基于模糊聚类的河南省物流系统节点构建

第23卷第3期洛阳理工学院学报(自然科学版)Vol.23 No.32013年9月Journal of Luoyang Institute of Science and Technology(Natural Science Edition)Sep. 2013基于模糊聚类的河南省物流系统节点构建高志锋'，余亚辉2(1.河南大学数学与信息科学学院，河南开封475001; 2.洛阳理工学院數理部，河南洛阳471023)摘要: 阐述了河南省物流业的发展现状，构建模糊聚类模型对河南省物流业进行分析，并对河南省各地市物流进行优先级分类，为设计全省物流节点提供参考依据，对河南省产业结构的调整和升级有着重要的指导意义。关键词:模糊聚类;物流业;节点DOI: 10.3969/.issn.1674 5043.2013.03.019中图分类号:0221文献标志码: A文章编号: 1674-5043(2013)03-0080-04聚类分析是数理统计中的一-种多元分析方法，它是用数学方法定量地确定样本的亲疏关系，从而客观地划分类型。物流业涉及运输业、仓储业、商业、物资业和对外贸易业等部门，因此物流业是一个多部门复合行业，要有政府的统- -调控和协调。综合协调现代物流发展的政策、战略和规划;指导各省辖市及相关部门的现代物流工作，协调解决涉及相关部门的有关问题;促进地区间联动、部门间合作，实现信息共享。河南省辖18个地市，构建模糊聚类模型对河南省物流业进行分析，并对河南省各地市物流进行优先级分类，为设计全省物流节点提供参考依据，对河南省产业结构的调整和升级有着重要的指导意义。1河南现代物流业发展现状河南省委、省政府十分重视现代物流业的发展，2010年6月份出台的《河南省现代物流业发展规划(2010-2015年》"所提出“1+10”模式是政府针对河南区域经济、区域物流特点制定的物流发展行动纲领。随着河南经济的持续快速增长，工业化进程加速发展。与此同时，物流业作为-一个新兴的复合型产业，已迈过起步期，进入快速发展时期。2008年， 河南物流业实现增加值1946.17亿元，占第三产业全部增加值的36.9%，同比增长19.2%，比第三产业增加值10.2%的增幅高出9个百分点，物流业占服务业的比重持续提升，物流业在服务业中的主体地位逐步增强。物流业的快速发展对河南工业生产、固定资产投资、进出口贸易三大需求快速增长的支撑作用更为明显。2008年河南完成货运总量138392万吨，货物周转量5215.84亿吨公里，分别比上年有了较大增长，全省煤、油、矿运输紧张状况有了明显改善，粮食、化肥等重点物资运输得到较好保障。2模糊聚类模型模糊聚类分析广泛应用在气象预报、地质、农业、林业等方面。通常把被聚类的事物称为样本，将被聚类的一-组事物称为样本集。2.1基本概念及定理定义:设是阶模糊方阵，是阶单位方阵，若满足1)自反性: I≤R(∈r, =1);2)对称性: R'=R(=r, =r,);收稿日期: 2013-06-20中国煤化工作者简介:高志锋(1977-),男,河南郑州人硕士,讲师,主要从事数学物理方面研究MYCHCNMH G基金项目:中国物流学会项目(2011CSLKT120);洛阳理工学院青年基金项目(2010qr19)..第3期高志锋等:基 于模糊聚类的河南省物流系统节点构建83)传递性: R°≤R(白> max{(rx ^r )I≤k≤n}≤ry).则称为模糊等价矩阵。定理设R是m阶模糊等价矩阵， 则V0≤h≤μ≤l，Ru 所决定的分类中的每-个类是Rx所决定的分类中的某个子类。该定理表明，当h<μ时，R, 的分类是分类R的加细，当h由1变到0时，Rx 的分类由细变粗，形成一个动态的聚类图.2.2建立数据矩阵设论域U= {x2x，x}为被分类对象，每个对象又由m个指标表示其性状: x= 2x>2"xm}，(i= 12..",n),则得到原始矩阵为X =(x)xm.在实际问题中，不同的数据一般有不同的量纲，为了使有不同量纲的量能进行比较，需要将数据规格化，常用的方法有:1)标准差标准化:对于第i个变量进行标准化，就是将xy换成xy，即x =-S-(1≤i≤m), .式中:不=击2*y,S,=.(,-x)P。2)极差正规化:xy=一xi-minx}max化}- minpx, }xjj- x3)极差标准化:maxx, }- minx; }4)最大值规格化:xM,其中: M, = m(v,x.).2.3建立模糊相似矩阵建立x与x;相似程度y=R(x,x})的方法主要有:1)相似系数法。之x。Ci .Xp①夹角余弦法:Vk=l2|ka-1xa-F|②相关系数法:V k=l中国煤化工2)距离法。YHCNMH G82洛阳理工学院学报(自然科学版)第23卷-般地，取”, =1-dax,x) .期c,a为适当选取的参数，它使得0≤ry <1.采用的距离有:①Hamming距离:rx,x)=之|xa -x川.知②Euclid距离:d.x,x)=Zkxa-x尸③Chebyshev距离:d(x,x,)= max|x -x川3)贴近度法。①最大最小法:r;, =(ke^x)Z(xvx)k=I2(xx ^xp)②算术平均最小法:去之(xa+xm)Z(xa ^xm)③几何平均最小法:r;=k=二vxo-x。2.4聚类并画出动态聚类图模糊传递闭包法。步骤: 1) 求出模糊相似矩阵R的传递闭包t(R); 2) 按由大到小进行聚类。3运用聚类建立物流评价模型3.1建立样本集综合统计年鉴数据和具体情况，我们可供选择的投入指标有:货运量指标、货物周转量指标、物流服务业单位数、从业人数、固定资产原价、收入合计等。结合河南省历年统计年鉴，各指标具体算法":货运量指标= -货运铁路工具量x 铁路里程<铁路货运量max (货运铁路工具量x 铁路里程，货运公路工具量x 公路里程: 公路货运量max (货运公路工具量x 公路里程)货运周转量指标货运铁路1具量x 铁路里程<铁路周转量max (货运铁路工具量x 铁路里程)货运公路工具量x公路里程x公路周转量max(货运公路工具量x公路里程)单位数、从业人员数、固定资产原价、收入合计均按河南省统计年鉴中服务业中租赁和仓储业的指标进行统计，产出值指标根据河南省统计年鉴并结合经济学评价指中国 煤化工r企业的主要经济效益指标数据作为产出指标，得到2006年~2010年投入产 出表MYHCNMH G第3期高志锋等:基 于模糊聚类的河南省物流系统节点构建83表1河南省2006年 2010年货运量的投入产出表投入指标输出指标年份货运量指货物周转量 单位数 从业人数固定资产收入合计总资产成本费用资产全员劳动标万吨.指标百万吨个历臥原价1亿元贡献率 利润率负债率生产率2006 61 515.11216 718.34 7639.7298 208.9422 240.72227956129 3492007 77619.03 246 579.45 35410.47316.8415 143.412 13252183 0862008 105 994415 016.3961117.5037 352.9204 176.663 737|151222 1352009 163 088558 454.110534 20.0969 364.1924 181.629 932I148191 5112010 202 470614 609.011658 21.2900 454.9227 249.8474 3545185 6333.2有效性分析通过模糊聚类我们得到的聚类较为合理，故建立以一级枢纽为中心的多级轴-辅使物流节点网络。4河南省各地市物流系统节点构建表2河南省各市物流枢纽分级目前，河南省物流园区建设发展很快，因此，物流_园区建设要贯彻坚持标准、尊重规律、因地制宜、讲求- 级枢细二级枢纽三级枢纽.四级枢纽实效的发展方针。第一，定位要准确。宏观层面，要从郑州市洛阳市鹤壁市新乡市区域经济角度考虑，整体布局，科学规划;要与城市发展、交通建设协调同步进行，服从城市发展战略和总体开封市南阳市许昌市规划。根据聚类结果分析，从各市物流发展的优先级，平顶山市商丘市三门峡市从1级出发逐步发展，建立以一级枢纽为中心的多级轴-辅助物流节点网络，如表2所示。首先是物流节点郑安阳市信阳市济源市州市、洛阳市，其次建立在开封市、平顶山市、安阳焦作市周口市濮阳市市、焦作市、漯河市，再则是鹤壁市，、南阳市、商丘漯河市.驻马店市市、信阳市。第二，措施要得当。物流园区建设是跨地_区、跨部门、跨行业的综合系统工程。要严格按照物流园区规划的要求，多方借鉴业界专家经验、定性定量相结合进行科学的可行性论证，规划措施应得到企业和市场的共同认同，避免不切实际地盲目建设。第三，服务要到位。物流园区作为企业实体，服务客户、满足客户需求是第一要务，为园区客户提.供多功能的综合- -体 化服务是其可持续发展的关键。参考文献:[1|河南省人民政府关于印发中国郑州现代物流中心发展规划纲要(2006- 2010年)的通知[Z4.2005.[2]谢季坚,刘承平.模糊数学方法及其应用[M].武汉:华中科技大学出版社,2000.|3}河南统计年鉴[Z].2010.|3|余亚辉,李振平.基于DEA的河南省物流业与制造业联动发展研究[JI.河南科学,2013(2):147-151.Fuzzy Cluster Based Logistics Node System Building in Henan ProvinceGAO hi-feng, YU Ya-hui(1.Henan University, Kaifeng 475001, China;2.Luoyang Institute of Science and Technology, Luoyang 47 1023, China)Abstract: This paper describes the current development of the logistics industry in Henan Province to build a fuzxy clusteringmodel for the analysis of the logistics industry in Henan Province. The logistics priority has been sorted out for the cites inHenan province to offer some reference for the provincial logistics nodes design,中国煤化工idance for theadjustment and upgrading of the industrial structure in Henan Province.TYHCNMH GKey words: fuzzy clustering; logistics industry; node