粮食安全求解 篇1
1 问题描述及假设条件
1.1 问题描述
假设一个多式联运企业将一批粮食从粮库所在地城市1运送到粮食消费地城市N,中途可能经过的节点城市有N-2个,任意相联的两个城市之间最多有K种运输方式可供选择,相联两个城市之间不同运输方式的运输费用、运输时间、运输能力、粮食损耗不同,每个城市都可实现粮食在不同运输方式之间的中转,但需要一定的中转时间和中转费用。在不超过运输期限、运输损耗定额和运输能力限制的情况下,确定整个运输过程中所经过的城市及城市间最佳的运输方式的组合,以使粮食多式联运总费用最低。
1.2 假设条件
(1)整个运输过程中只有一个起点、一个终点;(2)整个运输过程中的总时间不能超过运输期限;(3)整个运输过程中的总损耗不能超过运输损耗定额;(4)粮食运量不能超过被选择运输方式的运输能力;(5)若两个城市之间缺少某一种运输方式,则该运输方式在此两城市间的运输费用、时间为无穷大;(6)粮食在两个城市之间只能选择一种运输方式,即粮食运量不可分割;(7)粮食在两个城市之间的运输费用与粮食运量、所选运输方式的单位运费及运输距离有关;(8)粮食在两个城市之间的运输时间与运输方式、运输距离有关;(9)粮食在两个城市之间的运输损耗与运输方式、运输距离有关;(10)粮食中转只能发生在起点与终点之间的节点城市,且在各节点城市最多进行一次转载;(11)粮食在某一节点城市进行中转时,转载费用与两种运输方式单位转载费用、粮食运量有关;(12)粮食在某一节点城市进行中转时,转载时间与两种运输方式单位转载时间、粮食运量有关;(13)粮食在某一节点城市进行中转时,转载损耗与两种运输方式有关;(14)无缝衔接要求粮食在某一节点城市进行中转时不发生延迟。
2 粮食多式联运无缝衔接优化模型构建
2.1 符号定义
C———粮食多式联运总费用;I——城市集合,1,2,3,…,N,,1为起城市,2…N-1为节点城市,N为终点城市;M——运输方式集合,1,2,3,,1表示铁路,2表示公路,3表示水路;K——运输方式种类,本文为3;N——城市个数;q——粮食多式联运批量;T——粮食多式联运期限;W——粮食多式联运损耗定额;;cmij——在城市i和城市j之间选择运输方式m时的运输费用(元);tmij——在城市i和城市j之间选择运输方式m时的运输时间(h);wmij——在城市i和城市j之间选择运输方式m时的运输损耗(%);qmij——在城市i和城市j之间运输方式m的运输能力(t);,即m≠n;cimn——在城市i由运输方式m转换到运输方式n的中转费用(元);timn——在城市i由运输方式m转换到运输方式n的中转时间(h);wimn——在城市i由运输方式m转换到运输方式n的中转损耗(%)。
2.2 模型构建
2.3 模型说明
式(1)表示以粮食多式联运总费用(运输费用与中转费之和)最小为目标,式(2)表示粮食多式联运总时间(运输时间与中转时间之和)不能超过粮食多式联运期限,式(3)表示粮食多式联运总损耗(运输损耗与中转损耗之和)不能超过粮食多式联运损耗定额,式(4)表示在城市i选择运输方式m运往城市j时粮食运量不能超过城市i和城市j之间运输方式m的运输能力,式(5)表示在城市i和城市j之间最多只能选择一种运输方式,式(6)表示在城市i最多只能进行一次运输方式转换,式(7)表示一次运输方案中两段相邻的运输路径中所选用的运输方式与在节点城市处的运输方式转换是连续的,式(8)和式(9)为变量的取值范围。
3 粮食多式联运无缝衔接优化模型求解
本文所建模型属于NP-complete问题,在目前计算机上用枚举法很难甚至不可能得到精确最优解,而遗传算法是通过模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程而形成的一种自适应全局优化概率的强大搜索算法,是寻求这种满意解的最佳工具之一。在该算法中,问题的解被表示为染色体,每个染色体就是一个个体,每个个体被赋予一个适应度,代表此个体对环境的适应度,一定数量的个体组成了群体在群体的进化过程中,通过选择、交叉和变异三种主要遗传操作,产生新的适应度值更大的群体。经过若干代遗传操作后,群体不断进化,最后收敛于问题的最优解[4]。采用改进的遗传算法求解本文所建模型的具体思路如下:
3.1 个体编码
对于遗传算法而言,个体的编码方式对问题的求解速度、识码率、最优解的范围都有很大影响。本文采用二进制编码,染色体长度为城市个数减一(N-1)与运输方式种类(K=3)的乘积[5]。每一联运方案均可用图1所示的代码串L表示,代码串按照城市编号1,2,…,N-1依次排列表示城市i铁路、公路、水路3种运输方式的排列,每一个字段Pim占一个字节,表示城市i运输方式m的候选状态,表示在城市i运输方式m被选中,表示在城市i运输方式m未被选中。表示城市i被选入多式联运通道,表示城市i未被选入多式联运通道。如图2所示的多式联运网络中联运方案1—铁路—2—公路—3—水路—4可用染色体,1,0,0;0,1,0;0,0,1,表示,联运方案1—公路—2—水路—4则可用染色体,0,1,0;0,0,1;0,0,0,表示,染色体长度均为4-,1,×3=9。其中表示城市3未被选入多式联运通道。
3.2 初始群体选择
初始群体的选择应该具有较为广泛的代表性,并且要有足够的染色体,否则可能陷入局部最有而出现早熟现象。因此,本文采用随机取值的方法生成大部分染色体,再加入一部分可行解染色体作为初始群体。
3.3 适应度函数构造
在遗传算法中用适应度函数来表明个体和解的优劣性,用来确定个体遗传到下一代的概率,适应度越高的个体遗传到下一代的概率就越高,这样就保证了个体向最优解的方向发展。本文所建模型的目标函数为粮食多式联运总费用,要求取最小值,而适应度则要求越大越好,所以目标函数不能直接作为适应度函数。因此,本文采用目标函数的倒数1/C作为适应度函数F,即F=1/C。
3.4 遗传算子确定
在遗传算法中,选择、交叉和变异算子直接影响着遗传算法的效率和收敛速度。
(1)选择算子。选择运算对群体中的个体进行优胜劣汰操作:适应度高的个体被遗传到下一代群体中的概率大;适应度低的个体,被遗传到下一代群体中的概率小。选择运算的任务就是按某种方法从父代群体中选取一些个体,遗传到下一代群体。本算法先对种群中的个体按照适应度从大到小进行排序,然后采用轮盘赌选择来确定各个个体是否遗传到下一代群体中,即假设每一个体的适应度为Frr=,1,…,R,,群体总的适应度为,将比例作为第r个个体的选择概率。
(2)交叉算子。交叉运算是指对两个相互配对的染色体依据交叉概率pc按某种方式相互交换其部分基因,从而形成两个新的个体。交叉运算是遗传算法区别于其他进化算法的重要特征,它在遗传算法中起关键作用,是产生新个体的主要方法。本文采用两点交叉法来产生新一代个体,每一个经过交叉的个体要进行单字段变异。典型的交叉概率pc取值范围为0.6~1。
(3)变异算子。变异运算是产生新个体的辅助方法,它决定了遗传算法的局部搜索能力,同时保持种群的多样性。交叉运算和变异运算的相互配合,共同完成对搜索空间的全局搜索和局部搜索。本文选用较大的变异概率pv=0.2。
3.5 算法的改进[6]
经过以上操作后,新产生的后代不一定满足约束条件,还需要对产生的新个体进行检验,如果不满足约束条件,则个体会被重置,重新进行上述操作,直至产生的个体满足约束条件。为此,本文加入式(10)所示修正机制。
3.6 算法终止条件
本文采用相邻代适应度无显著变化≤,0.01,作为终止条件,并输出种群中较优的个体作为最终结果。
4 结束语
本文从粮食多式联运经营人的费用最小化出发,以不同运输方式无缝衔接为要求,考虑粮食运输期限、损耗定额与运力限制等条件,构建了粮食多式联运无缝衔接优化模型,并设计了改进的遗传算法,通过对各种费用、时间、损耗等参数的合理标定以及现代计算机技术的应用,可以快捷地进行求解粮食多式联运无缝衔接方案优化问题,从而为粮食企业选择运输路径与运输方式的最佳组合、充分发挥多式联运提供参考依据。该模型还可进一步扩展为多种运输方式、多条运输线路、多个运输企业的组合优化问题,求解时只要在个体编码阶段适当增加染色体的长度即可。但是,该模型与现实情况还有一定差距,如:不同时间段的运输时间和费用不同,在节点城市实现无缝衔接还需要粮食多式联运各方的协作配合等。如何将这些实际问题体现到模型中,并使其能更加有效地应用到实际当中仍有待进一步研究。
参考文献
[1]莫宝民,冯雪莉,李青.加强东北地区铁路粮食运输能力的探讨[J].铁道运输与经济,2006,28(5):51-52.
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[5]杨秋秋,王辉.基于遗传算法的多目标集装箱联合运输运输优化模型[J].物流科技,2006,29(12):29-31.
粮食安全求解 篇2
依照惯例，每年年底举行的中央农村工作会议旨在部署明年农业、农村工作目标任务，围绕来年中央“一号文件”征求意见。出席会议最高级别的官员也多为主管三农工作的副总理。
舆论认为，今年的会议突破了年度工作的意义，堪称是一次新领导层对三农工作作出顶层设计的会议。即将出台的2014年“一号文件”同样也被认为将超越年度范畴，是未来相当长时期内对指导三农工作最具纲领性意义的头号文件。
粮食安全：数量与质量并重
此次会议最引人关注的无疑是强调了粮食安全问题的重要性。习近平在会上称，“中国这样的大国必须把粮食安全的饭碗端在自己手上。”
中国社科院农村发展研究所研究员李国祥在向《中国新闻周刊》分析此次会议时认为，中央对粮食安全问题的强调，主要是由于新的粮食安全战略的提出以及深化农业改革的要求。
此前召开的中央经济工作会议已将“切实保障国家粮食安全”列为明年六大主要任务之首，提出要做到谷物基本自给、口粮绝对安全。据悉，粮食产量安全还是首次成为全年经济工作的首要任务。
在此基础上，中央农村工作会议进一步明确了新的粮食安全战略：以我为主、立足国内、确保产能、适度进口、科技支撑。“这和中央经济工作会议提出的要求是一脉相承的”，李国祥说。
统计局最新数据显示，2013年，我国粮食总产量达到60193.5万吨，同比增长2.1%，这是自2004年以来我国粮食产量连续增加的第十个年头。
“但在‘十连增背后，很多人不知道近年却出现了‘丰年缺粮的现象。”中国社会科学院农村发展研究所副所长杜志雄对《中国新闻周刊》记者说。
这次会议除了强调粮食产量安全外，还特别提到农产品质量和食品安全问题，认为食品安全首先是“产”出来的，要把住生产环境安全关，治地治水，净化农产品产地环境，切断污染物进入农田的链条。
“过去只追求粮食数量的增长，而现在是强调数量与质量并重。”中国人民大学农业与农村发展学院副院长郑风田对《中国新闻周刊》记者说，与往年相比，今年会议一个重大的转变是更加注重农产品质量和食品安全。
国务院发展研究中心一位不愿具名的专家预计，明年的“一号文件”除了继续强调要加大在农田水利设施建设和科技兴农方面的投入，增加粮食总产量之外，很可能还会涉及到重视农产品质量安全，有效化解农业面源污染问题，走生态农业、环境友好型农业的道路。
“这是中国粮食目标的新拐点，从此我们不再过分强调数量，而是更加关注质量，因而更多的问题就聚焦在如何树立百姓对粮食质量的信心，以及如何平衡资源环境与农业发展问题。”李国祥说。
土地流转：农改工作重点
在接受《中国新闻周刊》记者采访时，多位农业专家把粮食安全与农业现代化视为这次农村工作会议的焦点内容。两者看似领域不同，其实目标相连，提升农业效率也是为保障粮食安全。
农业现代化包含了构建新型农业经营体系、培育新型农业经营主体、推进农村改革试验区。目前，安徽、海南、山东、上海等地正在进行土地流转试点探索，推进土地管理制度改革。
受访的学者向《中国新闻周刊》指出，促进土地流转，实现农业规模经营关系到国家粮食安全和农民权益，相信将是未来几年的农业改革工作重点。
中国社会科学院农村发展研究所副所长杜志雄分析认为，随着中国工业化、城市化快速发展，离农人口越来越多，而土地又采取联产承包方式，分散在小规模的农户手里，这导致土地资源和劳力分配的不适应，小规模农户越来越缺乏竞争力，土地资源越来越紧张，粮食安全隐患加剧。
“因此，在农民自愿、依法、有偿三个前提下，促进农村用地流转，形成适度的规模经营有其必要性。”杜志雄对《中国新闻周刊》记者说。
土地确权是农村土地流转的重要前提条件。2013年12月，农业部部长韩长赋在全国农业工作会议表示，2014年全国将扩大农村土地承包经营权确权登记颁证试点范围，确定两个省开展整省试点，其他各省份至少要选择1个县开展整县试点。在试点的基础上，争取后年全面推开，力争五年基本完成。
韩长赋强调，稳定土地承包关系，让农民吃上“定心丸”，有利于促进土地流转。土地流转要鼓励，要引导，更要规范。他说，一定要坚持依法自愿有偿原则，充分尊重农民意愿，不下指标，不搞强迫命令；不得改变土地集体所有性质，不得改变土地用途，不得损害农民土地承包权益。
关于农村基本经营制度，此次会议指出，依法保障农民对承包地占有、使用、收益、流转及承包经营权抵押、担保权利，但同时也强调不论承包经营权如何流转，集体土地承包权都属于农民家庭。
郑风田说，坚持和完善农村基本经营制度，核心是解决发展和稳定问题，维护农民的利益。“一些农民进城后工作不稳定，没有社保，如果承包权丧失，会影响国家和社会稳定。”
谁来种田：农民成为体面职业
2013年12月26日，中国社会科学院发布的《社会蓝皮书》称，2012年城乡居民两极人均收入水平相差20多倍，“贫富分化”取代了物价、房价成为最受关注的问题。
由于种田收入低，留不住年轻人，现在农村种地的多是老年人或女性，平均年龄50岁以上。
此次农村工作会议直面“谁来种地”的问题，提出要让农民种粮有利可图，要通过富裕农民、提高农民、扶持农民，让农业经营有效益，让农业成为有奔头的产业，让农民成为体面的职业。
“‘谁来种地的论述很有新意”，民生证券研究院副院长管清友认为，这实际上是解决农业生产、农村发展、农民富裕的激励机制问题。
他说，农民本应该就是一个职业，而不是一种身份。未来，资本下乡、规模经营、家庭农场、逆城市化等现象料将都会出现。
李国祥表示，现在很多农民只是空有一个身份。因为通常讲，从事农业的人才叫农民，可现实中很多农民已经不从事农业，但由于是农业户口，仍称之为农民。农村现在留守、老龄化问题比较突出，农村青壮年男性不断向城镇转移，农业后续乏人问题严重。
“农民体面不体面关键看收入。”杜志雄对《中国新闻周刊》记者说，目前农民与城镇居民收入差距太大，很多农民靠农业生产一年只赚几千块钱。
关注粮食安全发展粮食生产 篇3
当前，国际市场粮食价格大幅上涨，世界性的粮食安全危机对经济社会发展产生了巨大的冲击。虽然目前国内粮食市场总体稳定，但着眼大局和长远，要确保立足国内生产保障国家粮食安全，始终做到“手中有粮”，还面临许多制约和挑战。农村土地撂荒情况严重，农民不安于耕的现象普遍，究其因，笔者认为主要存在以下几点：
1、粮食生产要素分散，粮食生产活力不够
我国长期实行以家庭联产承包经营为基础、统分结合的双层经营体制，解放和发展了农村生产力，确保了国家粮食供给的基本自足。该项制度作为党在农村各项政策的基石，必须毫不动摇地长期坚持，在实践中加以完善。但现实情况是，与这一基本制度紧密联系的农业生产经营机制表现出诸多不完善的地方。一是家庭分散经营，土地规模小，组织化程度低。比如我县产粮大镇之一的洛口镇的灵村，人均耕地不足1.5亩，30亩以上的规模经营农户仅为8户，多数农户为分散经营的家庭小生产模式。这严重不适应日趋激烈的大市场竞争，难以有效抵御市场风险。二是农村市场和农业服务体系不健全。一方面，生产领域的农业服务体系不完善。如农业技术推广工作相对滞后，表现在推广网络不完善、农技人员自身素质欠缺和农技推广经费不足。另一方面，流通领域的社会化服务体系不利于粮食生产。表现在粮食流通体制存在问题，粮食主产区和主销区的仓储平衡困难和农业生产资料供应不充分。这在很大程度上限制了农业机械的大规模应用和农业科技的广泛推广，影响了农业资本的投入和生产成本的降低，导致土地、资本、劳动力、技术等农业生产要素分散分割，难以实现优化组合、有效利用和规模效益，这些都制约了农业特别是粮食生产的活力。
2、粮食生产效益低下，粮食生产动力不足
粮食生产具体弱质性、低效性的特点，市场机制的趋利性和农民自身局限性决定农民不会从维护国家粮食安全大局出发大力发展粮食生产，而是改种经济效益更高的经济作物或干脆将土地撂荒从事非农产业来实现个人收益和短期利益的最大化，导致粮食生产动力不足。一是粮食生产成本高。受时下物价总体水平上涨的影响，农资价格也水涨船高，今年宁都化肥价格涨幅就在50%以上、农药价格整体水平上涨30%，雇用劳力成本也大大提高，诸多因素导致粮食生产成本猛涨。据调查，种植一亩地粮食需生产成本达到700余元，而平均每亩粮食生产收益仅为846元左右，极大的扼杀了农民种粮的积极性。二是粮食生产收益不稳定。粮食生产硬件建设投入不足，降低了农业综合抗灾能力，致使粮食生产基本处于“靠天吃饭”的原始状态。在自然灾害频发的情况下，粮食生产面临极大的不确定性，种粮收益也无从稳定保障。三是粮食生产比较效益低。粮食生产净利润大幅下降，种粮比较效益低下，远不及务工或种植经济作物的收入，导致农户水稻双季种植改单季、精耕细作变粗放管理、种植经济作物甚至将土地撂荒。比如我们在洛口镇灵村调研发现，种植经济作物玛萁每亩纯收入在6000元左右，是种植粮食收益的30倍。四是粮补等惠农政策不尽科学。表现在：弥补市场机制缺失错位，扶持政策缺乏导向效应；补贴形式过于单一，资金分散缺乏规模效应；惠农政策内部结构不尽合理，政策之间缺乏互补效应，因此国家出台的粮补等一系列惠农政策没有有效提高种粮的比较效益，无法激发种粮农民的积极性。
3、粮食生产投入不高，粮食生产实力不强
近年来，我们对粮食生产的政府投入严重不足，集体和农户建设动力不够，导致粮食综合生产能力不高，弱化了粮食生产实力。一方面，农业基础设施薄弱。水利设施建设落后，有效灌溉面积不足，降低了粮食生产面积和产量；土壤肥力下降，病虫害发生频繁，亩产量难以提高；抗灾设施不完备，无法充分抵抗自然灾害，导致粮食减产无法避免。另一方面，随着工业化、城镇化进程的加快，土地、资金、劳动力等农业生产要素流失日益加剧。近10年来，我国耕地总面积从19.51亿亩降到18.27亿亩，净减少1.24亿亩。农民自身投资农业的意愿不强烈，来自农业自身的资金积累大量外流。由于进城务工收入高出种粮收入10～12倍，大量农村青壮年劳动力进城务工，留守在农村的主要是妇女、老人和小孩，导致从事粮食生产的劳动力素质普遍不高。据我们在洛口镇灵村村调研，了解到该村90%的青壮年劳动力均外出务工，劳动力严重不足导致许多耕地无法耕作，土地撂荒比例达到10%之多。
总之，尽管近年来我们紧紧抓住粮食生产不放松，探索积累了一些有益经验，但是粮食生产活力不够、动力不足、实力不强的问题依然没有从根本上得到解决，稳步提高粮食综合生产能力仍然是一项长期和艰巨的任务。为此，本人结合实际，提出如下意见：
第一、要创新生产经营机制，释放粮食生产活力
要大力推进生产经营机制创新，激发广大农民种粮的积极性。一要激活土地要素。土地是农业最重要的生产要素，土地激活了，粮食生产的活力就能不断迸发。要以党的十七届三中全会精神为指导，在坚持农村基本经营制度的基础上，按照依法自愿有偿的原则，鼓励有条件的地方采取转包、转让、互换、租赁、入股的形式进行土地经营权合理流转，鼓励土地向种粮大户、种养能手以及农业科技开发机构、农业产业化龙头企业等经营主体集中，提高粮食生产的规模效益和劳动生产率，让农民从土地经营权流转中获得更多的收益。二要激活人力要素。只有最大限度地激发农民的积极性和创造性，粮食生产才能获得持久、旺盛的活力。要整合各类教育资源，宽渠道多形式提高农民素质，增强广大农民的市场意识、竞争意识、协作意识，增强他们驾驭市场的能力、抵御风险的能力和分工协作的能力。要积极培育农民专业化合作组织，坚持民办、民管、民受益的原则，鼓励和引导种粮农民自觉自愿地组织起来，将家庭经营的个体劣势转化为群体优势，在更大范围、更广空间优化配臵资源，降低成本、提高收益、共享成果，通过大联合、大协作，取得“一加一大于二”的效果，实现种粮收益的最大化。比如田头镇农户自发组建的宁都县田丰优质水稻生产专业合作社，已发展社员160多人，辐射带动种农1000多户，通过规模化经营、订单式生产，2008年发展制种面积5500亩，收购种子300多万斤，产值达900多万元。三要完善服务体系。要尽快建立健全粮食生产社会化服务体系，支持发展粮食生产经营服务组织，大力培育扶持农村经纪人队伍，为种粮农民提供产前、产中、产后的综合配套服务，实现粮食在生产、储运、加工、购销以及技术、资金、信息等环节的有效管理和经营，把千家万户的粮食生产和千变万化的市场有机联结起来，提高粮食生产的综合效益。
第二、要完善利益导向机制，增强粮食生产动力
要从根本上解决粮食生产动力不足的问题，必须走好四步棋。一
是建立粮食补贴稳步增长制度。要继续稳定、逐步完善、不断强化现有粮食补贴政策，进一步加大补贴力度、扩大补贴范围，尽快形成目标清晰、受益直接、类型多样、操作简便的粮食补贴制度。适当扩大粮食核心产区范围，拿出更优惠的政策，集中更多的资金，增加对财政困难的产粮大县的奖励和补助，支持粮食核心产区建设。二是完善粮食价格形成机制。鉴于粮食价格不能完全市场化，要加强和改善对粮价的宏观调控，推动形成充分反映市场供求关系、兼顾生产者和消费者利益、体现粮食生产成本收益、科学合理的粮食价格机制，保护种粮农民的利益。要深化粮食流通体制改革和国有粮食企业改革，搞活粮食市场流通，更好地发挥市场机制的调节作用；继续完善最低收购价政策，适当提高价格水平，使之真正成为农民利益的保护价，引导广大农民自觉扩大粮食生产。三是增强粮食生产抗风险能力。要建立粮食生产风险规避和损失补偿机制，加快大宗粮食作物的政策性保险试点，在良种生产基地和商品粮生产基地逐步开展农业灾害保险，积极探索政府引导、农民投保、企业参与、合作保险、市场运作的政策性农业保险新路子，保护种粮农民的切身利益；搞好极端气象灾害的预警预报，帮助种粮农民防范灾害风险。四是提高粮食生产的比较效益。种粮收益低是农民种粮积极性不高、粮食核心产区财政困难的根本原因。要提高粮食产业化水平，大力发展粮食加工龙头企业，拉长粮食产业链，实现以销售促加工、以加工促收购、以收购促生产，提升粮食的附加值；完善龙头企业与种粮农民之间的利益联结机制，让农民更多地分享产业化经营成果。同时，进一步加强对农资市场的监管，稳定化肥、种子、农药等农资价格，有效抑制种粮成本的上升。
第三、要建立投入保障机制，壮大粮食生产实力