基于廣義費(fèi)用的成渝運(yùn)輸通道客運(yùn)量分擔(dān)率模型

陳爽 陳露

中圖分類號(hào)：U1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-5811（2013）03-0171-02

摘要：本文以成渝運(yùn)輸通道為例，研究成渝運(yùn)輸通道內(nèi)客運(yùn)專線、既有鐵路、高速公路、普通公路的分擔(dān)率。Logit模型是預(yù)測(cè)運(yùn)輸通道上各種運(yùn)輸方式客流分擔(dān)率的一種比較成熟的方法，它在交通運(yùn)輸領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。基于此，在分析成渝間運(yùn)輸通道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，確定了經(jīng)濟(jì)性、快速性、方便性、舒適度、安全性等5個(gè)衡量指標(biāo)，建立運(yùn)輸通道客運(yùn)量分擔(dān)率的廣義費(fèi)用模型，并對(duì)模型的求解思路和方法進(jìn)行解析，以成渝運(yùn)輸通道為例進(jìn)行計(jì)算分析。

關(guān)鍵詞：成渝運(yùn)輸通道 Logit模型 廣義費(fèi)用函數(shù) 客運(yùn)量分擔(dān)率

運(yùn)輸通道是連接主要經(jīng)濟(jì)區(qū)并承擔(dān)大量客貨運(yùn)任務(wù)的運(yùn)輸線路，運(yùn)輸通道內(nèi)不同運(yùn)輸方式之間客運(yùn)量的分擔(dān)率問(wèn)題是近年來(lái)對(duì)運(yùn)輸通道領(lǐng)域研究較多的內(nèi)容。本文考慮成渝運(yùn)輸通道內(nèi)旅客的出行全過(guò)程，包括市內(nèi)出行和通道內(nèi)出行兩部分，綜合分析影響旅客出行的幾個(gè)衡量指標(biāo)，從而計(jì)算出成渝運(yùn)輸通道內(nèi)各種運(yùn)輸方式的分擔(dān)率[1]。

1.成渝運(yùn)輸通道系統(tǒng)分析

成渝運(yùn)輸通道是西南地區(qū)內(nèi)部交流的主軸，是連接西南和華東地區(qū)主要的客運(yùn)通道[2]。成渝運(yùn)輸通道內(nèi)運(yùn)輸方式有鐵路和公路，其中公路分為國(guó)道、高速公路，鐵路分為普通鐵路和客運(yùn)專線（動(dòng)車組列車）。

以成渝運(yùn)輸運(yùn)輸通道沿途主要客運(yùn)站作為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，用Di表示，i=1，2，…，n；四種不同運(yùn)輸方式采用的運(yùn)行線路作為連接相鄰節(jié)點(diǎn)之間的弧，用Ekij表示，i，j=1，2，…，n，k=1，2，3，4，5，分別表示客運(yùn)專線、既有鐵路、高速公路、普通公路四種不同運(yùn)輸方式；兩個(gè)不同節(jié)點(diǎn)Dv、Dj間連接弧的弧權(quán)用Ckij表示。將四種不同運(yùn)輸方式的經(jīng)濟(jì)性、快速性、方便性、舒適度、安全性5個(gè)衡量指標(biāo)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的費(fèi)用指標(biāo)后，作為兩個(gè)客運(yùn)站間某種運(yùn)輸方式的連接弧的權(quán)值。如此可得到成渝運(yùn)輸通道間的加權(quán)有向圖G=（Di， Ekij， Ckij）。

假設(shè)運(yùn)輸通道內(nèi)旅客出行都選擇交通方式效用最大的路徑，且預(yù)先知道每種交通運(yùn)輸方式的效用，基于以上理論，就可得到運(yùn)輸通道各種運(yùn)輸方式的分擔(dān)模型。

2.通道內(nèi)客運(yùn)量分擔(dān)率模型

目前對(duì)于運(yùn)輸通道內(nèi)客運(yùn)量分擔(dān)率的研究主要是基于Logit模型的流量分配為主，Logit模型是預(yù)測(cè)運(yùn)輸通道上各種運(yùn)輸方式客流分擔(dān)率的一種比較成熟的方法。本文通過(guò)建立各種運(yùn)輸方式的廣義費(fèi)用函數(shù)，然后根據(jù)客運(yùn)專線建成前的現(xiàn)狀對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，進(jìn)而研究當(dāng)客運(yùn)專線建成后各種運(yùn)輸方式分擔(dān)率情況，從而得到不同運(yùn)輸方式的分擔(dān)率[4]。

2.1各種運(yùn)輸方式的廣義費(fèi)用函數(shù)

關(guān)于廣義費(fèi)用值的計(jì)算，一般有加法原理和乘法原理兩種。若決定某一屬性的諸因素具有獨(dú)立性，它們各自所起的作用只有程度上的差別而無(wú)本質(zhì)上的差別，且可以相互地補(bǔ)償，則宜采用加法規(guī)則對(duì)各因素的廣義費(fèi)用加以合并。如果決定某一因素屬性的各因素相互獨(dú)立，所起的作用也是只有程度上的差別而無(wú)本質(zhì)上的差別，但只有當(dāng)各因素都較優(yōu)時(shí)，它們所決定的屬性才能較優(yōu)，而一旦其中某一因素較差，即使其他因素較優(yōu)，整個(gè)屬性也很差，則采用乘法規(guī)則求解[4]。

根據(jù)四種不用運(yùn)輸方式的特點(diǎn)，結(jié)合旅客在出行過(guò)程中的行為選擇分析[2]，確定將經(jīng)濟(jì)性、快速性、方便性、舒適度、安全性作為衡量指標(biāo)，并計(jì)算相應(yīng)的廣義費(fèi)用函數(shù)。

（1）經(jīng)濟(jì)性

用各種運(yùn)輸方式的票價(jià)Mk作為經(jīng)濟(jì)性的衡量指標(biāo)。

Mk=RkgLK （1）

式中，Rk為第k種運(yùn)輸方式的運(yùn)價(jià)率；Lk為第k種運(yùn)輸方式的運(yùn)行里程。

（2）快速性

將旅客在途中的旅行時(shí)間和市內(nèi)交通的耗費(fèi)時(shí)間作為快速性的衡量指標(biāo)。城市內(nèi)的旅行時(shí)間應(yīng)包含在通道兩端城市內(nèi)的交通時(shí)間，即考慮旅客全程的旅行時(shí)間。

Fk=（Lk/υk+2lk/υ）gv（T） （2）

式中，υk為第k種運(yùn)輸方式的旅行速度；Lk為第k種運(yùn)輸方式樞紐與居民小區(qū)間的距離；υ為市內(nèi)交通的速度；V（T）為旅客的時(shí)間價(jià)值。

對(duì)于距離在300km以內(nèi)的出行者來(lái)說(shuō)，城市內(nèi)交通耗時(shí)占整個(gè)旅行時(shí)間的比重為20%～50%。這說(shuō)明市內(nèi)的交通銜接對(duì)高速條件下的運(yùn)輸具有十分重要的作用。

旅客時(shí)間價(jià)值的計(jì)算公式為：

式中，GDP為地區(qū)國(guó)民生產(chǎn)總值；P為地區(qū)人口數(shù)量；T為勞動(dòng)者平均勞動(dòng)時(shí)間。

從i地到j(luò)地或從j地到i地的旅客平均時(shí)間價(jià)值，可視為兩地旅客時(shí)間價(jià)值的平均值，即V（T）=（Vi（T）+Vj（T））/2

（3）方便性

這里考慮將由于某種運(yùn)輸方式的發(fā)車頻率、站內(nèi)走行時(shí)間等因素而造成旅客等待時(shí)間看做候車時(shí)間（W）進(jìn)行分析。由候車時(shí)間W造成的費(fèi)用損失為：

Bk=WkgV（T） （4）

（4）舒適度

舒適性用旅客恢復(fù)疲勞所需的時(shí)間來(lái)反映各種運(yùn)輸方式的舒適性，恢復(fù)疲勞所需時(shí)間越長(zhǎng)，其舒適性越差，反之則舒適性越好。由于各種運(yùn)輸方式的不同運(yùn)行特性和服務(wù)設(shè)施導(dǎo)致其具有不同的舒適度（Pk），為了在效用函數(shù)中體現(xiàn)各種運(yùn)輸方式的舒適度特性，必須將舒適度量化。由于票價(jià)在一定程度上反映了運(yùn)輸方式的舒適程度，經(jīng)綜合考慮，推薦舒適度的基礎(chǔ)值取各種運(yùn)輸方式票價(jià)的5%～10%。

（5）安全性

根據(jù)文獻(xiàn)[5]的研究，運(yùn)輸通道內(nèi)客運(yùn)專線、既有鐵路、高速公路、普通公路這四種運(yùn)輸方式的安全性Sk依次下降。

由于安全性無(wú)法用時(shí)間和價(jià)格來(lái)衡量，我們認(rèn)為安全性相對(duì)于其他服務(wù)特性具有獨(dú)立性， 并且其他特性與安全性同時(shí)較優(yōu)時(shí)，該方式的效用才能最優(yōu)，因而安全性與其他特性應(yīng)是乘法關(guān)系。由于舒適度含有乘客的主觀成分， 因而為其單獨(dú)設(shè)置系數(shù)。因Mk、 Fk和Bk同為價(jià)格單位，故采用同一系數(shù)。因此，研究用如下加法乘法相結(jié)合的關(guān)系式表示運(yùn)輸通道各種運(yùn)輸方式的廣義費(fèi)用[4]：

（5）

式中，μ、ψ為服務(wù)特性的系數(shù)。

2.2各種運(yùn)輸方式分擔(dān)率的Logit模型

Logit模型的一般形式如下：

（6）

為消除指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)導(dǎo)致的結(jié)果差異嚴(yán)重?cái)U(kuò)大，對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)，把廣義費(fèi)用值進(jìn)行平均，改進(jìn)后的模型為：

（7）

式中， 為各種運(yùn)輸方式的廣義費(fèi)用平均值[4]。

3.算例分析

以成都——重慶間的各種運(yùn)輸方式的競(jìng)爭(zhēng)為例進(jìn)行分析。考慮成渝運(yùn)輸通道間客運(yùn)專線、既有鐵路、高速公路、普通公路四種不同運(yùn)輸方式。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)和國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究，確定不同運(yùn)輸方式經(jīng)濟(jì)性、快速性、方便性、舒適度、安全性的對(duì)應(yīng)參數(shù)。

相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)源于參考文獻(xiàn)[2]和文獻(xiàn)[4]。

（1）經(jīng)濟(jì)性

根據(jù)現(xiàn)有開(kāi)行的動(dòng)車組列車、快速列車、高速大巴車、普通大巴車和航班的評(píng)價(jià)，參考文獻(xiàn)[2]、[4]中的相關(guān)研究數(shù)據(jù)，客運(yùn)專線的票價(jià)取為硬座和軟座票價(jià)的平均值，為110元；既有鐵路的票價(jià)按現(xiàn)有三類快速列車的硬座、硬臥和軟臥票價(jià)的加權(quán)后的平均值，為70元；高速大巴車得票價(jià)取為110元、普通大巴車取為90元。

（2）快速性

根據(jù)《2010年成都市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，2009年年末成都市常住總?cè)丝跒?286.6萬(wàn)人，全市地區(qū)生產(chǎn)總值為5551.3億元，根據(jù)勞動(dòng)保障部發(fā)布的《關(guān)于職工全年月平均工作時(shí)間和工資折算問(wèn)題的通知》，全年工作日為250天，按每個(gè)工作日8h計(jì)算，全年平均勞動(dòng)總時(shí)間為2000h，從而計(jì)算出成都市人均時(shí)間價(jià)值為：

同理，2009年年末重慶市常住總?cè)丝跒?12.3萬(wàn)人，全市地區(qū)生產(chǎn)總值為300.04億元，計(jì)算出重慶市人均時(shí)間價(jià)值為：

二者的平均值為17.7元/h。

客專：客專在途運(yùn)行時(shí)間取為現(xiàn)有動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)間的平均值2.25h

既有鐵路： 既有鐵路在途運(yùn)行時(shí)間取為線性主要快速列車運(yùn)行時(shí)間的平均值5.6h

高速公路：高速大巴的單程運(yùn)行時(shí)間根據(jù)文獻(xiàn)[4]，取為3.5h。

普通公路：普通大巴車的單程運(yùn)行時(shí)間取為4h。

（3）方便性：四種運(yùn)輸方式的候車時(shí)間分別為0.7h、0.96h、0.25h、0.5h。

（4）舒適度：根據(jù)前面的分析，舒適度取為票價(jià)的8%。

（5）安全性：安全性指標(biāo)來(lái)源于文獻(xiàn)[5]中的數(shù)據(jù)。

表1 不同運(yùn)輸方式衡量指標(biāo)計(jì)算表

根據(jù)文獻(xiàn)[4]中的數(shù)據(jù)，確定服務(wù)特性系數(shù)的取值：μ=0.021，ψ=0.087

從而得到運(yùn)輸通道各種運(yùn)輸方式的廣義費(fèi)用函數(shù)為：

根據(jù)運(yùn)輸通道內(nèi)客運(yùn)量分擔(dān)率的廣義費(fèi)用模型，計(jì)算各個(gè)指標(biāo)值，最終計(jì)算出客運(yùn)專線、既有鐵路、高速公路、普通公路四種運(yùn)輸方式的分擔(dān)率。如下表所示。

表2 不同運(yùn)輸方式分擔(dān)率計(jì)算表

從上表中可以看出，客運(yùn)專線憑借其技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，承擔(dān)了最大的旅客運(yùn)輸任務(wù)，既有鐵路和高速公路的分擔(dān)率相當(dāng)，普通公路的分擔(dān)率最低。

4.結(jié)論

Logit模型是研究多種運(yùn)輸方式分擔(dān)率的有效方法。本文利用該模型研究了成渝運(yùn)輸通道內(nèi)客運(yùn)專線、既有鐵路、高速公路和普通公路四種種運(yùn)輸方式的分擔(dān)率。客運(yùn)專線因其固有的快速性、安全性，為旅客節(jié)省了大量旅行時(shí)間，同時(shí)價(jià)格相對(duì)低廉，對(duì)于提高客運(yùn)專線的市場(chǎng)份額具有積極作用。另外， 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提高，旅客的時(shí)間價(jià)值也相應(yīng)提高，旅行速度將是乘客選擇運(yùn)輸方式的主要考慮因素之一，而客運(yùn)專線因其速度高，將更加得到乘客的青睞。因此，成渝間客運(yùn)專線在客運(yùn)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力將會(huì)得到有效提高。

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