基于神经网络的人工智能区域物流规划评价体系.doc

基于神经网络的人工智能区域物流规划评价体系苏春玲摘 要 区域物流规划方案的综合评价，目前尚无科学统一的评价指标体系，本文从研究区域物流规划的目标出发，逐级分解建立评价指标体系，通过基于人工神经网络的人工智能评价系统来实现对物流系统布局与规划的评价。关 键 词 神经网络；区域物流；规划；评价作者简介 苏春玲，女，柳州运输职业技术学院运经系讲师。广西柳州，545007一、区域物流规划 （一） 区域物流规划的概念 区域物流规划是在正确认识区域物流规模、结构与特点的基础上，根据区域经济与社会发展目标，对一定时期内（一般为中长期）区域物流发展目标、区域物流资源建设、区域物流发展战略与对策等进行的系统设计1。区域物流规划是区域物流发展的蓝图，也是区域物流发展的行动指南。区域物流规划不仅有利于避免区域物流发展的盲目性，节约学习成本，而且有利于预防或解决区域物流与交通、城市建设、环境保护、居民生活等区域经济与社会的各种矛盾，从而节约了发展成本。（二）区域物流规划的范围区域物流规划一般包括区域物流总体规划、重点城市物流规划和重点物流园区规划等三个层次1。其中区域物流总体规划是指对一个行政区或若干个行政区联合体的物流发展进行总体规划。区域物流总体规划是该区域最基本、最高层次的物流规划；城市物流规划是指在区域物流总体规划的基础上，对一个城市的物流发展所进行的规划，是从属于区域物流总体规划的、第二层次的物流规划；物流园区规划是指在区域物流总体规划、城市物流规划的基础上，对某个物流园区的物流发展所进行的规划。所谓物流园区是指物流设施、物流网点、物流企业、物流业务等高度集中的空间区域，也叫物流产业园区或物流产业区。一个城市，特别是大城市往往存在若干个各具特色的物流园区。因此，物流园区规划从属城市物流规划，是城市物流规划的重要组成部分。（三）区域物流规划的主要内容全面、系统、科学的物流发展规划应该涵盖以下五个方面：区域物流空间布局规划、区域物流基础设施平台规划、区域物流信息平台规划、区域物流政策平台规划和物流产业主体发展规划。二、区域物流系统目标分析（一）目标分解区域物流系统为区域社会经济生活中不可缺少的部分，其规模、结构、技术与管理水平等直接决定了地区的政治社会是否稳定，百姓是否安居乐业，经济能否得到快速发展，就其实现的目标来说，主要可为五个方面： 政治社会方面 地区国民经济发展方面 物流系统经济效益方面 环境方面 技术与管理方面（二）区域物流系统评价指标体系在地区物流系统目标分析的基础上，将各个目标按照准则分解法进行分解，建立地区物流系统评价的指标体系。对于具体各个准则子目标分解，为能够直接计算的和能够由专家按照模糊概念给出具体隶属度作为评价值的，共5个指标， 具体分层状况如下表：表1 区域物流规划的评价指标体系一级指标二级指标评价标准政治社会指标满足社会政治需要的程度满足社会政治需要程度X1满足社会稳定需要程度X2满足基本生活需要的程度X3。满足国防需要的程度X4与国家和地区政治、社会发展的符合程度物流系统与国家和地区政策的一致程度X5与国家和地区经济和社会发展的一致程度X6自然资源及其开发于物流系统结构的符合程度X7国民经济发展指标物流系统满足经济发展的程度物流系统年涉及总量于实际年物流总量的比值X8物流新增投资额占国民经济生产总值的比值X9地区主要行业物流于当地经济发展的适应程度X10新增物流投资与地区国民经济生产总值的比值X11物流系统促进经济发展的程度物流的平均价格* 每吨公里的运输费用X12物流的服务水平：供应比率、订货完成率、装运短缺数、货损赔偿数、完成运输实际时间和期望时间的比值X13物流系统消耗自然资源的总价值与地区国民经济生产总值之比X14物流从业人口总数占地区劳动人口总数的百分比X15物流系统税收总额占地区税收总额的比重X16物流系统的技术经济指标经济指标净值(NVP)X17内部收益率(IRR)X18动态回收期(PTd)X19效益费用比(B/C)X20物流系统技术指标（21）快速响应的时间(从订货到大致货物发出的平均时间)X21（22）节约能源(燃料、水、电等自然资源于全国同行也同等资源的消耗的比值)X22（23）规模的大小(物流系统的覆盖范围)X23环境指标环境指标（24）空气污染指数(CO,CO2,NO 等有害物质的综合含量)X24（25）城市道路面积的需求程度X25（26）噪音污染指数X26（27）耕地、林地、草原等土地占用面积X27（28）固体污染物液体污染物对于生态环境的影响指数X28管理与技术方面从业人员（29）从业人员大专及以上文化程度的员工所占的比重X29（30）教育经费与物流年收入得比值X30使用工具角度（31）万人汽车保有量X31（32）计算机的使用数量X32（33）物流信息化的水平X33（34）物流管理的研发费用占物流收入的比重X34（35）物流系统的技术先进性X35企业制度与管理水平（36）企业制度建立平均状况X36（37）企业管理平均水平X37（38）从业人员的平均收入水平X38（39）先进管理经验的更新速度X39三、神经网络神经网络是：人的思维有逻辑性和直观性两种不同的基本方式。神经网络的研究内容相当广泛，目前，主要的研究工作集中在以下几个方面：（1）生物原型研究。从生理学、心理学、解剖学、脑科学、病理学等生物科学方面研究神经细胞、神经网络、神经系统的生物原型结构及其功能机理。（2）建立理论模型。根据生物原型的研究，建立神经元、神经网络的理论模型。其中包括概念模型、知识模型、物理化学模型、数学模型等。（3）网络模型与算法研究。在理论模型研究的基础上构作具体的神经网络模型，以实现计算机馍拟或准备制作硬件，包括网络学习算法的研究。这方面的工作也称为技术模型研究。（4）人工神经网络应用系统。在网络模型与算法研究的基础上，利用人工神经网络组成实际的应用系统，例如，完成某种信号处理或模式识别的功能、构作专家系统、制成机器人等等。人工神经网络就是模拟人思维的一种方式。这是一个非线性动力学系统，其特色在于信息的分布式存储和并行协同处理。人工神经网络首先要以一定的学习准则进行学习，然后才能工作。人工神经网络也具有初步的自适应与自组织能力，在学习或训练过程中改变突触权重值，以适应周围环境的要求。学习记忆的神经网络模型就是根据学习记忆神经机制建立的数学模型。四、基于神经网络的人工智能评价系统（一）区域物流系统人工智能评价结构图结构见图1。模型库系统以ANN 和模糊模型综合为主，主要通过模型库确定具体可以直接计算的一些指标数据。对不能直接计算的指标数据，需要在不断与专家进行人机交互的情况下，根据知识库和推理机确定各个指标和综合计算结果， 得出最终的评价结果。图1 区域物流系统人工智能评价结构图4（二）人工神经网络评价模型4综合评价结果（系统输出）只用一个神经元Y 表示, 系统输入为39 个评价指Xi (i=1,2,3,39),有下列公式成立：Y=g(X1,X2, ,X39)这是一个大型非线性公式，即评价的综合结果是各个评价指标的非线性函数,需要建立NN模型来实现。具体的说就是根据样本通过不断的训练学习来确定Xi (i=1,2,3,39)与Y的关系，即确定权重；然后在给定的样本情况下来通过工作确定Y值,即计算最终评价结果。（三）神经网络结构及评价标准1、神经网络结构神经网络结构采用三层BP网络的形式来实现，具体评价的拓扑结构见图2。将39 个指标作为输入，综合评价结果作为输出，中间隐含层的数量定为12个。输入层到中间层的权重用Wji表示，中间层到输出层的权重用Qj表示, 偏置值分别为和。图2 三层BP网络拓扑结构图42、评价标准将样本中可以直接结算出来的所有评价指标数据均进行归一化处理，使网络输入单元和输出单元均在0，1 取值，系统的输出也在0，1 取值，可以建立以相应的等级。 系统的输出数据在0，0.4 表示布局与规划方案差，需要重新进行布局与规划； 系统的输出数据在0.4，0.6 表示布局与规划方案较差，可以在部分吸收原方案的基础上重新制定新的布局与规划方案； 系统的输出数据在0.6，0.8 表示布局与规划方案一般，需要对方案进行局部的修改； 系统的输出数据在0.8，1.0 表示布局与规划方案好，基本可以采用。（四）神经网络的学习过程-权重的确定该模型具体学习过程步骤为：（1） 偏置值和分别置初值，初始化权值。（2） 输入一个学习样本。（3） 计算中间层j 的输入Uj 以及相应的输出Hj。为sigmoid函数（j=1,2,8）（4） 计算输出层单元的输入S及相应的输出Y。，（5） 根据学习样本的期望输出T和输出层的输出Y计算输出层单元的偏置值以及连接到其上的权值误差 。（6） 求出有关中间层单元的偏置值以及连接到其上的权值误差（7） 给定的常数和对从中间层到输出层的权重Qj和对输出层单元的偏置予以调整。, （8） 对从输入层到中间层的权重和对中间层单元的偏置予以调整。 , （9） 继续输入下一个样本，若有学习样本返回（3）重新计算。（10） 更新学习次数，在学习次数小于规定次数前返回（2），否则继续训练。（五）神经网络的工作过程评价结果的确定在确定了权重后, 就可以按照以上模型计算输出值评价值进行具体评价。五、广西壮族自治区区域物流规划方案评价实例将上述方法运用于广西壮族自治区物流规划方案的评价中，采用50组样本，具体采用，Borland C 编程进行系统仿真，学习后确定的输出层和隐层之间的权重矩阵为：0.6323，0.0089，0.8915，0.7441，0.9421，0.1523，0.3242，0.2836，0.5520，0.0610，0.3083，0.6356T输入层与隐层之间的权重矩阵 表述为3912 的矩阵形式。用S表示广西实际物流系统规划方案的评价指标，用X表示经过归一化处理的数据结果：X1=0.9510，X2=0.4521，X3=0.0750，X4=0.9580，X5=0.5511，X6=0.5531，X7=0.4856，X8=0.6512，X9=0.1051，X10=0.7521，X11=0.7500，X12=0.9851，X13=0.5523，X14=0.4852，X15=0.1754，X16=0.6552，X17=4598，X18=0.7554，X19=0.9510，X20=0.1850，X21=0.7051，X22=0.9951，X23=0.0755，X24=0.4589，X25=0.6523，X26=0.2653，X27=0.3215，X28=0.6521，X29=0.6851，X30=0.9510， X31=0.3500，X32=0.1509，X33=0.8500，X34=0.0950，X35=0.3590，X36=0.2852，X37=0.3501，X38=0.7502，X39=0.1575。将以上经过归一化处理的变量X1，X2，X39 作为输入经过上机模拟计算得出Y=g(X1,X2, ,X39)=0.7522。综合评价结果为0.7522，因此本文认为基于非均衡发展理论进行的广西壮族自治区区域物流规划方案可行，但仅为一般，需要进行进一步修改，在达到综合评价值为0.8 以上后方可实施。参 考 文 献1 李旭宏，胡文友区域物流中心规划方法J交通运输工程学报，2001,（1）：1101302 冯中耕现代物流规划理论与实践M北京：清华大学出版社，20053 田军. 人工神经网络在系统综合评价中的应用J.理论与现代化，2005（01）：3641.4 王伟.人工神经网络原理M.北京：北京航空航天大学出版社.1995.附录：广西壮族自治区区域物流规划备选方案专家意见征询表尊敬的专家：您好！ 近来，关于广西壮族自治区区域物流规划三个备选方案的争论，相信您已经比较了解，合理正确的决策关系到自治区未来的发展，为了做出正确的决策，委员会特制作此意见征询表以期对三个被选方案做出客观有效的评价。您的评价将决定着自治区未来的发展！衷心地感谢您抽出宝贵的时间填写此表！以下是评价区域物流规划的指标，请您按其好坏程度打分：“很好”9；“好”7；“良好”5；“一般