基于改進灰色關聯度的鐵路大宗貨運運價風險評估研究

曾 進，戚芳榕，郭少媛，潘紅芹，董寶田

(1. 北京交通大學 交通運輸學院，北京 100044；2. 中國鐵路信息科技有限責任公司 信息工程管理部，北京 100844)

0 引言

大宗貨物的運輸是鐵路貨物運輸的重要組成部分，雖然近5 年鐵路白貨運量提高，大宗貨物運輸占比有下降趨勢，但大宗貨物仍占鐵路總貨物運輸量的90%左右，鐵路的貨物運輸結構沒有發生實質性的變化。大宗貨運運價是貨物運輸市場的重要經濟杠桿，如果運價制定的不合理，則會產生運價風險，直接影響鐵路在整個貨運市場中的占比和鐵路運輸企業的經濟效益。

在鐵路貨運運價方面，Pietrantonio 等[1]進行定價研究時選擇以競爭為導向，提出可以提高歐洲鐵路貨運物流行業競爭水平的定價方法；鄒朝輝等[2]提出考慮運輸時間、公路運輸價格、淡旺季和運量規模等因素的市場化鐵路貨物運價體系的定價模型；蘇杭等[3]等構建競爭市場中基于運價歧視理論的鐵路貨運定價模型，不斷增強鐵路貨運競爭力；羅瑩等[4]從內部環境和外部環境2 個方面切入，研究鐵路貨運運價波動影響機理，構建基于結構方程理論的鐵路貨運運價影響因素傳導效應分析模型。在評價模型方面，紀嘉倫等[5]采用問卷調查的形式，提出鐵路貨運服務質量考核指標體系；馬曉晨等[6]應用灰色關聯分析方法建立鐵路貨運站服務質量水平體系，計算綜合評價值，評價服務對象質量狀況；馮子健[7]建立安全風險評價指標體系，通過BP 神經網絡模型評價鐵路貨運安全風險；梅映天等[8]用層次分析法計算指標權重，并采用模糊綜合評價法對貨運服務質量進行評價。在運價評估方面，李文興[9]第一次提出鐵路運價綜合評價機制，從鐵路運價的內部和外部影響因素2 個方面，創建鐵路運價評價指標體系，采用多層次模糊評價模型對鐵路運價進行綜合評價，得出我國當前運價綜合評價水平為中等偏差的結論；惠舒清[10]通過分析影響鐵路運價定價的各種因素，選取了7 個影響因素，運用模糊層次分析法，確定了各影響因素的指標權重。

目前鐵路貨運運價的研究主要集中在運價策略和定價等方面，而評估方面主要集中在鐵路貨運服務質量和安全風險的評估，對于大宗貨運運價進行風險評估方面研究的較少，而且在評估時運用的方法主觀性較強。為此，利用改進灰色關聯度分析方法客觀計算出大宗貨運運價的綜合狀態評估值，并基于競爭者、鐵路企業、貨主和宏觀經濟環境建立鐵路大宗貨運運價風險評估指標體系，以期對鐵路貨運運價市場化提供支持。

1 基于改進灰色關聯度的大宗貨運運價綜合狀態評估值模型

傳統的灰色關聯度分析方法僅僅針對被分析對象的多個特征數值分析，但針對多個特征值之間的關聯度卻沒有反映。因此，采用改進的灰色關聯度對多組特征參量進行分析，以鐵路運價為參考序列，以各個指標為比較序列，不僅考慮各個指標與鐵路運價的關聯性，還考慮指標與指標間的關聯性。

（1）無量綱歸一化處理。每一個月的鐵路大宗貨運運價和當月的各個評估指標數據均可以獲得，對于第i個月，共有j個指標數據與之對應，記為xij。式中：i= 1，2，…，m；j= 1，2，…，n。由于各個指標的量綱不同，因而先統一對指標數據進行無量綱歸一化處理，即

由消除量綱歸一化后的m個月的n個指標構成m×n的矩陣X為

（2）確定關聯度。以x11為例，分析x11與其他評估指標的關聯度r(x11，x1j)，如果r(x11，x1j)值越大，證明x11對其他的指標影響越大，r(x11，x1j)計算公式為式中：Δj(i)表示某一時刻i比較數值與參考數值的絕對差值；maxΔj(i)和minΔj(i)分別表示每個時刻i比較數值與參考數值的絕對差值中的最大值和最小值；ρ表示分辨數，ρ的取值范圍一般在(0，1)，研究選擇0.5。

進一步分析x11對其他評估指標的綜合關聯度r(x11)，其值越大，證明該指標對整個運價評估體系的影響越大，反之，該指標對整個運價評估指標體系的影響不大，r(x11)計算公式為

（3）確定指標權重。指標權重w11為

以此類推，可以計算出每一個月的所有評估指標的權重，由m個月的n個指標的權重構成m×n的權重矩陣，記為W，W計算公式為

（4）確定綜合狀態評估值。由消除量綱后的矩陣X中的元素和權重矩陣W中的對應元素相乘，得到m×n的綜合狀態評估矩陣Q，例如，q11= x11×w11，Q為

對綜合狀態評估矩陣Q進行變換，得到綜合狀態評估值pi，pi計算公式為

2 鐵路大宗貨運運價影響因素及風險評估指標體系

2.1 影響因素

目前我國實行以政府指導定價為主，市場浮動為輔的定價政策。由于我國貨運運價根據國情制定，因此運價體系較為復雜。根據現有研究分析，鐵路大宗貨運運價的影響因素主要有競爭者、鐵路企業、貨主和宏觀經濟環境4 個方面。

（1）競爭者。競爭者對鐵路貨運市場發展的影響以公路貨運為主，公路貨運近幾年發展迅猛，市場份額不斷擴張，公路貨運量占社會總貨運量的比重較大。公路貨運運價隨市場變動靈敏，門到門運輸靈活，托運辦理手續簡便，成為鐵路貨運的主要競爭對手。除公路外，水運以其運價低廉，也對鐵路貨運市場產生一定影響。

（2）鐵路企業。鐵路企業在營運過程中，運輸成本、運輸效率和運輸能力都會對運價產生影響。運輸成本的增加會抬高運價，同樣，運輸效率和運輸能力也會影響鐵路的運價，這與鐵路的固定設備、移動設備和運輸組織方法有關。

（3）貨主。鐵路運價的定價必須考慮到貨主的市場承受能力，這也是決定是否能夠吸引貨源的重要因素。同時，運輸市場的需求也是影響運價的重要因素。通常情況下，運價需根據市場變化進行確定和調整，當運輸需求旺盛時，運價可以相應提高。

（4）宏觀經濟環境。宏觀經濟的變化，會對各個行業產生影響。宏觀經濟因素是鐵路貨運運價變化的“晴雨表”，當國家社會經濟發展時，對貨物的需求量會增加，導致貨運運價增加，反之需求量減少，貨運運價下降。

2.2 建立運價風險評估指標體系

根據建立評價指標體系的全面性、獨立性、代表性和可操作性原則，綜合鐵路大宗貨運運價影響因素，從競爭者、鐵路企業、貨主和宏觀經濟環境4 個方面共選取15 個運價風險評估指標。

（1）競爭者方面的運價風險評估指標。①公路運價指數。公路運價指數是反映一定時期內，我國經濟領土范圍內公路運輸價格變動程度和變動趨勢的相對數，其數據來源于中國物流與采購聯合會。②水路運價指數。水路運價指數是反映不同時期內水路運輸價格變動程度和變動趨勢的相對數，研究選用波羅的海干散貨指數(BDI)作為水路運價指數。公路和水路運價與鐵路運價應該保持一定的比例關系，當公路運價和水路運價上漲時，鐵路運價也應有所提高。③公路市場占有率。④水路市場占有率。公路和水路市場占有率增加時，鐵路應適當下調運價，增強鐵路競爭力，提高市場占比。⑤公路市場份額增長率。⑥水路市場份額增長率。公路和水路市場份額增長率增加時，說明公路占據運輸市場的速度加快，鐵路應適當下調運價，提高市場占比。公(水)路市場占有率和公(水)路市場份額增長率計算公式分別為

公 (水) 路市場份額增長率=

（2）鐵路企業方面的運價風險評估指標。①燃油動力購進指數。運輸成本的增加會抬高貨運運價，由于鐵路運輸成本構成復雜，鐵路運輸成本以燃油動力購進指數代替。燃油動力購進指數是反映企業購買燃料所支付的運價水平變動趨勢和程度的指標，是影響鐵路成本的重要因素。②鐵路運價指數。鐵路運價指數反映不同時期鐵路貨運運價水平變動趨勢和程度。由于目前我國鐵路沒有較權威的運價指數發布，選取每月鐵路貨運運價的變化作為鐵路運價指數。③運輸能力飽和系數。鐵路的運輸能力往往與鐵路的設備和編組方式有關。④運輸能力利用系數。運輸能力利用系數主要反映列車滿載率。鐵路的運輸能力飽和系數和運輸能力利用系數都可以反映鐵路運力緊張程度，當運力緊張時，鐵路貨運運價隨之上漲，反之則會下降。鐵路運價指數、運輸能力飽和系數和運輸能力利用系數計算公式分別為

（3）貨主方面的運價風險評估指標。①愿意支付的最高運價。鐵路運價的定價必須考慮到貨主的承受能力，這也是決定是否能夠吸引貨源的重要因素。如果貨主愿意支付的最高運價變低，貨運運價也應該降低。取每個月噸公里收費最高的運價作為愿意支付的最高運價。②需求滿足率。③供需指數。需求滿足率和供需指數增加，說明貨主對貨物的需求量增加，或出現鐵路運能不夠的情況，此時應提高貨運運價。需求滿足率和供需指數計算公式分別為

（4）宏觀經濟環境方面的運價風險評估指標。①PPI (生產價格指數)。通過PPI 的變化可知市場中物價的走勢，如果PPI 指數增加，說明物價會上漲，此時貨運運價應有所提高。PPI 是反映某一時期生產領域運價變動情況的重要經濟指標，是制定有關經濟政策和國民經濟核算的重要依據。②CPI (居民消費價格指數)。居民消費水平的提高，會使人們對產品的需求加大，此時貨運運價應有所提高。CPI是反映商品價格變動情況的指數，與群眾的生活密切相關。

3 實例分析

鐵路大宗貨物運輸中煤炭類運輸占大部分，以我國S 鐵路局集團公司2018 年實際煤炭運輸價格為例。2018 年S 鐵路局集團公司在800 ～ 1 500 km 的煤炭平均運價如表1 所示。在鐵路運輸的競爭者中，公路運輸為主要競爭者，800 km 是鐵路運輸優勢的起點，在運輸長度800 ～ 1 500 km 左右時，公路與鐵路競爭尤為激烈。因此整理出S 鐵路局集團公司在800 ～ 1 500 km 的煤炭運輸價格數據進行分析。

（1）計算歸一化矩陣。基于改進的灰色關聯度分析方法，根據鐵路大宗貨運運價的競爭者、鐵路企業、貨主和宏觀經濟環境4 個方面的影響因素分析，選取2018 年鐵路運價風險評估體系中的15 個指標和鐵路運價指標，共計選取16 個月度指標數據，將其每個月的數據為1 組作為樣本數據，共12 組。因而，m= 12，i= 1，2，…，12；n= 16，j= 1，2，…，16。對數據進行無量綱歸一化處理，構成矩陣X。歸一化矩陣X數據如表2 所示。

（2）確定權重矩陣。進而在確定關聯度的基礎上，計算出每個月各個指標的權重，構成權重矩陣W。權重矩陣數據如表3 所示。

（3）最后計算每月的綜合狀態評估值。在歸一化矩陣和權重矩陣的基礎上求得綜合狀態評估矩陣，對綜合狀態評估矩陣進行變換，得到最終的綜合狀態評估值pi及評估等級。2018 年鐵路大宗貨運運價綜合狀態評估值pi及評估等級如表4 所示。

綜合狀態評估等級的劃分標準為：如果綜合狀態評估值在0.4 以下，則鐵路運輸價格綜合狀態評估等級為差；如果綜合狀態評估值在0.4 ～ 0.5 之間，則鐵路運輸價格綜合狀態評估等級為中；如果綜合狀態評估值在0.5 ～ 0.6 之間，則鐵路運輸價格綜合狀態評估等級為良；如果綜合狀態評估值在0.6 以上，則鐵路運輸價格綜合狀態評估等級為優。

表1 2018 年S 鐵路局集團公司在800 ～ 1 500 km 的煤炭平均運價 元/ (t · km)Tab.1 Coal freight rates for 800 ～ 1 500 km with China Railway S Group's in 2018

表2 歸一化矩陣X 數據Tab.2 Normalized matrix X data

表3 權重矩陣W 數據Tab.3 Weighted matrix W data

表4 2018 年鐵路大宗貨運運價綜合狀態評估值pi 及評估等級Tab.4 Comprehensive status evaluation value pi and evaluation grade of railway major bulks freight rates in 2018

當鐵路運輸價格綜合狀態評估等級為優時，說明運價當前制定合理，運價風險小；當鐵路運輸價格綜合狀態評估等級為良時，說明只是有輕度風險，還在可接受的范圍內，靜態監控即可；當鐵路運輸價格綜合狀態評估等級為中時，鐵路局公司應提高監控力度，采取動態監控及時反饋信息并采取措施；當鐵路運輸價格綜合狀態評估等級為差時，說明當前運價制定的不合理，運價風險很大，鐵路局公司應采取警戒監控。

2018 年5 月的CPI 指數較低，能力飽和系數和供需指數也極低，而且公路和水路運價指數也處在較低水平，此時鐵路運價應該下調，綜合計算后評估等級為差。2018 年12 月的PPI 指數極低，燃油動力購進指數和需求滿足率也極低，此時鐵路運價應該下調，但當月實際運價卻處在較高位置，綜合計算后評估等級為中。2018 年9 月的PPI 和CPI 指數較高，但能力利用系數、需求滿足率和供需指數處在較低水平，當月實際運價較低，綜合計算后評估等級為良。2018 年10 月的PPI、CPI 和燃油動力購進指數有所上升，供需指數較高，公路和水路運價指數也處在較高位置，此時鐵路運價應該上調，當月實際運價也處在高位，綜合計算后評估等級為優。

如果評估等級低，則說明鐵路大宗貨運運價制定不合理，可能存在風險，管理人員需實施運價調整措施。鐵路部門應該加強對大宗貨運運價的監測，在運價制定時考慮宏觀經濟環境對運價的影響，及時了解貨主的運輸需求變化，以市場化為導向，并參考公路和水路運輸的貨運情況。

4 結束語

自2013 年中國國家鐵路集團有限公司和鐵路局集團公司實行“政企分開”以來，我國鐵路大宗貨運通過建立運價浮動等機制，積極實行市場化改革。未來，鐵路貨運應該健全管理體制，以市場化為導向調整貨運運價，加強對市場情況的監測。而基于改進灰色關聯度分析的鐵路大宗貨運運價風險評估能夠有效地評估當前鐵路大宗貨運運價制定的合理程度，有助于鐵路貨運運價市場化，為增強鐵路貨運競爭力提供有力支撐。