西北地區冷庫網絡布局的探索(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 xi yi)表示各需求點的坐標，(xo yo)表示擬建的配送中心的坐標。設施點的 坐標可以通過以下方程組表示 : 根據式 23和式 24可分別求出最適合的配送中心坐標 (xo* yo*)，如下所示， 13 運用迭代法進行求解，步驟如下 : ①以各個需求點的重心坐標為擬建的配送中心的初始地點，對應的總成本為 TCo，并利用式 2式 2_5和式 26計算配送中心的改善地點 。 ②利用式 21與式 22，計算 相應的總成本 TC1。 ③比較 TCo 與 TC1 的大小。若 TC1 TCo，則返回第一步重新計算，反之，則說明對應的 是最優解。同理，如此循環，直到 TCn+1 }，最優解為 為止。不難看出，依據重心法所建立的模型，只能對應最簡單的情況，限制條件的小范圍增加就會帶來大量運算 。并且由于連續選址，在實際應用中，很可能選出的最優解位于湖泊或者街道中心等位置，因此可操作性不強，只是選址問題的一種理論上的解決方法。 層次分析法 層次分析法是由美國學者 Saaty 提出的，至今己有眾多演化模型。其基本模型是將一個復雜的目標決策問題作為一個系統，首先分解出準則層，每個準則層下面對應多個指標，通過定性指標模糊量化的方法確定出每個指標的權重和總排序。在實際操作中要注意標度的選 取，判斷矩陣的構造、調整和一致性 14 檢驗以及逆序等問題。配送中心選址的層次分析法的選址流程圖見圖 2l 。 層次分析法的應用范圍十分廣闊，靈活性強，便于接受，但是作為一種主觀賦權方法，存在多出漏洞，在指標選取、判斷矩陣構造以及排序等方面，依據專家或者決策者經驗的不同，可能存在較大差異，因此判斷矩陣的調整和一致性檢驗顯得尤為重要。 近年來，層次分析法發生了眾多演變，其中對標度的研究是熱點課題之一。將 AHP判斷矩陣與模糊偏好矩陣相融合，通過轉換函數構造兩者一致化的橋梁，形成了模糊層次分析法 (FAHP)的雛形，解決了 多個決策者給出的決策形式不一致問題 。將層次分析法的思想引入 SWOT 中，可以使 SWOT 更細化和更具操作性 。將層次分析法與平衡計分卡相結合，減少了決策者主觀打分的影響，更加客觀，優化了企業績效工具。 15 5 研究思路及研究方法 復雜網絡綜述 復雜網絡理論 復雜網絡的研究是復雜性理論研究的一部分，作為研究復雜性科學和復雜系統的有力工具，復雜網絡為研究復雜系統提供了全新的視角。雖然復雜網絡的研究在我國起步得比較晚，相關的理論研究也不全面，但是它的許多理論為人們更好得理解現實世界中各種復雜網絡的本質 規律提供了新的方法和依據。 復雜網絡概念 復雜網絡是一種用來描述自然和社會科學以及工程技術中相互關聯的理論。圖論是復雜網絡精確數學處理的自然框架，形式上復雜網絡可以用圖來表示。從統計物理學的角度來看，網絡是一個包含了大量個體以及個體之間相互作用的系統，是把某種現象或某種關系抽象為個體 (頂點 )以及個體之間的相互作用(邊 )而形成的用來描述這一現象或關系的圖。以物流網絡為例，頂點可以代表不同的供應商、分銷商、零售商、顧客等，而邊可以代表其相互間的交易商貿關系。一個具體網絡可能抽象為一個由點集 V 和邊 集 E 組成的圖 G=(V， E)。如果任意點對對應同一條邊，則該網絡稱為無向網絡 (undirected work)，否則稱為有向網絡 (directed work)。例如電子郵件信息傳遞網絡就是有向的。如果給每條邊都賦予相應的權值，那么該網絡就稱為加權網絡 (weighted work)，否則稱為無權網絡 (unweighted work)。 研究思路 網絡結構分析 網絡結構分析最關鍵的問題是利用合理規則拓撲處理現實中的交通網絡 。目前常用的網絡拓撲方法主要有 :①原有拓撲 ,以邊為拓撲結構的邊 ,交叉口為節點 。②對偶拓撲 ,以道路編號或者路名為節點 ,即相同的路名可用一個節點代替 ,交叉口為節點之間的連線 。 16 本次西北冷庫課題研究我們采用的是對偶拓撲方法。 (1)采用對偶拓撲方法 ,對實際公路網絡進行拓撲結構轉換。構建網絡可靠性指標 ,應用復雜網絡節點度、接近中心性、中介中心性以及連通可靠性指標評價區域公路網結構特征 ,并給 出基于模糊聚類的公路網等級劃分方法。 (2)基于對偶拓撲方法 ,應用復雜網絡進行公路網結構特征研究 ,可從連通性、中間性和連通可靠性等多個角度反映線路在公路網絡中的重要程度 ,該究結論可為區域公路網評價和優化提供一定的理論依據。 對偶拓撲方法及所形成的復雜網絡指標進行公路網結構特征研究 ,主要有以下優點 : (1)拓撲過程中 ,通過節點與線路之間的相互轉換 ,使得線路在整個網絡中的重要程度以及線路之間的相互關系識別更為簡單 。 (2)應用復雜網絡節點度 、 接近中心性和中介中心性等結構分析指標 ,更能說明線路所具有的交通特性 。 (3)應用復雜網絡理論 ,綜合考慮各項指標 ,可從連通性 、 中心性 、 中間性和可靠性等多個角度分析各路段或線路在整個網絡中的順序和地位 ,避免應用單一指標評價路段及線路重要程度所產生的片面性 ,使路網的建設和改善更具有針對性 、 科學性 。 (4)應用復雜網絡成長特性以及節點鏈接偏好 ,可給出未來區域路網的合理規劃建議 。 (5)以交通量為拓撲復雜網絡的節點權重 ,有助于用加權網絡理論評價實際網絡的交通運行特征 。 描述復雜網絡結構特征的指標主要有節點度 、 接近中心性和中介中心性 ,3個指標均表示節點在整個網絡中的重要程度。 17 研究方法 MATLAB 軟件介紹及運用方法 MATLAB 是 用于算法開發、數據可視化、數據分析以及 數值計算 的高級技術計算語言和交互式環境 ，軟件的特點就是 高效的 數值計算 及符號計算功能，能使用戶從繁雜的數學運算分析中解脫出來；具有完備的圖形處理功能，實現計算結果和編程的可視化；友好的用戶界面及接近數學 表達式 的自然化語言，使學者易于學習和掌握；功能豐富的應用工具箱 (如信號處理工具箱、通信工具箱等 )，為用戶提供了大量方便實用的處理工具。 運用方法： 利用 MATLAB處理數值計算的高效性，將統計的西北五省（青海、西安、寧夏、甘肅、新疆）所有高速公路所經過的市、縣的名稱通過 MATLAB 的運行計算，把地名按照拼音的順序進行排序，并計算出每一個地方的節點度。 具體操作方法：打開 MATLAB2022a→將文件指向改為 E盤中的配送復雜網絡09 文件夾→在 CommandWindow 框里輸入 a81→ MATLAB 自動生成三張 Excel 表， 兩個文本文件。 節點度 節點度 k定義為與該節點相連的連線數量 ,它是研究復雜網絡拓撲結 構的基本參數 。 在實際公路網絡分析過程中 ,節點度指標表示線路所直接連接的道路條數 ,節點度越大 ,連接的道路越多 。 該指標可以描述線路對與其連接道路的直接影響程度 。復雜網絡研究結果表明 ,后續道路建設更趨向于與節點度較高的道路連接 。 另外 ,根據線路所連接道路數的分布情況 ,即節點度分布指標還可以分析公路網的無標度特性。數學表達式為 18 ? ? ? ?m inm a x m inkiii k v k k vk k N???? ，其中 N為節點總數， k定義為與該節點相連的連線數量。 接近中心性 復雜網絡節點之間的連線表示 2 個節點之間的連接關系。因此 ,節點之間的最短距離可以理解為任意兩點之間所經過的最少節點數量 。 接近中心性是指網絡中任意一點到其他各節點之間的平均最短距離 ,即某個點對整個網絡上其他點的接近程度 ,也就是此點和其他各點聯系的快與慢 。 網絡接近中心性指標可表示為 ? ? ? ?1( 1 ) / ,Nc i i kKC v N d v v?? ?? ?，式中：? ?,vikdv 為節點 iv 到 kv 的最短路徑，即連接兩個節點路徑所穿越的最小節點數量。 與節點度指標相比 ,接近中心性指標可進一步描述路段或線路與非直接連接道路的接近程度 ,指標值越大 ,表明該線路的影響及服務范圍越廣 。 網絡接近性指標可用于評估擁擠在整個道路網絡中的傳播程度 ,與其他道路相比 ,接近中心性較高的路段發生擁擠時 ,擁擠傳播的速度更快 、 范圍更廣 。 所有節點的接近中心性指標平均值表示整個網絡的運行效率 ,該平均值越大 ,網絡運行效率越高。 中介中心性 中介中心性指標與網絡節點度指標相似 ,也可用 于衡量復雜網絡中節點的重要程度 ,但中介中心性指標反映的是節點在網絡路徑選擇中的重要程度 。 在網絡中最短路徑穿越次數最多的節點被認為是中介中心性程度最高的節點 。? ?() ( 1 ) ( 2 ) / 2BiBi CvCv NN? ? ?? 式中： jkp 為 j到 k之間的最短路徑， jikp 為 j到 k 之間通過 i 節點的最短路徑數量。在公路網中，中介中心性越強的路段，其最短路徑 穿越次數越多，在整個網絡中的橋梁以及樞紐轉換作用越明顯，也具有越強的影響力和控制力，因此該指標可用于評價路段對于提高出行效率和整個網絡運行效率的作用程度。 19 指標計算 西安 銀川 榆林 蘭州 酒泉 西寧 烏魯木齊 中寧 節點度 9 7 4 6 3 4 3 6 接近中心性 中介中心性 （節點度、接近 中心性、中介中心性指標計算結果） 6 方案的形成 整體網及其優勢 由一個群體內部所有成員之間的關系構成的網絡，即為整體網。整體網研究可以對整個網絡有比較全面的研究。可以揭示整體網絡的各種結構特征，例如，可以計算出網絡的互惠指數、揭示網絡中的三方關系結構以及整體網絡結構，找到整體網絡中的分幫分派情況，計算出網絡的密度等。 另外，整體網絡探討的一個基本優勢在于，它允許同時把研究系統視為一個整體和構成整體的各個部分。這種研究可以揭示整體系統的整合性。發現整體網絡的層次性、等級性和階層性等，可以解釋聯系的緊 密性與整體網成員的行為之間的關系，可以找到整體網絡中的聯絡和分解的模式，找到結構對等的行動者等。所以本文關于我國西北冷鏈物流中心分布及輻射選址建設采取整體網絡法研究。 整體網的研究方法 從數學角度上講，有兩種方法可以描述整體網：社群圖法和矩陣代數方法。本文采用矩陣代數法研究，首先，矩陣和圖都比較緊湊簡潔，有系統性。它們都可以輕松地匯總并展示信息。其次，矩陣和圖允許我們利用計算機不用矩陣分析數據。最后，矩陣和圖擁有自己的規則和約定，有時候，這些約定可以幫助我們進行明確的交流。更重要的是，圖論語言和數學 語言往往引導我們看到 20 一些僅僅憑借語言看不到的東西。所以我們借用 UCINET 軟件幫助我們進行數據分析和圖論分析。 UCINET 全名 網絡分析 集成軟件 ， 包括一維與二維數據分析的 NetDraw，還有正在發展應用的三