鐵路貨運產品市場分擔率的研究

白 杰

(中國鐵路國際有限公司 中國鐵路公司，北京 100055 )

近年來，隨著國民經濟發展，社會貨運需求快速增長，而鐵路貨運市場占有率卻持續走低[1]。在鐵路貨運組織改革后，高鐵快運、行包快運、零散快運等貨運產品推入市場將對整個貨運市場產生影響，與其他運輸方式的競爭關系將發生變化，鐵路在整個貨運市場的市場分擔率劃分值得深入研究。因此，通過利用 Nested Logit 模型，不僅可以較好地解決交通方式劃分計算問題，而且可以對鐵路貨運產品分擔率做出預測和計算[2-3]。

1 基于NL模型的貨運產品市場分擔率研究

1.1 NL 模型

NL (Nested Logit) 模型是一種基于一般 Logit 模型的改進模型，又被稱為分層 Logit 模型、巢式 Logit模型。當遇到不同選擇方案之間具有相關性，而且必須考慮這種相關性時，NL 模型能夠很好的解決此類問題[4]。一般 NL 模型結構示意圖如圖 1 所示。

記一層虛擬選擇枝為運輸方式，二層選擇枝為運輸方式所對應的貨運產品。貨運產品市場分擔率，即不同貨運方式的競爭關系可以抽象為：一個貨物有n種運輸方式的選擇方案，對于第i種運輸方式中又可以分為ki種貨運產品，且選擇方案各組間具有相關性。記Ai(i= 1，2，…，n)為第i種運輸方式，Aij(j= 1，2，…，ki) 為第i種運輸方式的第j種貨運產品。

1.2 基于NL模型的貨運產品市場分擔率研究

貨運產品市場分擔率是貨流在多種交通運輸方式之間的分布概率，表明各種交通運輸方式所占有的市場份額。主要從分擔率影響因素與分擔率模型 2 個方面進行研究。

圖1 一般NL模型結構示意圖Fig.1 The structure diagram of NL model

1.2.1 市場分擔率影響因素

（1）旅行時間。鐵路貨物旅行時間是貨物從一個地點位移至另一個地點所花費的時間。大宗貨物一般對于旅行時間并不苛求，而高附加值的運輸產品卻對旅行時間十分敏感，如鮮肉、海鮮等食品，過長的旅行時間會影響食品的新鮮程度甚至導致腐敗。

（2）運輸價格。鐵路貨運價格包括途中運輸費用、車站裝卸費和其他附加作業費。依據運輸特點和條件的不同，還有聯運運價、專程運價、特種貨物運價，以及區域運價等[5]貨運價格，一般受到貨物的性質及數量、貨物的始發地和目的地、訂約日期、解約日期、裝貨準備完成日期、所使用的車輛及其他因素的影響[6]。如果運輸價格較高，雖然單位運量的經濟收益較高，但也會損失部分貨源；如果運輸價格較低，雖然能夠吸引更多貨源，但是會造成單位運量經濟收益的損失。因此，制定合理的運輸價格是鐵路貨運產品設計的重中之重。

（3）延誤時間。根據調查顯示[7-8]，貨運延誤時間程度對商家和顧客都有很大的影響，尤其是顧客會將托運物品的實際到達時間作為一個重要衡量貨運產品服務質量的因素。托運物品的實際到達時間主要受貨物旅行時間和延誤時間 2 個因素影響，而作為承擔物品運輸的鐵路企業貨運部門，根據線路實際運輸能力和運輸需求安排相應的時刻表，但由于鐵路客運先行和貨物配送的實際情況，很難避免出現貨運產品延誤的現象。

1.2.2 貨運產品分擔率模型

（1）貨運產品及運輸方式選擇效用。根據 Logit模型，貨運產品Aij的選擇效用VAij可以表示為

式中：θ為效用系數；XAij為選擇Aij貨運產品的特性向量；θm為第m個模糊特性變量的效用系數；xAij,m為選擇Aij貨運產品的第m個模糊特性變量值。

Ai運輸方式的選擇效用VAi可表示為

（2）貨運產品及運輸方式分擔率。選擇Ai運輸方式的概率PAi可表示為

根據 NL 模型原理，在Ai運輸方式下Aij運輸產品選擇條件概率PAij|Ai可表示為

由公式 ⑴ 至公式 ⑷，可得選擇貨運產品Aij的概率為

利用 TransCAD 軟件中的交通方式劃分功能對效用函數的相關參數進行標定，根據標定后的模型進行計算。

2 案例分析

2.1 基礎數據

設定貨運方式為 3 種：鐵路運輸、公路運輸和航空運輸。貨運產品為 6 種，其中鐵路貨運產品 4 種：高鐵快遞、行包快運、零散快運、普通貨物運輸；公路 1 種：汽車貨物運輸；航空運輸 1 種：航空貨物運輸。設定貨運產品選擇過程中，影響其決策的因素不變。選取旅行時間、延誤時間和運輸價格 3 個因素表示某種貨運產品的效用。現有北京至上海貨運產品特性變量值數據如表 1 所示。

表1 現有北京至上海貨運產品特性變量值數據表Tab.1 Characteristic variables data of existing Beijing to Shanghai railway freight products

2.2 貨運產品分擔率計算

2.2.1 參數設置

由公式 ⑴，設m= 3，選擇θ1為旅行時間、θ2為運輸價格、θ3為延誤時間作為貨運產品分擔率計算的參數。根據目前北京至上海貨運市場各種貨物的運輸方式選擇實際調查統計和表 1 中所有貨運產品的特性變量值對模型相關參數進行標定。利用 TransCAD中的交通方式劃分功能對效用函數的 3 種參數進行標定，3 種參數在貨運產品選擇層和貨運方式選擇層的估計值用于貨運產品市場分擔率的計算中。首先對下層 (貨運產品選擇層) 參數進行標定，貨運產品選擇層(下層) 參數估計結果如表 2 所示；然后對上層 (貨運方式) 參數進行標定，貨運方式選擇層 (上層) 參數估計結果如表 3 所示。鐵路貨運產品Aij中，i= 1；j= 1，2，3，4。根據公式⑴ 和公式 ⑶，可得貨運產品 (下層) 與運輸方式 (上層) 的效用如表 4 所示。

表2 貨運產品選擇層(下層)參數估計結果Tab.2 The results of freight product selection layer (lower)param eter estimation

表3 貨運方式選擇層(上層)參數估計結果Tab.3 The results of freight product selection layer (upper)param eter estimation

根據統計學理論，t 檢驗值的絕對值大于 1.65，且參數符號正確，則以上影響因素對出行選擇行為產生影響的置信度為 95%，模型擬合結果符合要求。

2.2.2 貨運產品分擔率計算

（1）貨運產品及運輸方式選擇效用。由于公路和航空運輸方式均只選擇了 1 種貨運產品，其貨運產品的選擇效用與其相應的運輸方式選擇效用相同。

表4 貨運產品(下層)與運輸方式(上層)的效用Fig.4 The mode of transport of goods (upper) and the transport of goods (lower)

（2）貨運產品及運輸方式分擔率。根據公式 ⑵至公式 ⑷，可得各運輸方式貨運分擔率；根據公式⑸，可得各貨運產品的分擔率。貨運產品及其相應運輸方式的分擔率計算結果如表 5 所示。

2.3 影響因素分析

利用控制變量法的原理從旅行時間、運輸價格、延誤時間 3 個影響因素進行分析，當這些影響因素分別發生變化時，鐵路貨運產品分擔率的變化情況，作為貨運產品設計的參考依據[8]。假設鐵路普通貨運、公路運輸和航空運輸的旅行時間、運輸價格和延誤時間不變，其產品特性變量值數據如表 1 所示。

（1）旅行時間。根據現有的貨物列車情況，設計產品投放市場的旅行時間取值分別為 12.18 h、10.44 h、9.14 h、8.12 h、7.13 h，其他 2 種特征值不變，設延誤時間為 12 h，運輸價格為 10 元/kg 的新型貨運產品，利用 NL 模型計算旅行時間變化對鐵路貨運產品市場分擔率影響如表 6 所示。

表5 貨運產品及其相應運輸方式的分擔率Tab.5 Choice probability of existing freight modes and products

表6 旅行時間變化對鐵路貨運產品市場分擔率影響Tab.6 Influence of the traveling time change on the market share rate of new railway freight transport products

如表 6 所示，隨著旅行時間的縮短鐵路貨運市場的分擔率和貨運產品的市場分擔率都隨之增加。

（2）運輸價格。根據鐵路 95306 貨運平臺快運運價標準與貨運市場調研情況，設計產品投放市場的運輸價格取值分別為 2 元/kg、5 元/kg、10 元/kg、15 元/kg、20元/kg，其他 2 種特征值不變，設延誤時間為 12 h，旅行時間為 12.18 h 的新型貨運產品。利用 NL 模型的計算運輸價格變化對鐵路貨運產品市場分擔率影響如表 7 所示。

從表中數據可以得出，隨著運輸價格的降低鐵路貨運市場的分擔率和貨運產品的市場分擔率都隨之增加。

（3）延誤時間。設計產品投放市場的延誤時間取值分別為 6 h、12 h、24 h、48 h，其他 2 種特征值不變，設旅行時間為 12.18 h，運輸價格為 10 元/kg 的新型貨運產品。利用 NL 模型的計算的延誤時間變化對鐵路貨運產品市場分擔率影響結果如表 8 所示。

表7 運輸價格變化對鐵路貨運產品市場分擔率影響Tab.7 Influence of transportation price changes on m arket share of new railway freight transport products

表8 延誤時間變化對鐵路貨運產品市場分擔率影響Tab.8 Influence of the change of delay time on market share ofnew railway freight transport products

從表 8 可以得出，鐵路貨運產品市場分擔率對延誤時間的敏感度較高，當貨運產品市場的延誤時間和公路運輸是同一水平時，這種貨運產品具有很強的市場競爭力，將占據大部分貨運市場份額。但是，隨著延誤時間的增加鐵路貨運產品所占的市場份額將迅速減少，當延誤時間達到 24 h 和 48 h 時，這種鐵路貨運產品幾乎不能增加對鐵路的市場分擔率。

3 結束語

面對競爭日益激烈的貨運市場，在貨運產品設計層面對貨運產品市場分擔率進行研究，通過利用 NL模型，綜合考慮旅行時間、運輸價格和延誤時間這 3種因素對鐵路貨運產品市場分擔率的影響，構建較為精確合理的鐵路貨運產品市場分擔率模型，能夠為鐵路貨運產品設計優化調整提供新的思路和科學方法。下一步研究將深入至整個貨運網絡，對貨運產品市場分擔率及鐵路各貨運產品在不同運距范圍內競爭力進行對比。

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