貨物運輸通道內運輸方式分擔率的研究

陳 峰

（西南交通大學 交通運輸與物流學院，碩士研究生；四川 成都 610031）

在以前的研究中，有關通道內各種交通運輸方式分工的論文，多是從客運角度對通道進行分析，例如客運分擔率的計算，都是以乘客出行特征作為分析基礎，而對貨物運輸對象基本沒有考慮[1]。在實際情況中，貨物運輸在區域通道內的實體運輸中占據了主要部分，而且貨物運輸比旅客運輸具有更強的計劃性。除部分企業會在運輸市場中自主選擇運輸方式外，占鐵路總運量九成以上的煤炭、石油、糧食等重點物資的運輸都有較強的計劃性，這就使貨物運輸通道的規劃非常有意義。

為了滿足不同貨主的運輸需求，貨運通道往往由平行的多種運輸方式，或某種運輸方式的多條線路相互補充，共同為貨主提供貨運服務，由此而形成的通道內各種運輸方式的競爭關系，主要體現為各種運輸方式分擔率的大小。運輸方式競爭力越強，其吸引的貨流量就越大，在市場中占有的份額也越多。本文以貨物運輸通道為研究對象，在分析運輸方式競爭力影響因素的基礎上，建立了相應的效用函數和分擔率計算模型，通過案例計算并分析貨物運輸通道內各種運輸方式的分擔率。

1 運輸方式分擔率模型的建立

1.1 影響因素分析 影響貨物運輸通道內運輸方式競爭力的因素可以分為2類。一類稱為宏觀影響因素，如自然地理條件、生產力布局與經濟活動模式等，這些因素從根本上決定了運輸通道內貨物運輸方式的構成，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，指與運輸方式本身特性相關的因素，如運輸能力、運行速度、方便性、運價等，這類影響因素直接決定了客戶選擇某種方式進行貨物運輸的概率，進而決定了通道內運輸方式的競爭力[2]。因此，本文選擇經濟性、準時性、快速性、方便性、安全性、運輸方式的運輸能力作為競爭力影響因素進行分析。

1.1.1 經濟性 貨物運輸通道內各種運輸方式的經濟性，可以用各種運輸方式的運輸費用來衡量。在不考慮其他因素的情況下，運輸費用越低，選擇該運輸方式的貨主越多，其在通道內占有的市場份額就越大。經濟性指標可以通過運價來衡量，即

式中：Fi為第i種運輸方式的運價；

Ri為第i種運輸方式的貨物運價率；

Mi為第i種運輸方式的運輸距離。

1.1.2 準時性 Tatimeni等人以發放問卷的方式對影響運輸方式競爭力的若干因素進行調查，結果表明準時性是影響貨主選擇運輸方式的首要因素[3]。準時性可以用某種運輸方式的準點率來衡量。準點率Oi包括2個方面，即出發準點率和運行準點率。對出發正點率和運行正點率進行歸一化處理可得

1.1.3 快速性 快速性是衡量某一運輸方式服務質量的基本特征。貨主肯定希望貨物能在最短時間內運到目的地，特別是鮮活易腐的貨物，以減少貨物在途中的經濟損失。在不考慮其他因素的情況下，某一運輸工具的速度越高，則其競爭力就越大。快速性可用門到門運輸的總耗時來表示

式中：ti為第i種運輸方式的運輸總耗時；

vi為第i種運輸方式途中旅行速度；

t裝卸為第i種運輸方式的貨物裝卸時間。

1.1.4 方便性 某一運輸方式的方便性可用其發車間隔來描述。運輸方式的發車間隔越短，其對貨主的方便性就越大，市場競爭力也就越大。將發車間隔時間處理成方便性的度量指標發車頻率即

式中：Ci為通道中第i種運輸方式的發車頻率；

Ti表示通道中第i種運輸方式的發車時間間隔。

1.1.5 安全性 貨物在運輸途中有可能發生變質、損壞、丟失等現象，使貨主受到經濟損失。貨主都希望自己的貨物能安全地運送到目的地，所以某運輸方式其安全性越高，則其競爭力也越強。貨物完好率Si可用下式表示

式中：Di為通道中第i種運輸方式的貨損率，即發生變質、損壞、丟失等現象的概率。

1.1.6 運輸能力 通道內各種運輸方式的運輸能力不同，調查顯示，大運量的交通方式對貨主有更強的吸引力。特別是對煤炭、石油等大宗貨物而言，貨主都傾向于選擇鐵路、海運等大運量的交通方式。通道內各種運輸方式的運輸能力大小，對貨主會產生不同程度的吸引力，可用下式表示

式中：Xi為第i種運輸方式的能力吸引度；

Ni為第i種運輸方式的運輸能力；

n為通道內不同種類運輸方式的數量。

1.2 競爭力評價模型 Logit模型是預測運輸通道上各種運輸方式分擔率的一種比較成熟的方法，通常用于客運通道的分擔率的預測，而很少應用于貨運通道。本文通過對Logit模型及效用函數進行適當改進，并嘗試將其應用于貨運通道內各種運輸方式的競爭力研究。

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

式中：Ui為第i種運輸方式的廣義費用值。

1.2.2 Logit模型的改進 Logit模型其一般形式也存在某些弊端，隨著某種運輸方式效用函數的增大，其結果也隨之呈指數級增長。為了消除指數級增長導致的結果差異擴大，對模型進行改進，把廣義費用值除以平均廣義費用。改進后的模型為

由于準點率和安全性無法用時間和價格來衡量，可認為它們相對于其他服務特性具有獨立性。并且安全性、準點率與其他服務特性同時較優時，該方式的效用才能最優，因而安全性、準點率與其他特性應是乘法關系。由于經濟性、快速性、方便性、運輸能力的指標單位不同，故采用不同系數。因此，運輸通道各種運輸方式的廣義費用可采用如下加法和乘法相結合的關系式來表示，即

式中：Oi為第i種運輸方式的準點率；

Fi為第i種運輸方式的運費；

ti為第i種運輸方式的運輸時間；

Ci為第i種運輸方式的發車頻率；

Xi為第i種運輸方式的能力吸引度；

Si為第i種運輸方式的安全性。

1.3 模型參數的標定 特性系數θi表示貨主給予第i種服務屬性的權重，θ1表示貨主對于經濟性的權重，θ2表示貨主對于快速性的權重，θ3表示貨主對于方便性的權重，θ4表示貨主對于運輸能力的權重，它們可用極大似然法求解。當貨主運輸貨物時，每批次貨物運輸方式的選擇可看作是相互獨立的，因此，N批貨物選擇運輸方式，可看作是進行N次貝努里試驗。根據極大似然法，N批貨物選擇m種運輸方式的批數分別為N1，N2，…Nm的聯合概率可用下式表示

式中：Ni為選擇運輸方式i的人數；

Pi為選擇運輸方式i的概率；

θ為特性系數向量。

對上式兩端取對數，并化簡可得

對Λ*分別求θ1，θ2，θ3，θ4的偏導，并令導數為 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θ1，θ2，θ3，θ4。

2 實例分析

2.1 白音華—赤峰通道競爭力模型的建立 錫盟是東北區域資源最富集的地區，煤炭資源占東北地區的1/2左右，制約錫盟煤炭運輸的主要問題是交通網絡稀疏，路網等級低，公路運輸難以適應大工業資源、原料、產品的長距離運輸需求，而鐵路基礎差，煤炭運輸通道不暢[5]。目前我國煤炭運輸主要通過鐵路運輸和公路運輸來完成，現以我國錫盟地區煤炭運輸通道白音華—赤峰通道的公路與鐵路競爭力為研究對象，在這一段上，公路運輸和鐵路的運距基本同為361km，其他指標如表1所示。

表1 白音華—赤峰通道內運輸方式基本情況

根據對白音華-赤峰通道內公路和鐵路煤炭運輸分擔率的調查結果，公路分擔率為52.2%，合261萬t，鐵路分擔率為47.8%，合239萬t。為簡化問題，本算例假定每萬t為一批次，根據上述參數取值并結合前文效用值的計算方法得到系數取值分別為θ1=-0.0051，θ2=-0.0129，θ3=0.5423，θ4=0.06349。 因此，其廣義費用為：

將廣義費用代入公式8，即可得該通道公路和鐵路競爭力模型

2.2 未來交通方式分擔率的研究 白音華—赤峰通道的煤炭運輸52.2%是通過公路完成的，這造成了赤大高速公路運輸能力緊張。大貨車對交通造成的干擾和通行能力的擠占非常嚴重，容易導致交通癱瘓。隨著國家鐵路網建設的進一步完善以及煤炭運輸第3通道的建設，錫盟地區完全有可能新建1條鐵路運輸通道。

假定本區域新增1條鐵路貨物運輸專線，其基本屬性取值如下：準點率取值和既有鐵路相同，即85%；運輸時間較既有鐵路將大幅縮短，暫取15h；運價率略高于既有鐵路，但低于公路，取0.20元/t·km；發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%；運輸能力取為既有線的1.3倍，故3種運輸方式能力吸引度可更改為，公路取26.2%，既有線取32.1%，貨運專線取41.7%。將既有線、公路、貨運專線相應的技術經濟屬性值代入分擔率模型（公式14），便可預測出未來通道內貨流量的分擔率見表2。

表2 白音華-赤峰通道內運輸方式分擔率預測

從表2可知，如果新建鐵路貨運專線，公路有22.2%的貨流轉移到貨運專線，既有線有32.3%的貨流轉移到了貨運專線。這是因為鐵路貨運專線具有運價率低、運輸時間短、運輸能力大等優點，綜合了既有線和公路運輸的優點。新建鐵路貨運專線，將大大緩解公路運輸的壓力，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 結束語

Logit模型是研究通道內多種運輸方式分擔率的有效方法。本文在國內外研究的基礎上，對貨物運輸通道內運輸方式競爭力的影響因素進行了分析，建立了相應的效用函數和經過改進的競爭力評價模型。通過對錫盟地區白音華-赤峰通道內公路和鐵路運輸情況進行分析，建立了競爭力評價模型，并預測了未來新建鐵路貨運通道后各種運輸方式分擔率的變化。

隨著國民經濟的發展，原運輸通道內的貨運量將進一步增長，使得通道內原本飽和的能力更為緊張。為了緩解白音華-赤峰通道內公路和鐵路運輸的運輸壓力，新建貨運專線顯得十分必要。

[1]張伽南，趙鵬.綜合運輸通道規劃方法研究[J].北京交通大學學報，2010，34（3）：142-146.

[2]邵俊杰.貨物運輸通道的演變及實證研究[J].北京：北京交通大學，2010：80-84.

[3]Tatimeni V.C.，Demetsky M.J.Supply chain models for freight transportation planning［R］. Center for Transporta?tion Studies，University of Virginia，2005.

[4]聶偉，韓彪.都市圈內運輸通道客流分擔率推算模型探討[J].鐵道運輸與經濟，2008，30（6）：53-60.

[5]游歷.錫盟煤炭運輸通道規劃的若干問題研究[D].北京：北京交通大學，2006.