空鐵聯運模式下城市對運力分析

李詣

摘 要：近年來，隨著高鐵行業的迅猛發展，高鐵對民航運輸的沖擊力越來越大，如何讓高鐵和民航實現合作共贏，成為人們越來越關注的問題。在這種前提下，空鐵聯運模式被提出。新模式下，旅客的出行方式更加豐富，如何選擇更加合適的出行方式，成為人們越來越關注的問題。為了找出更合適的出行方式，以時間和花費為參數，得出城市對之間的運力模型，并對比高鐵、航空、聯運三種模式的出行成本，得到最優的出行方法。并以最近五天的實時數據為參考，分析五日內，每日最優出行方式，并分析了三種方式的優缺點，提供了出行參考。

關鍵詞：空鐵聯運；運力；出行成本；民航；高鐵；出行方式

中圖分類號：F505 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）31-0019-03

1 概述

最近幾年以來，國家為了拉動內需，出臺了一提系列政策，中國高鐵建設的腳步隨著這些政策的發布大踏步的前進。按照《中長期鐵路網規劃（2008年調整）》中提出的構想，至2020年，我國客運專線的長度將達到16000千米以上，并將各省會城市及大中城市連接起來，建成“四橫四縱“高鐵運輸網絡。我國的高速鐵路在國家的大力投資和技術創新帶動下，開始進入到飛速發展的新時代[1]。

眾所周知，在我國現有的綜合運輸體系中，鐵路和民航系統都是它的重要組成部分。民航和高鐵之間存在競爭關系，如果放任高鐵和民航進行不良的競爭，一定會出現很多十分嚴重的社會現象和社會問題。在確保航空業順利發展的前提下，如何化解高鐵帶來的強烈沖擊并實現雙贏，共同促進中國交通運輸業的發展是未來的一個趨勢。在這種情況下，空鐵聯運模式被提出，并在國外一些樞紐機場如戴高樂、法蘭克福等率先進行實踐。國內空鐵聯運模式以上海虹橋為代表，雖然起步較晚，但發展迅速。

對于空鐵聯運，國內外學者都做過一系列的研究。國外方面，2007年，Makoto Okumura等人對容量限制模式下的空鐵聯運網絡進行了探討，給出了空鐵聯運網絡模型[2]；2012年，Blainey等人對英國運輸系統長期容量和需求做了評估[3]；2013年，ChangminJiang等人討論了樞紐機場容量對空鐵聯運的影響[4]；2013年，PaolaPellegrini等人對歐洲單一天空模式下的空鐵聯運進行了分析[5]；2014年，Kimitoshi等人建立了空鐵聯運的多項logit模型[6]。國內方面，2008年，任鵬等人對空鐵聯運信息共享平臺進行研究，開發了空鐵聯運信息共享平臺[7]；2011年，李純芳等人對空鐵聯運模式的路徑進行了分析，得出空鐵聯運可用路徑的最佳選擇方案[8]；2012年，楊年對空鐵聯運網絡進行了研究，得出了空鐵聯合運輸網絡的數學模型[9]；2012年，宋祥波、劉冠穎對國內空鐵聯運的發展做了一定研究，得出了適合國內國情的空鐵聯運模型[10]；2016年，李曉津，邢偉永等人對國內空鐵聯運的定價做了研究，得出了旅客出行的時間價值[11]。

本文在前人的研究成果之上，以票價和出行時間為參數，研究空鐵聯運模式下城市對之間運力，并與單獨城市對之間空運與鐵路運輸相比較，得出空鐵聯運的優勢。

2 空鐵聯運模型建立

2.1 模型說明及參數設定

構建城市對空鐵聯運模式下的運力模型，為了方便計算，不考慮航空和高鐵的延誤，僅以官方規定時間為計算依據。模型中的參數設定如下：

（1）w1i：兩城之間運行的第i架航空器的座位數；

（2）ρ1i：第i架航空器的上座率；

（3）εi：第i架航空器的票價折扣率；

（4）P1i：第i架航空器票價

（5）t1i：第i架航空器在兩個城市間的運行時間；

（6）wij：兩城之間運行的第i列高鐵第j類座位的數量；

（7）ρij：第i列高鐵第j類座位的上座率；

（8）Pij：第i列高鐵第j類座位的票價；

（9）ti：第i列高鐵在兩個城市間的運行時間；

（10）L：城市之間的客運能力

2.2 數學模型及運力分析

只考慮空運和高鐵運輸，城市對之間每天開通的航班數和高鐵數是有限的[12]。航空運輸和高鐵在價格和時間上存在一定的差距，而經研究發現，航空運輸和高鐵運輸兩者票價和時間的乘積較為接近，可以作為參數對運力進行闡述，本文選取票價與時間的乘積作為運力衡量單位，則兩城市之間客運量為：

其中p中轉為空鐵聯運模式下為兩地帶來的額外旅客量，βi為選擇第i種出行方式的人數占中轉客流量的百分比。

3 旅客選擇性分析

隨著空鐵聯運的開通，旅客出行的選擇性越來越多樣化。可以選擇高鐵或者航班直達，也可以選擇通過空鐵聯運在第三城市換乘。至于如何選擇，這里提出一個旅客的運力成本作為參考。

旅客出行成本分為時間成本和價格成本，當兩者單獨分析時，我們發現航空和鐵路差別較大。當我們取二者乘積——價格·時間——作為評判標準時，民航和鐵路存在的差異有限。因此，本文將旅客出行所用時間和價格的乘積作為標準，來確定旅客的出行方式，單位為（元·小時）。

假設有一個城市群，存在N個城市，其中有M個城市開通了空鐵聯運，我們把這種城市稱之為樞紐城市。假設旅客希望從城市i去往城市j，則可選擇的出行方式有以下三種：乘坐航班直達、乘坐高鐵直達、在樞紐城市利用空鐵聯運中轉到達。

其中C高鐵為乘坐高鐵的成本，C民航為乘坐民航的成本，C聯運為采用空鐵聯運的成本，t高鐵為乘坐高鐵用時，t民航為乘坐民航用時，P高鐵為高鐵的價格（這里指二等座的價格），P民航為民航的價格（這里指經濟艙全票的價格），ρ為民航的折扣率。

當旅客決定出行時，利用（4）、（5）、（6）三式分別算出民航直達、高鐵直達和通過樞紐城市空鐵聯運中轉到達的出行成本，取成本最小的方式。其中（6）式由于可能存在多種聯運方式，顧視為為所有可行的空鐵聯運方式中，成本最小的方式。endprint

4 實例分析

在我國，空鐵聯運尚在起步階段，開通空鐵聯運的城市有限，其中以上海虹橋和京津機場為代表。這里以上海虹橋作為聯運樞紐為例，進行出行分析。選取三日以后連續五天（工作日）的數據，即5月15日至5月19日，北京到南昌的出行數據為例，票價信息如下表所示：

將上述數據經過公式計算，可以得出每日選擇高鐵、民航、聯運方式出行的成本分別如表3。

由上表可見，5月15日出行采用空鐵聯運為宜，5月16日、5月17日、5月18日、5月19日采用民航出行為宜。經分析，由于這幾日民航折扣率比較高，因此大多數時候以民航出行為宜，但空鐵聯運仍有自己的優勢，在民航折扣率不高時，選擇空鐵聯運，從樞紐城市中轉，成本更低。且分析歷史數據可知，樞紐機場之間的航班票價折扣率普遍更低，因此，在城市對中間的樞紐城市通過空鐵聯運方式中轉出行，有時候更為節省成本。

5 結束語

本文以出行的金錢和時間為參數，探討了空鐵聯運模式下，旅客出行的出行成本，并通過出行成本分析了旅客對出行方式的選擇傾向以及空鐵聯運的優勢。在未來，空鐵聯運是大型交通樞紐發展的必然趨勢，空鐵聯運必然是一個研究的熱點。接下來我們可以更進一步的研究將普通列車、公路運輸等出行方式加入到聯運模式中來，探討更加方便的出行方式[13]，并結合各運輸的優點，完善聯運模式，提高客運能力，為旅客出行提供更快捷、方便、經濟的出行選擇。

參考文獻：

[1]南天偉.鐵路綜合客運樞紐銜接方式運營匹配性評價及方案優化研究[D].北京交通大學，2015.

[2]Okumura M， Tsukai M. AIR-RAIL INTER-MODAL NETWORK DESIGN UNDER HUB CAPACITY CONSTRAINT[J]. Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies， 2008，7：180-194.

[3]Blainey S P， Preston J M， Mcleod F N. A long term capacity and demand assessment model for the UK transport system[C]// European Transport Conference. 2012.

[4]Jiang C， Zhang A. Effects of high-speed rail and airline cooperation under hub airport capacity constraint[J]. Transportation Research Part B Methodological， 2014，60（2）：33-49.

[5]Pellegrini P， Rodriguez J. Single European Sky and Single European Railway Area： A system level analysis of air and rail transportation[J].Transportation Research Part A Policy & Practice， 2013，57（11）：64-86.

[6]Sato K， Chen Y. High-speed rail and airline cooperation under the multinomial logit model： model and properties[C]// International Forum on Shipping， Ports and Airports. 2014.

[7]任鵬，徐瑞華，陶勇劍.空鐵聯運信息共享平臺的構建[J].交通信息與安全，2009，27（1）：109-112.

[8]李純芳，鄭悅鋒，陳潔，等.空鐵聯運模式及其實施路徑分析[J].空運商務，2011（1）：4-11.

[9]楊年.國內空鐵聯合運輸網絡規劃方法研究[D].南京航空航天大學，2012.

[10]宋祥波，劉冠穎.基于“空鐵聯運”模型的民航與高鐵發展研究[J].中國民航飛行學院學報，2012（2）：5-9.

[11]李曉津，邢偉永，楊斌，等.我國空鐵聯運服務定價研究——基于旅客時間價值的實證分析[J].價格理論與實踐，2016（7）：75-78.

[12]王銘艷，王億方.城市群發展格局下航空樞紐多層次軌道交通系統規劃——以廈門新機場為例[C]//中國城市交通規劃年會，2016.

[13]耿彥斌，孫穎.基于供需平衡的綜合運輸通道網絡布局方法[J].綜合運輸，2016（1）：42-48.endprint