鐵路建設項目經濟效益形成機理及計量方法改進研究

帥 斌， 黃文成， 胡 鵬， 王 帥， 何 磊

(西南交通大學 交通運輸與物流學院，四川 成都 610031)

鐵道統計公報[1]顯示，截止2015年底我國鐵路營業里程達到12.1萬km，其中高速鐵路營業里程超過1.9萬km；2015年9月國家發改委再次批復8 117.77億人民幣用于修建高速鐵路[2]。由于鐵路建設項目投資額巨大，一旦決策失誤將對項目的投資規模、能力設計及線路走向等問題產生直接影響，對國民經濟造成無法彌補的損失。現行鐵路新建項目經濟評估主要按照財務評價、國民經濟評價和社會評價3個獨立體系展開，然后依據專家和決策者分析形成對項目決策的判斷[3-6]。總結現有評估流程、指標、分析存在問題的基礎上，研究我國鐵路建設項目經濟效益的形成機理，提出鐵路建設項目經濟效益的改進計量方法。

1 現行評估方法流程、指標及存在的問題

我國現行鐵路新建項目經濟效益評估辦法[4]站在資源合理配置角度，基于消費者剩余和生產者剩余理論，采用影子價格法和影響法綜合評估鐵路項目經濟效益，影子價格用于計算項目直接效益和費用、修正項目的一次影響。該方法主要考察項目耗費的社會資源以及項目對社會福利可做出的貢獻，重點評價項目的經濟合理性。評估步驟為首先搜集基礎數據并測算相關參數，然后基于獲得的數據識別并計算效益和費用，再后分析相關指標并制定報表，最終判斷評估項目經濟上的合理性。具體流程及指標見圖1。

現行鐵路項目經濟效益評價辦法在現實中存在以下問題：

(1) 經濟費用與效益分析、區域與宏觀經濟影響分析的關系不明確；

(2) 財務評價、國民經濟評價、社會影響評價三者范圍界定不清楚；

(3) 評價指標體系零散、效益費用承擔主體界定不清導致部分計算結果重復；

(4) 部分指標如旅客舒適度提高效益、緩解交通擁擠效益等難以量化；

(5) 只計算誘發運量產生的直接效益，未考慮誘發運量在項目相關區域產生的間接效益，同時采用折半法計算誘發運量直接效益，缺乏精確性和科學性。

上述問題，已無法適應當前鐵路行業尤其是高速鐵路的快速發展。

2 鐵路建設項目經濟效益形成機理

機理包括形成要素和要素之間的關系兩方面，按照消費者剩余理論和集聚效應理論，可將鐵路建設項目經濟效益分為凈節省效益[5-6]和凈增長效益兩部分。凈增長效益的理論基礎是20世紀80年代產生的克魯格曼新經濟地理學，主要研究經濟活動(如交通運輸)的空間分布規律，解釋空間聚集現象的原因和形成機制，并以此探討某一地區的經濟發展問題[7-10]。該理論主要研究對象為本地市場效應和價格指數效應產生集聚力及本地市場競爭帶來的分散力。研究的理論模型包括：核心-邊緣模型[9]、自由資本模型[11]、自由企業家模型[12-13]和垂直聯系模型[14-16]等。基于既有研究成果，得出以下凈節省效益和凈增長效益的形成機理。

2.1 凈節省效益形成機理

鐵路建設項目對鐵路運輸系統、運輸市場范圍、社會經濟系統和生態環境系統產生影響，導致重新分配原有交通流并產生效益變化，具體體現為廣義運輸費用及外部性成本的節省。因此稱之為凈節省效益。具體分為：

(1) 客運專線或客貨混線鐵路建設項目實施帶來旅客運行時間節省效益、空氣質量影響效益、交通事故影響效益和噪聲影響效益等；

(2) 貨運專線或客貨混線鐵路建設項目實施帶來的貨物運送時間節省效益、空氣質量影響效益、交通事故影響效益、噪聲影響效益及貨物運輸破損減少效益等；

(3) 交通可達性改善帶來運營成本節省效益。

從效益產生來源看，項目的凈節省效益表現為：

(1) 項目實施后正常運量和轉移運量產生的廣義運輸費用節省效益，包括旅客時間節省效益、貨物運送時間節省效益、運營成本節省效益、貨物運輸破損減少效益；

(2) 項目實施后正常運量和轉移運量產生的外部性費用節省效益，包括交通事故影響效益、空氣質量影響效益和噪聲影響效益。

具體的凈節省效益機理作用結構見圖2。

2.2 凈增長效益形成機理

鐵路建設項目的實施將不同程度地改善沿線及相關地區的交通運輸條件，如降低運輸服務的廣義費用、增加地區間可達性、縮短出行時間等。既有效益成本分析法考慮由于項目實施產生的影響，見圖1，但未涵蓋因投入和產品市場擴大而帶來更廣泛經濟效益增加。在鐵路項目實施地區，有密切聯系的企業數量越來越多，與相關的城市活動也越來越廣泛，微觀經濟理論認為這種集聚將對生產率產生影響，即更好的交通可達性可提高潛在效率，為所有位于該區域內的企業帶來巨大發展效益。該部分由聚集效應產生的凈增長效益，是對現有成本效益分析涵蓋的交通成本和出行時間變化的重要補充，由于既有效益分析方法并未考慮生產率變化帶來的影響，因此凈節省效益可與傳統方法計算的效益疊加。鐵路建設項目凈增長效益主要體現在以下方面：

(1) 擴大產品項目市場，提高勞動生產率，擴大生產力影響范圍；

(2) 拓寬勞動力資源市場，共享資本和原材料資源；

(3) 方便制造商和消費者的溝通聯系，產生關聯匹配效應；

(4) 學習傳播項目相關專業知識，實現技術轉移與創新；

(5) 發展跨區域合作，產生外部經濟規模效益；

(6) 新建項目誘發運量產生的誘發運量效益。

以往方法僅計算誘發運量產生的直接效益，在誘發運量和轉移運量比相對較小的情況下，可以采用折半法計算誘發運量產生的直接效益，而大型鐵路項目的誘發運量往往較大，折半法不能充分涵蓋誘發運量帶來的效益，原因在于折半法認為誘發運量效益是由于供給曲線下移，廣義費用下降形成的效益，忽略大型鐵路項目能夠帶來需求曲線的上移，即由于產品市場的擴大帶來的更廣泛的經濟影響，如促進居民生活水平提高和支付意愿額提高等變化，可體現在時間價值、舒適度價值提高等指標層面。但同時必須指出誘發運量效益首先是由運輸供給能力增加帶來的，而當地區市場擴大需求后，又反過來影響運量繼續增加，誘發運量效益是二者持續循環作用的結果。因此，鐵路項目的國民經濟效益應考慮到廣義費用的下降和市場需求增加兩方面原因，廣義費用下降體現的效益已經在傳統的費用效益分析中體現，而市場擴大帶來的生產率提升效益則沒有被傳統方法涵蓋，采用凈增長效益能比較全面的體現誘發運量效益。

鐵路建設項目凈增長效益形成機理，見圖3。

3 改進計量方法

3.1 凈節省效益模型及計算

凈節省效益為廣義運輸費用節省效益和外部性費用節省兩部分效益求和，采用有(有項目)、無(無項目)對比法進行計算。當某個OD之間新建鐵路項目后，部分旅客將放棄原來的出行方式而選擇新建的鐵路運輸線出行，該部分轉移的旅客(以下稱旅客轉移量)產生的時間節省效益之和，即為該OD新建項目的旅客時間節省效益。

( 1 )

( 2 )

( 3 )

貨物運送時間節省效益與運輸貨物價值、緊缺程度及貨物對時間的敏感因數有關

( 4 )

式中:BFTSij為交通小區i到交通小區j之間的貨物運送時間節省效益；Qij,n為交通小區i到交通小區j之間第n種貨物的轉移運量，n為不同運輸方式之間的轉移、同一運輸方式不同運輸徑路之間的轉移、同方式同徑路旅行速度不同的轉移等；Tij,n為交通小區i到交通小區j之間第n種轉移運量單位貨運量平均節省時間，除大型工礦企業間組織的直達列車外，其余均需考慮列車附加時間，包括車輛集結等待與中轉解編時間、貨主取送貨物產生的汽車倒運時間等；VOHij,n為交通小區i到交通小區j之間第n種轉移運量貨物單位時間價值，實際操作時可用運輸貨物的影子價格乘以社會折現率，再除以一年內所有小時數得到單位貨物每小時時間價值。

運營成本節省效益是鐵路建設項目最重要的經濟效益之一，包括其他徑路轉移的鐵路運量、徑路長度縮短產生的運營成本節省效益。

( 5 )

計算貨物破損程度降低效益一般是比較各種運輸方式的平均破損率，再乘以該貨物轉移運量的數量和影子價格

( 6 )

交通事故影響效益可采用下式計算

( 7 )

空氣質量影響效益指減少氧化氮排放效益和減少碳排放效益，采用日本環境指標計算的經驗式為

BNOx=2.3a+19b×Q×Y1×X×10-6

( 8 )

BCO2=40a+122b×Q×Y2×X×10-6

( 9 )

式中：BNOx為減少氧化氮排放效益；BCO2為減少二氧化碳排放效益；a為小型車比率；b為大型車比率，a+b=1；Q為公路轉移運量的汽車交通量；X為公路運輸距離；Y1為NOX排放量貨幣評價值；Y2為CO2排放量貨幣評價值。

將噪聲污染程度的變化量乘以單位噪聲防治費用計算噪聲影響效益

E=AE×DB1-DB0×Z0×ρ

(10)

(11)

式中:E為減少噪聲影響效益；AE為減低或消除噪聲所需支付的平均每年每人費用；YE為年防治費用；Z0為項目相關地區受噪聲影響的人數；DB0、DB1(≤40 dB)分別為無項目和有項目時的噪聲污染程度；ρ為項目的評價計算期，取1 年；dBA0為調查地區原有的噪聲等級；dBA1為建立聲屏障以后該調查地區的噪聲等級；Z1為采取噪聲防治措施后該調查地區受益人的數量。

3.2 凈增長效益模型及計算

計算步驟為

Step1確定計算范圍

確定計算范圍時理論上應包含項目影響的所有地區，即可能受到鐵路建設項目影響的城市和城鎮，但考慮中國城鄉化差異大的國情，經濟發展主要為大城市對小城市的拉動，小城市對大城市的帶動有限。因此，本文建議在計算時采用城市層級的概念，并考慮以下層次：

(1) 第1層次為有待建設鐵路項目的城市，一般為地級市等中小型城市，或在政治、經濟等方面受大型城市的影響較大，在全市范圍內存在企業之間互動行為的城市。

(2) 第2層次為第1層次城市的上一級城市，一般為省會城市或直轄市，包括：哈爾濱、長春、呼和浩特、銀川、太原、石家莊、西寧、蘭州、鄭州、濟南、重慶、合肥、南京、杭州、長沙、南昌、昆明、貴陽、南寧、福州、海口等城市。

(3) 第3層次為第1層次城市的上兩級城市，一般為跨越幾個省的區域性政治、經濟中心，即為：烏魯木齊、沈陽、天津、西安、成都、拉薩、武漢。

(4) ……

(5) 最終層次為中國的4個一線大城市，即為北京、上海、廣州、深圳。

Step2計算廣義交通成本

統計交通方式的網絡屬性并計算交通方式的綜合廣義成本，當1個OD之間存在競爭的多種交通方式時，使用對數和作為廣義交通成本，以便與隨機效用理論一致。

(12)

Step3計算經濟潛力

(13)

式中:α為距離衰減參數，目前國際經驗值采用1，也可根據不同地區的數據進行標定；Ei為i地區的就業崗位總數(包括自由職業者)，也可以用本地生產總值(GDP)，某些情況下用本地生產總值更合適。經濟潛力的測量可被視為城市有效經濟規模的指標。

Step4預測無項目時GDP規模

根據國家十二五規劃，城市GDP增長保持在7%左右，每個地區相關統計部門將根據城市發展，主動預測次年的GDP增長，將此作為無項目時的GDP規模。

Step5計算聚集效益

(14)

4 算例

以昌贛線(沿途經過南昌、吉安、贛州)為研究載體，建設周期為2014-06～2018-12，計算年度為2019年～2043年。搜集國家、省和地方統計年鑒和鐵路網規劃文件[1-2]，獲取行政區域企業經濟現有總產值和未來經濟產出情況[3]；收集相關行政區域邊界和有關地理信息系統(GIS)的數據[3]；收集長途汽車站、火車站、機場的歷史運營和現有運營信息，以及高速公路出入口調研的相關信息[3]。基于初始數據分別計算凈節省效益和凈增加效益，最后求和得到昌贛線的國民經濟效益。

4.1 凈節省效益

昌贛線凈節省計算所需的客貨運周轉量預測數據及其他參數[3]，見表1～表3;昌贛線最終凈節省效益,見表4。使用式(15)計算昌贛線旅客時間節省效益和貨物運輸節省效益。

(15)

式中：TLLij,m、MLLij,m分別為轉移線(分流線)里程、本線(分流線)里程；TLSij,m、MLSij,m分別為轉移線(分流線)速度、本線(分流線)速度。

表1 2019年～2043年昌贛線預測客貨運周轉量

表2 本線、分流線、轉移線數據

表3 其他數據

表4 昌贛線2019年～2043年凈節省效益

4.2 凈增長效益

選擇北京、上海、廣州和深圳作為最高層城市，武漢作為第3層城市，昌贛客運專線的具體城市區域層級對應關系和網絡屬性等基礎數據見表5 ～ 表8，最終計算出的2019年～2043年昌贛線凈增長效益見表9。

表5 昌贛線區域層級對應關系及網絡屬性

表6 昌贛線基年與未來年有無項目廣義費用

表7 昌贛線經濟潛力的貢獻

表8 昌贛線發展效益

將凈增長效益與凈節省效益求和，得到2019年～2043年由于修建昌贛線帶來的國民經濟效益，見表10。

表9 昌贛線2019年～2043年凈增加效益

表10 昌贛線2019年～2043年凈增長、凈節省及國民經濟效益

5 結論

將新建鐵路項目國民經濟效益分為凈增長效益與凈節省效益兩部分，凈增長效益包含項目對未來年相關區域經濟發展帶來的影響，采用“集聚效應”理論進行研究；凈節省效益則通過有無對比法對相關計量內容進行研究。以經濟貢獻為計量指標，以貨幣為計量單位，將各計量內容貨幣化，使最后的凈增長、凈節省的計量指標統一為經濟指標。本文提出的國民經濟效益計量方法可為新建鐵路項目經濟決策提供新的思路，為鐵路項目經濟建設制定合理的投融資方案提供參考，該經濟效益評估方法也可用于評估其他重要的國家基礎設施和民生工程項目，如公路建設項目、城市軌道交通網絡建設項目等具有公益性的公共產品，具有一定的理論和實踐價值。計算某條線路的凈節省和凈增長效益時需要標定許多參數，如距離衰減參數、經濟潛力彈性系數等，具體的標定方法、標定參數對計算結果的影響是下一步重點研究的內容。

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