货物运输通道内运输方式分担率的研究

陈 峰

（西南交通大学 交通运输与物流学院，硕士研究生；四川 成都 610031）

在以前的研究中，有关通道内各种交通运输方式分工的论文，多是从客运角度对通道进行分析，例如客运分担率的计算，都是以乘客出行特征作为分析基础，而对货物运输对象基本没有考虑[1]。在实际情况中，货物运输在区域通道内的实体运输中占据了主要部分，而且货物运输比旅客运输具有更强的计划性。除部分企业会在运输市场中自主选择运输方式外，占铁路总运量九成以上的煤炭、石油、粮食等重点物资的运输都有较强的计划性，这就使货物运输通道的规划非常有意义。

为了满足不同货主的运输需求，货运通道往往由平行的多种运输方式，或某种运输方式的多条线路相互补充，共同为货主提供货运服务，由此而形成的通道内各种运输方式的竞争关系，主要体现为各种运输方式分担率的大小。运输方式竞争力越强，其吸引的货流量就越大，在市场中占有的份额也越多。本文以货物运输通道为研究对象，在分析运输方式竞争力影响因素的基础上，建立了相应的效用函数和分担率计算模型，通过案例计算并分析货物运输通道内各种运输方式的分担率。

1 运输方式分担率模型的建立

1.1 影响因素分析 影响货物运输通道内运输方式竞争力的因素可以分为2类。一类称为宏观影响因素，如自然地理条件、生产力布局与经济活动模式等，这些因素从根本上决定了运输通道内货物运输方式的构成，但是不容易量化分析，在此不做讨论。另一类称为微观影响因素，指与运输方式本身特性相关的因素，如运输能力、运行速度、方便性、运价等，这类影响因素直接决定了客户选择某种方式进行货物运输的概率，进而决定了通道内运输方式的竞争力[2]。因此，本文选择经济性、准时性、快速性、方便性、安全性、运输方式的运输能力作为竞争力影响因素进行分析。

1.1.1 经济性 货物运输通道内各种运输方式的经济性，可以用各种运输方式的运输费用来衡量。在不考虑其他因素的情况下，运输费用越低，选择该运输方式的货主越多，其在通道内占有的市场份额就越大。经济性指标可以通过运价来衡量，即

式中：Fi为第i种运输方式的运价；

Ri为第i种运输方式的货物运价率；

Mi为第i种运输方式的运输距离。

1.1.2 准时性 Tatimeni等人以发放问卷的方式对影响运输方式竞争力的若干因素进行调查，结果表明准时性是影响货主选择运输方式的首要因素[3]。准时性可以用某种运输方式的准点率来衡量。准点率Oi包括2个方面，即出发准点率和运行准点率。对出发正点率和运行正点率进行归一化处理可得

1.1.3 快速性 快速性是衡量某一运输方式服务质量的基本特征。货主肯定希望货物能在最短时间内运到目的地，特别是鲜活易腐的货物，以减少货物在途中的经济损失。在不考虑其他因素的情况下，某一运输工具的速度越高，则其竞争力就越大。快速性可用门到门运输的总耗时来表示

式中：ti为第i种运输方式的运输总耗时；

vi为第i种运输方式途中旅行速度；

t装卸为第i种运输方式的货物装卸时间。

1.1.4 方便性 某一运输方式的方便性可用其发车间隔来描述。运输方式的发车间隔越短，其对货主的方便性就越大，市场竞争力也就越大。将发车间隔时间处理成方便性的度量指标发车频率即

式中：Ci为通道中第i种运输方式的发车频率；

Ti表示通道中第i种运输方式的发车时间间隔。

1.1.5 安全性 货物在运输途中有可能发生变质、损坏、丢失等现象，使货主受到经济损失。货主都希望自己的货物能安全地运送到目的地，所以某运输方式其安全性越高，则其竞争力也越强。货物完好率Si可用下式表示

式中：Di为通道中第i种运输方式的货损率，即发生变质、损坏、丢失等现象的概率。

1.1.6 运输能力 通道内各种运输方式的运输能力不同，调查显示，大运量的交通方式对货主有更强的吸引力。特别是对煤炭、石油等大宗货物而言，货主都倾向于选择铁路、海运等大运量的交通方式。通道内各种运输方式的运输能力大小，对货主会产生不同程度的吸引力，可用下式表示

式中：Xi为第i种运输方式的能力吸引度；

Ni为第i种运输方式的运输能力；

n为通道内不同种类运输方式的数量。

1.2 竞争力评价模型 Logit模型是预测运输通道上各种运输方式分担率的一种比较成熟的方法，通常用于客运通道的分担率的预测，而很少应用于货运通道。本文通过对Logit模型及效用函数进行适当改进，并尝试将其应用于货运通道内各种运输方式的竞争力研究。

1.2.1 Logit模型的一般形式 假定通道内货物的运输均是按批次进行的，以每万t为一批次，且货主对每批次货物运输方式的选择都是相互独立的。Logit模型的一般形式可用下式表示

式中：Ui为第i种运输方式的广义费用值。

1.2.2 Logit模型的改进 Logit模型其一般形式也存在某些弊端，随着某种运输方式效用函数的增大，其结果也随之呈指数级增长。为了消除指数级增长导致的结果差异扩大，对模型进行改进，把广义费用值除以平均广义费用。改进后的模型为

由于准点率和安全性无法用时间和价格来衡量，可认为它们相对于其他服务特性具有独立性。并且安全性、准点率与其他服务特性同时较优时，该方式的效用才能最优，因而安全性、准点率与其他特性应是乘法关系。由于经济性、快速性、方便性、运输能力的指标单位不同，故采用不同系数。因此，运输通道各种运输方式的广义费用可采用如下加法和乘法相结合的关系式来表示，即

式中：Oi为第i种运输方式的准点率；

Fi为第i种运输方式的运费；

ti为第i种运输方式的运输时间；

Ci为第i种运输方式的发车频率；

Xi为第i种运输方式的能力吸引度；

Si为第i种运输方式的安全性。

1.3 模型参数的标定 特性系数θi表示货主给予第i种服务属性的权重，θ1表示货主对于经济性的权重，θ2表示货主对于快速性的权重，θ3表示货主对于方便性的权重，θ4表示货主对于运输能力的权重，它们可用极大似然法求解。当货主运输货物时，每批次货物运输方式的选择可看作是相互独立的，因此，N批货物选择运输方式，可看作是进行N次贝努里试验。根据极大似然法，N批货物选择m种运输方式的批数分别为N1，N2，…Nm的联合概率可用下式表示

式中：Ni为选择运输方式i的人数；

Pi为选择运输方式i的概率；

θ为特性系数向量。

对上式两端取对数，并化简可得

对Λ*分别求θ1，θ2，θ3，θ4的偏导，并令导数为 0，可得如下方程组：∂Λ*/∂θ1=0，∂Λ*/∂θ2=0，∂Λ*/∂θ3=0，∂Λ*/∂θ4=0[4]。

通过求解上述方程组，即可确定系数θ1，θ2，θ3，θ4。

2 实例分析

2.1 白音华—赤峰通道竞争力模型的建立 锡盟是东北区域资源最富集的地区，煤炭资源占东北地区的1/2左右，制约锡盟煤炭运输的主要问题是交通网络稀疏，路网等级低，公路运输难以适应大工业资源、原料、产品的长距离运输需求，而铁路基础差，煤炭运输通道不畅[5]。目前我国煤炭运输主要通过铁路运输和公路运输来完成，现以我国锡盟地区煤炭运输通道白音华—赤峰通道的公路与铁路竞争力为研究对象，在这一段上，公路运输和铁路的运距基本同为361km，其他指标如表1所示。

表1 白音华—赤峰通道内运输方式基本情况

根据对白音华-赤峰通道内公路和铁路煤炭运输分担率的调查结果，公路分担率为52.2%，合261万t，铁路分担率为47.8%，合239万t。为简化问题，本算例假定每万t为一批次，根据上述参数取值并结合前文效用值的计算方法得到系数取值分别为θ1=-0.0051，θ2=-0.0129，θ3=0.5423，θ4=0.06349。 因此，其广义费用为：

将广义费用代入公式8，即可得该通道公路和铁路竞争力模型

2.2 未来交通方式分担率的研究 白音华—赤峰通道的煤炭运输52.2%是通过公路完成的，这造成了赤大高速公路运输能力紧张。大货车对交通造成的干扰和通行能力的挤占非常严重，容易导致交通瘫痪。随着国家铁路网建设的进一步完善以及煤炭运输第3通道的建设，锡盟地区完全有可能新建1条铁路运输通道。

假定本区域新增1条铁路货物运输专线，其基本属性取值如下：准点率取值和既有铁路相同，即85%；运输时间较既有铁路将大幅缩短，暂取15h；运价率略高于既有铁路，但低于公路，取0.20元/t·km；发车频率较既有线有所加大，取0.7；货物完好率与既有铁路相同，取99.8%；运输能力取为既有线的1.3倍，故3种运输方式能力吸引度可更改为，公路取26.2%，既有线取32.1%，货运专线取41.7%。将既有线、公路、货运专线相应的技术经济属性值代入分担率模型（公式14），便可预测出未来通道内货流量的分担率见表2。

表2 白音华-赤峰通道内运输方式分担率预测

从表2可知，如果新建铁路货运专线，公路有22.2%的货流转移到货运专线，既有线有32.3%的货流转移到了货运专线。这是因为铁路货运专线具有运价率低、运输时间短、运输能力大等优点，综合了既有线和公路运输的优点。新建铁路货运专线，将大大缓解公路运输的压力，并能很大程度的满足货主的需求，给货主带来极大的便利。

3 结束语

Logit模型是研究通道内多种运输方式分担率的有效方法。本文在国内外研究的基础上，对货物运输通道内运输方式竞争力的影响因素进行了分析，建立了相应的效用函数和经过改进的竞争力评价模型。通过对锡盟地区白音华-赤峰通道内公路和铁路运输情况进行分析，建立了竞争力评价模型，并预测了未来新建铁路货运通道后各种运输方式分担率的变化。

随着国民经济的发展，原运输通道内的货运量将进一步增长，使得通道内原本饱和的能力更为紧张。为了缓解白音华-赤峰通道内公路和铁路运输的运输压力，新建货运专线显得十分必要。

[1]张伽南，赵鹏.综合运输通道规划方法研究[J].北京交通大学学报，2010，34（3）：142-146.

[2]邵俊杰.货物运输通道的演变及实证研究[J].北京：北京交通大学，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]聂伟，韩彪.都市圈内运输通道客流分担率推算模型探讨[J].铁道运输与经济，2008，30（6）：53-60.

[5]游历.锡盟煤炭运输通道规划的若干问题研究[D].北京：北京交通大学，2006.