貨物運(yùn)輸通道內(nèi)運(yùn)輸方式分擔(dān)率的研究

陳 峰

（西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，碩士研究生；四川 成都 610031）

在以前的研究中，有關(guān)通道內(nèi)各種交通運(yùn)輸方式分工的論文，多是從客運(yùn)角度對(duì)通道進(jìn)行分析，例如客運(yùn)分擔(dān)率的計(jì)算，都是以乘客出行特征作為分析基礎(chǔ)，而對(duì)貨物運(yùn)輸對(duì)象基本沒有考慮[1]。在實(shí)際情況中，貨物運(yùn)輸在區(qū)域通道內(nèi)的實(shí)體運(yùn)輸中占據(jù)了主要部分，而且貨物運(yùn)輸比旅客運(yùn)輸具有更強(qiáng)的計(jì)劃性。除部分企業(yè)會(huì)在運(yùn)輸市場(chǎng)中自主選擇運(yùn)輸方式外，占鐵路總運(yùn)量九成以上的煤炭、石油、糧食等重點(diǎn)物資的運(yùn)輸都有較強(qiáng)的計(jì)劃性，這就使貨物運(yùn)輸通道的規(guī)劃非常有意義。

為了滿足不同貨主的運(yùn)輸需求，貨運(yùn)通道往往由平行的多種運(yùn)輸方式，或某種運(yùn)輸方式的多條線路相互補(bǔ)充，共同為貨主提供貨運(yùn)服務(wù)，由此而形成的通道內(nèi)各種運(yùn)輸方式的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，主要體現(xiàn)為各種運(yùn)輸方式分擔(dān)率的大小。運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)，其吸引的貨流量就越大，在市場(chǎng)中占有的份額也越多。本文以貨物運(yùn)輸通道為研究對(duì)象，在分析運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力影響因素的基礎(chǔ)上，建立了相應(yīng)的效用函數(shù)和分擔(dān)率計(jì)算模型，通過案例計(jì)算并分析貨物運(yùn)輸通道內(nèi)各種運(yùn)輸方式的分擔(dān)率。

1 運(yùn)輸方式分擔(dān)率模型的建立

1.1 影響因素分析 影響貨物運(yùn)輸通道內(nèi)運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力的因素可以分為2類。一類稱為宏觀影響因素，如自然地理?xiàng)l件、生產(chǎn)力布局與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)模式等，這些因素從根本上決定了運(yùn)輸通道內(nèi)貨物運(yùn)輸方式的構(gòu)成，但是不容易量化分析，在此不做討論。另一類稱為微觀影響因素，指與運(yùn)輸方式本身特性相關(guān)的因素，如運(yùn)輸能力、運(yùn)行速度、方便性、運(yùn)價(jià)等，這類影響因素直接決定了客戶選擇某種方式進(jìn)行貨物運(yùn)輸?shù)母怕?，進(jìn)而決定了通道內(nèi)運(yùn)輸方式的競(jìng)爭(zhēng)力[2]。因此，本文選擇經(jīng)濟(jì)性、準(zhǔn)時(shí)性、快速性、方便性、安全性、運(yùn)輸方式的運(yùn)輸能力作為競(jìng)爭(zhēng)力影響因素進(jìn)行分析。

1.1.1 經(jīng)濟(jì)性 貨物運(yùn)輸通道內(nèi)各種運(yùn)輸方式的經(jīng)濟(jì)性，可以用各種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸費(fèi)用來衡量。在不考慮其他因素的情況下，運(yùn)輸費(fèi)用越低，選擇該運(yùn)輸方式的貨主越多，其在通道內(nèi)占有的市場(chǎng)份額就越大。經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)可以通過運(yùn)價(jià)來衡量，即

式中：Fi為第i種運(yùn)輸方式的運(yùn)價(jià)；

Ri為第i種運(yùn)輸方式的貨物運(yùn)價(jià)率；

Mi為第i種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸距離。

1.1.2 準(zhǔn)時(shí)性 Tatimeni等人以發(fā)放問卷的方式對(duì)影響運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力的若干因素進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果表明準(zhǔn)時(shí)性是影響貨主選擇運(yùn)輸方式的首要因素[3]。準(zhǔn)時(shí)性可以用某種運(yùn)輸方式的準(zhǔn)點(diǎn)率來衡量。準(zhǔn)點(diǎn)率Oi包括2個(gè)方面，即出發(fā)準(zhǔn)點(diǎn)率和運(yùn)行準(zhǔn)點(diǎn)率。對(duì)出發(fā)正點(diǎn)率和運(yùn)行正點(diǎn)率進(jìn)行歸一化處理可得

1.1.3 快速性 快速性是衡量某一運(yùn)輸方式服務(wù)質(zhì)量的基本特征。貨主肯定希望貨物能在最短時(shí)間內(nèi)運(yùn)到目的地，特別是鮮活易腐的貨物，以減少貨物在途中的經(jīng)濟(jì)損失。在不考慮其他因素的情況下，某一運(yùn)輸工具的速度越高，則其競(jìng)爭(zhēng)力就越大?？焖傩钥捎瞄T到門運(yùn)輸?shù)目偤臅r(shí)來表示

式中：ti為第i種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸總耗時(shí)；

vi為第i種運(yùn)輸方式途中旅行速度；

t裝卸為第i種運(yùn)輸方式的貨物裝卸時(shí)間。

1.1.4 方便性 某一運(yùn)輸方式的方便性可用其發(fā)車間隔來描述。運(yùn)輸方式的發(fā)車間隔越短，其對(duì)貨主的方便性就越大，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也就越大。將發(fā)車間隔時(shí)間處理成方便性的度量指標(biāo)發(fā)車頻率即

式中：Ci為通道中第i種運(yùn)輸方式的發(fā)車頻率；

Ti表示通道中第i種運(yùn)輸方式的發(fā)車時(shí)間間隔。

1.1.5 安全性 貨物在運(yùn)輸途中有可能發(fā)生變質(zhì)、損壞、丟失等現(xiàn)象，使貨主受到經(jīng)濟(jì)損失。貨主都希望自己的貨物能安全地運(yùn)送到目的地，所以某運(yùn)輸方式其安全性越高，則其競(jìng)爭(zhēng)力也越強(qiáng)。貨物完好率Si可用下式表示

式中：Di為通道中第i種運(yùn)輸方式的貨損率，即發(fā)生變質(zhì)、損壞、丟失等現(xiàn)象的概率。

1.1.6 運(yùn)輸能力 通道內(nèi)各種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸能力不同，調(diào)查顯示，大運(yùn)量的交通方式對(duì)貨主有更強(qiáng)的吸引力。特別是對(duì)煤炭、石油等大宗貨物而言，貨主都傾向于選擇鐵路、海運(yùn)等大運(yùn)量的交通方式。通道內(nèi)各種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸能力大小，對(duì)貨主會(huì)產(chǎn)生不同程度的吸引力，可用下式表示

式中：Xi為第i種運(yùn)輸方式的能力吸引度；

Ni為第i種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸能力；

n為通道內(nèi)不同種類運(yùn)輸方式的數(shù)量。

1.2 競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)模型 Logit模型是預(yù)測(cè)運(yùn)輸通道上各種運(yùn)輸方式分擔(dān)率的一種比較成熟的方法，通常用于客運(yùn)通道的分擔(dān)率的預(yù)測(cè)，而很少應(yīng)用于貨運(yùn)通道。本文通過對(duì)Logit模型及效用函數(shù)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，并嘗試將其應(yīng)用于貨運(yùn)通道內(nèi)各種運(yùn)輸方式的競(jìng)爭(zhēng)力研究。

1.2.1 Logit模型的一般形式 假定通道內(nèi)貨物的運(yùn)輸均是按批次進(jìn)行的，以每萬t為一批次，且貨主對(duì)每批次貨物運(yùn)輸方式的選擇都是相互獨(dú)立的。Logit模型的一般形式可用下式表示

式中：Ui為第i種運(yùn)輸方式的廣義費(fèi)用值。

1.2.2 Logit模型的改進(jìn) Logit模型其一般形式也存在某些弊端，隨著某種運(yùn)輸方式效用函數(shù)的增大，其結(jié)果也隨之呈指數(shù)級(jí)增長。為了消除指數(shù)級(jí)增長導(dǎo)致的結(jié)果差異擴(kuò)大，對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)，把廣義費(fèi)用值除以平均廣義費(fèi)用。改進(jìn)后的模型為

由于準(zhǔn)點(diǎn)率和安全性無法用時(shí)間和價(jià)格來衡量，可認(rèn)為它們相對(duì)于其他服務(wù)特性具有獨(dú)立性。并且安全性、準(zhǔn)點(diǎn)率與其他服務(wù)特性同時(shí)較優(yōu)時(shí)，該方式的效用才能最優(yōu)，因而安全性、準(zhǔn)點(diǎn)率與其他特性應(yīng)是乘法關(guān)系。由于經(jīng)濟(jì)性、快速性、方便性、運(yùn)輸能力的指標(biāo)單位不同，故采用不同系數(shù)。因此，運(yùn)輸通道各種運(yùn)輸方式的廣義費(fèi)用可采用如下加法和乘法相結(jié)合的關(guān)系式來表示，即

式中：Oi為第i種運(yùn)輸方式的準(zhǔn)點(diǎn)率；

Fi為第i種運(yùn)輸方式的運(yùn)費(fèi)；

ti為第i種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸時(shí)間；

Ci為第i種運(yùn)輸方式的發(fā)車頻率；

Xi為第i種運(yùn)輸方式的能力吸引度；

Si為第i種運(yùn)輸方式的安全性。

1.3 模型參數(shù)的標(biāo)定 特性系數(shù)θi表示貨主給予第i種服務(wù)屬性的權(quán)重，θ1表示貨主對(duì)于經(jīng)濟(jì)性的權(quán)重，θ2表示貨主對(duì)于快速性的權(quán)重，θ3表示貨主對(duì)于方便性的權(quán)重，θ4表示貨主對(duì)于運(yùn)輸能力的權(quán)重，它們可用極大似然法求解。當(dāng)貨主運(yùn)輸貨物時(shí)，每批次貨物運(yùn)輸方式的選擇可看作是相互獨(dú)立的，因此，N批貨物選擇運(yùn)輸方式，可看作是進(jìn)行N次貝努里試驗(yàn)。根據(jù)極大似然法，N批貨物選擇m種運(yùn)輸方式的批數(shù)分別為N1，N2，…Nm的聯(lián)合概率可用下式表示

式中：Ni為選擇運(yùn)輸方式i的人數(shù)；

Pi為選擇運(yùn)輸方式i的概率；

θ為特性系數(shù)向量。

對(duì)上式兩端取對(duì)數(shù)，并化簡(jiǎn)可得

對(duì)Λ*分別求θ1，θ2，θ3，θ4的偏導(dǎo)，并令導(dǎo)數(shù)為 0，可得如下方程組：?Λ*/?θ1=0，?Λ*/?θ2=0，?Λ*/?θ3=0，?Λ*/?θ4=0[4]。

通過求解上述方程組，即可確定系數(shù)θ1，θ2，θ3，θ4。

2 實(shí)例分析

2.1 白音華—赤峰通道競(jìng)爭(zhēng)力模型的建立 錫盟是東北區(qū)域資源最富集的地區(qū)，煤炭資源占東北地區(qū)的1/2左右，制約錫盟煤炭運(yùn)輸?shù)闹饕獑栴}是交通網(wǎng)絡(luò)稀疏，路網(wǎng)等級(jí)低，公路運(yùn)輸難以適應(yīng)大工業(yè)資源、原料、產(chǎn)品的長距離運(yùn)輸需求，而鐵路基礎(chǔ)差，煤炭運(yùn)輸通道不暢[5]。目前我國煤炭運(yùn)輸主要通過鐵路運(yùn)輸和公路運(yùn)輸來完成，現(xiàn)以我國錫盟地區(qū)煤炭運(yùn)輸通道白音華—赤峰通道的公路與鐵路競(jìng)爭(zhēng)力為研究對(duì)象，在這一段上，公路運(yùn)輸和鐵路的運(yùn)距基本同為361km，其他指標(biāo)如表1所示。

表1 白音華—赤峰通道內(nèi)運(yùn)輸方式基本情況

根據(jù)對(duì)白音華-赤峰通道內(nèi)公路和鐵路煤炭運(yùn)輸分擔(dān)率的調(diào)查結(jié)果，公路分擔(dān)率為52.2%，合261萬t，鐵路分擔(dān)率為47.8%，合239萬t。為簡(jiǎn)化問題，本算例假定每萬t為一批次，根據(jù)上述參數(shù)取值并結(jié)合前文效用值的計(jì)算方法得到系數(shù)取值分別為θ1=-0.0051，θ2=-0.0129，θ3=0.5423，θ4=0.06349。 因此，其廣義費(fèi)用為：

將廣義費(fèi)用代入公式8，即可得該通道公路和鐵路競(jìng)爭(zhēng)力模型

2.2 未來交通方式分擔(dān)率的研究 白音華—赤峰通道的煤炭運(yùn)輸52.2%是通過公路完成的，這造成了赤大高速公路運(yùn)輸能力緊張。大貨車對(duì)交通造成的干擾和通行能力的擠占非常嚴(yán)重，容易導(dǎo)致交通癱瘓。隨著國家鐵路網(wǎng)建設(shè)的進(jìn)一步完善以及煤炭運(yùn)輸?shù)?通道的建設(shè)，錫盟地區(qū)完全有可能新建1條鐵路運(yùn)輸通道。

假定本區(qū)域新增1條鐵路貨物運(yùn)輸專線，其基本屬性取值如下：準(zhǔn)點(diǎn)率取值和既有鐵路相同，即85%；運(yùn)輸時(shí)間較既有鐵路將大幅縮短，暫取15h；運(yùn)價(jià)率略高于既有鐵路，但低于公路，取0.20元/t·km；發(fā)車頻率較既有線有所加大，取0.7；貨物完好率與既有鐵路相同，取99.8%；運(yùn)輸能力取為既有線的1.3倍，故3種運(yùn)輸方式能力吸引度可更改為，公路取26.2%，既有線取32.1%，貨運(yùn)專線取41.7%。將既有線、公路、貨運(yùn)專線相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)屬性值代入分擔(dān)率模型（公式14），便可預(yù)測(cè)出未來通道內(nèi)貨流量的分擔(dān)率見表2。

表2 白音華-赤峰通道內(nèi)運(yùn)輸方式分擔(dān)率預(yù)測(cè)

從表2可知，如果新建鐵路貨運(yùn)專線，公路有22.2%的貨流轉(zhuǎn)移到貨運(yùn)專線，既有線有32.3%的貨流轉(zhuǎn)移到了貨運(yùn)專線。這是因?yàn)殍F路貨運(yùn)專線具有運(yùn)價(jià)率低、運(yùn)輸時(shí)間短、運(yùn)輸能力大等優(yōu)點(diǎn)，綜合了既有線和公路運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)。新建鐵路貨運(yùn)專線，將大大緩解公路運(yùn)輸?shù)膲毫?，并能很大程度的滿足貨主的需求，給貨主帶來極大的便利。

3 結(jié)束語

Logit模型是研究通道內(nèi)多種運(yùn)輸方式分擔(dān)率的有效方法。本文在國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，對(duì)貨物運(yùn)輸通道內(nèi)運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力的影響因素進(jìn)行了分析，建立了相應(yīng)的效用函數(shù)和經(jīng)過改進(jìn)的競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)模型。通過對(duì)錫盟地區(qū)白音華-赤峰通道內(nèi)公路和鐵路運(yùn)輸情況進(jìn)行分析，建立了競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)模型，并預(yù)測(cè)了未來新建鐵路貨運(yùn)通道后各種運(yùn)輸方式分擔(dān)率的變化。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，原運(yùn)輸通道內(nèi)的貨運(yùn)量將進(jìn)一步增長，使得通道內(nèi)原本飽和的能力更為緊張。為了緩解白音華-赤峰通道內(nèi)公路和鐵路運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸壓力，新建貨運(yùn)專線顯得十分必要。

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