t＜ t0）萌芽期间。该阶段由d2x/d t2、d3x/d t3的计算结果可知，在r,K均大于零，表明农产品物流系统成长速度与加速度递增。当农产品物流系统发展达到（t0,rK/6）处，该系统发展加速度将达到最大值。此时，我国农产品物流市场规模比较小，各种功能的农产品物流点相继出现，各个节点之间的竞争逐渐增强，整个系统呈现出一种“势如破竹”之态。

1.2.2 成长阶段。第二阶段 （t0＜ t ＜t1）成长期间。该阶段由d2x/d t2＞0、d3x/d t3＜0；由此看出来，此刻相比于稳定期，虽然成长加速度有所缓解。但是此时的农产品物流已经度过“起飞”的困难期，农产品物流系统演化发展也由此进入了一个全新的阶段。该阶段系统内各个因素之间不断磨合不断发展。此时的农产品物流业的成长速度回达到最大值且此时的产量也会在这一阶段达到极致的1/2，持续的寻找稳定的发展环境。

1.2.3 稳定阶段。第三阶段 （t1＜ t ＜t2）稳定期间。该阶段由d2x/d t2＜0、d3x/d t3＜0；表明农产品物流系统的成长速度和加速度均递减，但是速度依然大于零，可见，该阶段农产品物流业发展比较稳定，当t=t2时，此时成长加速度将达到最大负值，这一点系统一般称为“成熟点”。在该点来临前，我国农产品物流系统的发展日趋完善，这时候的发展外在环境也相对稳定。整个系统的演化发展日益成熟。

1.2.4 飞跃阶段。第四阶段（t＞t2）飞跃期间。该阶段由d2x/d t2＜0、d3x/d t3＞0；表明系统增长速度递减，加速度递减，即农产品物流发展的增长速度变得越来越慢，逐渐趋于零，农产品物流市场将表现为供过于求。此刻需要扩大内需，促使该物流系统进入下一轮演化循环。

2 实证研究

2.1 数据的收集与处理

近些年，随着社会生产力的不断加强，农产品生产总量成稳定增长趋势，因此农产品物流需求量也巨大，农产品物流的发展得到了人们的普遍关注。农产品物流总额是指为满足消费者需求而进行的农产品物质实体及相关信息从生产者到消费者之间的物理性流动而产生的费用。参照本文1.1章节中建立的系统整体演化模型，选取我国2010～2016年中农产品物流总额数据进行定量化的实证研究（见表1）。

从以上数据可以看出，虽然近些年政府越来越重视农村经济的发展，农产品物流总额历年也逐年增长，但相比于社会物流总额来看，两者之间的差距却是越来越大。

2.2 模型的应用

根据本文式（4）建立的系统整体演化模型，将表1所示的2010～2016年我国农产品物流总额作为数据，运用Eviews6.0进行数据拟合，为了方便参数估计，本文将式（4）的模型进行改进变成：

表1 社会物流总额与农产品物流总额

其中，C（1）、C（2）、C（3）为待估参数，使用计量经济软件Eview6.0直接利用非线性最小二乘法估计模型参数，计算结果如下：

此时得到的拟合结果如下：K=101.6；r=0.044（则r＜1，则城乡一体化农产品物流系统趋向于一个稳定点。依据模拟结果，系统演化轨迹是一条S型的曲线，进一步证明了逻辑斯蒂方程模型适用于城乡一体化农产品物流系统整体演化）；城乡一体化背景下农产品物流系统拟合度R=0.998，参数检验比较显著，拟合度比较理想。

利用模型对我国城乡一体化背景下农产品物流系统在未来几十年的演化轨迹进行预测，当然，这里需要说明的是，随着经济的不断发展与社会的进步，城乡一体化背景下农产品物流系统发展速度r的改变，导致城乡一体化农产品物流系统的演化轨迹并不会完全依据图1所示进行，但是在近十多年里，城乡一体化农产品物流系统的发展速度仍然会处于一个稳定的状态，所以对未来十年的农产品物流总额进行了预测仍具有一定的参考意义，预测结果见表2所示。

图1 2017～2040我国城乡一体化农产品物流总额拟合曲线

表2 农产品物流总额的预测数据

根据模拟的结果分析，现阶段我国城乡一体化农产品物流系统仍处于“萌芽期”（进入成长期的临界生态价值为21.34万亿元）。从数据上分析，很容易看出，我国农产品物流系统将有很长一段时间仍处于萌芽阶段。在此期间，全国农产品物流市场将会面临诸多问题：供需数量不平衡且相对较少，农产品物流整体规模较小，同时物流整体的发展对外在资源的依赖性较弱。虽然农产品物流系统总体发展缓慢，但始终呈现出逐步上升的趋势，系统内部需要提倡协同效应，减少不必要的竞争带来的损失。在合理的范围内，加快城乡一体化农产品物流系统的发展速度，争取系统的演化整体早日进入下一阶段。

3 模型的现实启示

（1）加强交通道路的建设及鲜藏运输设施投入。我国幅员辽阔、地理位置复杂且东西差异较大，加上建设的困难和农村经济水平都限制了农村交通运输体系的发展，并与农产品物流需求的矛盾日趋严重。调整和完善农村交通运输体系的核心在于满足农产品物流的需求，加快建设内河港口和货运铁路体系，构建多式联运并充分发挥水路运输和铁路运输在大宗农产品运输方面的优势，合理运用快捷便利的交通方式运输农产品。为农村附近的重要的物流节点和铁路、港口提供相应的运输通道，促进综合物流体系的建设。积极促进城乡之间物流系统的“无缝连接”，加快农产品的绿色通道的建设，提高运输效率。同时积极引入先进的收割整理、产品集装、冷藏保鲜设备与设施，提升农产品冷链运输比重。（2）合理规划农产品物流节点。无论是仓储中心、物流集散中心还是销售网点等都属于物流节点范畴，目前我国专业性农产品物流节点较少，且重复建设或技术落后无法满足农产品物流的需求。为了实现农产品物流的高服务质量，低运营成本目标，科学合理地布局规划是很有必要的。例如要重视城镇和县域等地的农产品物流市场的建立，能够起到很好地连接城乡的作用，因地制宜的地址选择和节点的内部布局能够显著提高自身的运营业绩和农产品物流的运输效率。如近年来冷库的建设，既能保证易腐农产品的品质和新鲜程度，还能避免仓储损耗。（3）培养或引进高素质物流人才，鼓励创新性行为。知识是第一生产力，虽然当前我国城乡一体化背景下农产品物流系统仍主要受基础设施的限制，但是技术的改进对我国农产品物流系统的发展仍起到至关重要的地位。农产品物流企业作为农村物流服务的提供方往往不会主动改变自身的现状，在农产品物流的运输工具上，都会优先选择成本较低、粗犷的运营方式，这也是我国农产品耗损率居高不下的主要原因。然而培养或引进高素质物流人才，可以提供高效低廉的运行成本和精细高效的运营方式。其次，应该鼓励高校开创更具针对性的农产品物流学科，培养高素质、高学历的物流人才。并积极鼓励或者引进这类专业人才下乡，支持我国农村物流产业的发展。