運輸方式轉型對社會經濟的影響分析—以廣西貴港為例

張冠湘，盧 敏，羅天龍，鐘慧玲

（華南理工大學 經濟與貿易學院，廣東 廣州 510006）

運輸方式轉型對社會經濟的影響分析—以廣西貴港為例

張冠湘，盧 敏，羅天龍，鐘慧玲

（華南理工大學 經濟與貿易學院，廣東 廣州 510006）

綜合考慮環境影響因素、運輸費率因素和服務時間因素，對比分析內河水路運輸與公路運輸的社會經濟效益，建立了貨幣形式的量化模型，服務時間因素采用服務時間價值的概念衡量貨物運輸時間的貨幣價值。以廣西貴港到廣州南沙的貨運為例，量化分析運用不同運輸方式所產生的年社會效益，得出內河航運比公路運輸每年節省的社會效益約為1.55×108RMB，對運輸方式的調整和交通政策的制定具有重要的指導意義。

內河航道運輸；運輸方式；社會經濟；社會效益；環境影響因素；時間價值

1 引言

廢氣排放是環境惡化的主要因素之一，其中機動車尾氣排放占廢氣排放的比例高達28%[1]，排放的廢氣主要包括CO（一氧化碳）、HC和NOx（碳氫化合物和氮氧化物）、PM（微粒、碳煙）等有害氣體，給環境帶來了極大的破壞和污染。相對于公路運輸，水路船舶運輸具有載重量大、成本低、污染少等優點，船舶運輸每噸千米的CO2排放量比汽車運輸排放量少3倍[2]。水路運輸成為減少廢氣排放、增加社會效益的一個重要途徑，是目前最環保的一種運輸方式。公路和水路兩種運輸方式對社會效益的定量研究，現已成為國內外學者日益關注的課題。效益往往與成本相關，要分析不同運輸方式的社會效益，就要對其成本進行深入分析，一般成本包括直接成本和間接成本，本文選取必要貨運費率為直接成本，環境影響因素和運輸服務時間因素為間接成本。

必要貨運費率[3]（Required Freight Rate，RFR）是指收益與成本相平衡時的費率，是評價貨運公司年運營狀況的一個常用指標。Saran Somanathana等學者[4]認為，必要貨運費率的計算與運輸的成本和年貨運能力相關。其中，成本包括運載工具的運營成本、維護成本和租賃成本。年貨運能力與運載工具每年往返的數量和運輸噸位相關。往返數量取決于運載工具的運輸速度、運輸距離和裝卸時間、年停運維護時間等因素。本文假設因為缺乏需求或極端天氣的停運時間為零。

環境影響因素作為交通運輸的隱性成本之一，往往是政府部門制定交通政策時所要考慮的一個重要因素。目前對運輸方式污染物排放的貨幣量主要通過支付意愿（Willingness To Pay）、特征價格、污染物排放對人類傷害的醫療費用衡量。部分學者對機動車、船舶運行過程中所排放的廢氣測量和影響進行了研究。Liesbeth Schrooten[5]考慮了船型、運輸活動、廢氣排放三個部分，綜合分析了船舶能源消耗與廢氣排放量之間的關系。Hans Michiels和Inge Mayeres[6]采用考慮邊際外部醫療費用的方法，分析了比利時和周邊地區PM2.5和NOx排放的影響，用貨幣量化每單位排放的外部性成本。Stef Proost[7]采用支付意愿的方法，考慮燃油稅收與排放量之間的關系，得出了柴油每公里的貨幣成本比汽油少，而排放的污染物卻比汽油多。

運輸服務時間因素主要體現在時間的長短上，貨物的送達時間越短，體現的貨物價值越高。時間價值（Value Of Time，VOT）是以貨幣量的形式來衡量時間差異的價值。最早在1990年，Hague Consulting Group[8]采用支付意愿（Willing To Pay）的方法對大量的實證數據進行分析，估計出貨物和旅客時間價值的貨幣量。在往后的研究中，Mark Wardman[9]研究了公共交通時間價值的估計，綜合考慮汽車旅行時間價值和在公共交通使用過程中的步行時間、等待時間和服務間隔時間，分析了英國的一個非常龐大的實驗數據集，為英國交通政策的制定提供了依據。J.D.Shires和G.C.de Jong[10]考慮面板估計隨機效應模型，通過調查方法分析了在儲蓄收入、國家、旅行目的、模式、距離等不同因素下的旅行時間價值的變化。Kinishi Yoko[11]基于運費估計函數，通過獲得托運人運輸時間在享樂價格理論的隱式值，得到的托運人運輸時間的估計價值比用基于離散選擇模型的方法得到的估計值更大。

本文將基于運輸費率因素、環境影響因素、服務時間因素三個因素，以貴港到南沙港為例，對公路和水路兩種運輸方式的總社會效益及經濟效益進行量化分析和對比研究。

2 模型假設與變量說明

貨物運輸是指貨物從當前的庫存點轉移到另外一個庫存點。公路運輸方式和內河水路運輸方式的服務系統如圖1、圖2所示。本文假設不論采取哪種運輸方式，貨物在收集到初始庫存點之前的運輸活動以及在到達另一個庫存點之后的運輸活動都是一樣的，因此只考慮貨物在兩個庫存點之間的運輸活動。

圖1 公路運輸方式服務系統

圖2 內河水路運輸方式服務系統

本文對公路和內河水路兩種貨物運輸方式的社會效益進行量化研究，每種運輸方式的社會效益由三個部分的計算組成。第一部分是計算交通工具在生命周期內，平均每年的尾氣排放量的貨幣價值。生命周期包括制造階段和運營階段。第二部分是計算最低運輸費率，以5%的投資回報率計算。第三部分是時間價值估計，通常，在內河港口腹地的貨物運輸中，公路運輸具有時間優勢，相同條件下的內河水路運輸時間較長，時間價值估計是對這兩種運輸方式的時間差進行貨幣量化。

在該運輸服務系統中，本文選取9.6m前四后四廂式貨車和2 000噸級的干散貨船舶作對比分析，以廣西貴港到廣州南沙運輸服務線路為例，并已知該線路公路運輸的兩庫存點間距離為520km，水路運輸的兩內河碼頭間的距離為630km。具體的參數說明見表1。

表1 交通工具的參數說明

3 模型量化與分析

通過分析運輸方式服務系統，進一步可以得到以下函數關系。

單程的運輸時間ttrip的計算公式：ttrip其中R=線路距離（公路按兩庫存點之間的距離計算，航道運輸按兩港口之間的距離計算）；

每年總的運輸任務量L的計算公式：L=365×2W，其中W=每天單向運載的貨物量；

每年總的貨物運輸周轉量 At（t·km）的計算公式：At=L×R；

每年必須往返運輸次數（RTRA），是指完成每年運輸任務量的最少往返次數。其計算公式為

每年單向運輸量的計算公式：I=Cap×δ×RTPA；

每 年 總 的 燃 油 消 耗 數 Fc(kg)的 計 算 公 式 ：

完成運輸任務所必須的運輸工具數量T的計算公式：

根據以上的計算函數和運輸工具的參數說明，假設從廣西貴港到廣州南沙的日均單向運輸任務量為1 500t，則汽車單程行駛時間為8h，單程運輸時間11.25h。若每年的停運時間為30d，那么汽車最大的往返次數次，若汽車的平均裝載率為90%，一輛16t（13.5t貨運容量）的汽車每年的單向運輸貨物量I=13.5×0.9×358=4 349.7t，每年最少往返次數 RTRA=次。因此，要完成每年單向547 500t的貨物運輸任務量，需要的汽車數量1=126。

同理，在假定從廣西貴港到廣州南沙的日均單向運輸任務量為1 500t的情況下，根據以上公式及上表船舶具體參數，可計算出使用船舶完成每年運輸任務量的相關數據，具體計算結果見表2。

表2 貴港到南沙的運輸時間、次數、車輛數數據

3.1 環境影響因素的貨幣量化分析

環境影響因素考慮汽車與船舶在生命周期的5個環境排放指標。根據生命周期影響分析（LCIA）理論，每種運輸工具所產生的廢氣主要來源于制造過程和運營過程兩個階段。由于制造過程的廢氣排放量遠比在運營過程中的廢氣排放量少，運輸工具在制造過程的排放量數據比較難收集到。因此，本文只考慮車輛在運營過程中的廢氣排放。汽車和船舶兩種運輸工具的廢氣的單位排放量見表3，該表的數據來源于相關環境保護網站[5，12-13]。為了衡量排放污染物的貨幣價值，大量的學者采用了支付意愿方法對排放污染物的單位價格進行測量，綜合現有文獻[6-7]分析得到CO2、HC、NO2、PM顆粒、CO的單位排放量價格，見表3。

由此，汽車和船舶排放各類污染物的單位貨幣價值總和分別為1.408、0.247。下面以水路運輸為例，船舶在運營過程中產生的污染物排放對環境影響的貨幣量化計算過程為：

船舶往返雙程的做功＝發動機功率×行駛時間＝1 500×0.735×22.68×2=50 009.4kW·h；

汽車在庫存點到港口之間的做功＝210×0.735×0.154×2= 47.540kW·h；

貴港到南沙的船舶每年產生的環境費用＝單輛車每年環境費×車輛數＝50 009.4×0.247×115×7=9 943 619.049RMB；

汽車在庫存點到港口之間產生的環境費用= 186 483.803×17×2=6 340 449.301RMB；

通過水路從貴港運輸貨物到南沙，每年產生的環境污染用貨幣衡量的總價值為：9 943 619.049+6 340 449.301= 16 284 068.35(1.628×107)RMB。

同理，可以得出公路運輸每年產生的環境污染的貨幣總價值為156 955 624(1.570×108)RMB。因此，從環境因素的角度考慮，相對于公路運輸，水路運輸產生的社會效益價值估計為1 406 071 555.7(1.406×108)RMB。

表3 汽車、船舶運營過程中的污染物排放的相關數據

3.2 運輸費率因素的貨幣量化分析

運輸費率因素采用必要貨運費率（RFR）計算。必要貨運費率即每種交通工具運輸每噸貨物的最低運輸價格（元/t）。其計算公式為其中，P=初始成本或交通工具價格（元）；C=每年的費用（元），包括燃油費、港口費、折舊與維護費、車輛每年需繳費用、司機工資等；L=每年總的運輸任務量（t/年）。 spw=復利貼現因子，其計算公式為：投資回報率（復利），本文取5%，N=運營年數。

根據實地調研情況，從廣西貴港到廣州南沙的汽車年總運營成本C為99 131 400(9.913×107)RMB，船舶的年總運營成本C為77 231 120(7.723×107)RMB。根據必要貨運費率的計算公式，可以得到通過公路運輸的汽車的必要貨運費率為96.406RMB，通過水路運輸的船舶的必要貨運費率為77.260RMB。通過公路運輸的汽車所需要的年總運營成本（P/spw+C）為105 564 936.1(1.056×108)RMB，通過水路運輸的 船 舶 所 需 要 的 年 總 運 營 成 本 為84 599 265.9(8.460×107)RMB。因此，從必要貨運費率的角度考慮，水路運輸較公路運輸產生的社會效益價值估計為20 965 670.24(2.097×107)RMB。

3.3 服務時間因素的貨幣量化分析

一般而言，運輸車輛和船舶需要一段時間在庫存點積累到一定的貨物需求量才開始進行該批貨物的運輸。因此，各種運輸方式的服務時間不但要考慮車輛往返的運輸時間，還要考慮貨物在庫存點積累的時間。然而，現實中貨物在白天到達庫存點的流量往往會比晚上大，但為了方便研究，本文假定貨物積累的流量速度為恒定值，設定為62.5t/h（1 500t的貨運需求/24h）。

單艘船舶裝載貨物積累時間為12.48(1 300×0.6/62.5)h，即為兩艘船成功裝載運輸的最小時間間隔。在考慮該時間間隔的情況下，從貴港到南沙的船舶的最大服務時間為45.828(33.348+12.48)h，即為車輛往返運輸時間與裝載貨物積累時間之和，最小服務時間則為33.348h。本文選取兩者的均值作為該航線的船舶運輸的服務時間，即為39.588h。同時，船舶運輸的服務時間尚未考慮庫存點到內河碼頭10km的運輸時間。因為單艘船舶的貨物積累時間為12.48h，而17輛汽車運輸1 300×0.6=780t貨物的服務時間為4趟×1.54h/趟= 6.2小時＜12.48h。即船舶積累足夠的貨物時，汽車已完成從庫存點到內河碼頭的運輸。同理，汽車的服務時間為11.347h。

在每一次航次中，船舶的平均等待時間為6.24（12.48/2）h，而汽車的等待時間忽略不計。對于每一批780t的貨物運輸，水路運輸較公路運輸而言，額外增加的時間為28.241（39.588-11.347）h。Konishi Yoko[11]估算出2014年日本貨物運輸的平均時間價值為3 133日元/h，本文沿用其結果，按現行匯率1人民幣=19.22日元計算，貨物運輸的平均時間價值為162.94人民幣/h。由此，得出水路運輸一年節省的全部貨物服務時間價值（VOT）估計為-6 459 815.363(-6.460×106)RMB。

3.4 總社會效益的貨幣量化衡量

本文以廣西貴港到廣州南沙的貨物運輸為例，分別從環境影響因素、必要貨運費率和服務時間價值三個角度，量化公路運輸和水路運輸產生的社會效益，經過計算得出，相對于公路運輸，水路運輸每年所產生的社會效益分別為1 406 071 555.7RMB、20 965 670.24RMB、-6 459 815.363RMB。因此，水路運輸較公路運輸每年所產生的總社會效益為155 177 410.6(1.55×108)RMB。

4 結語和展望

中國環境保護部數據顯示，2012年，全國機動車排放一氧化碳3 471.7萬t，碳氫化合物438.2萬t，氮氧化物640.0萬t，顆粒物62.1萬t。其中，汽車成為機動車污染物排放量的主要源頭，其一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物和顆粒物排放量分別占機動車排放量的82.5%、78.7%、91.1%和95.3%。通過本文的案例分析，水路運輸方式較公路運輸方式，將減少13 319.443t二氧化碳、419.938t氮氧化合物、3.008tPM顆粒物、394.395t一氧化碳的污染物排放。

同時，本文從廣西貴港到廣州南沙的水路運輸將產生155 087 298.947RMB的社會效益。因此，水路貨物運輸方式不但有利于保護環境，而且可以帶來極大的社會效益。通過本文的量化分析，旨在為政府及相關部門制定正確的交通運輸政策提供一定的參考價值，其研究結果可廣泛應用于港航腹地交通運輸系統的設計中。

本文的研究只選取了運輸方式的三個主要方面，以后的研究還可以從以下幾個方面進行深入：（1）結合其他運輸方式及其多式聯運做比較，如鐵路運輸、航空運輸等。（2）環境的影響因素方面，還可考慮噪聲因素及運輸方式占地因素。（3）考慮社會外部性因素，比如車輛擁堵因素、車輛運輸事故因素等。

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Influence of Transportation Mode Transformation on Social Economy:In the Case of Guangxi Guigang

Zhang Guanxiang,Lu Min,Luo Tianlong,Zhong Huiling
(School of Economics&Trade,South China University of Technology,Guangzhou 510006,China)

In this paper,through considering comprehensively the environmental factors,cost factors and service time factors,we analyzed comparatively the social and economic benefits of the inland waterway transportation and the roadway transportation,built the currency-based quantified model,then in the case of the transportation route between Guangxi Guigang and Guangdong Nansha,studied quantitatively the annual social benefits generated from the adoption of different transportation means.

inland waterway transportation;transportation means;social economy;social benefit;environmental influence factor;time value

F127；F512.7

A

1005-152X(2015)10-0048-04

2015-07-15

中央高校基本科研業務費資助項目（2015ZDXM06）；教育部人文社會科學研究規劃基金項目（12YJAZH209，x2jmB7130430）

張冠湘（1975-），男，湖南人，副教授，研究方向：港航物流、危險品物流；盧敏（1990-），女，重慶人，碩士研究生，研究方向：危險品物流、港航物流；羅天龍（1988-），男，廣東人，華南理工大學碩士研究生，研究方向：港航物流；鐘慧玲（1971-），女，廣東人，華南理工大學教授，研究方向：危險品物流。

10.3969/j.issn.1005-152X.2015.10.015