基于公路貨物運輸價格的競爭性鐵路貨物運輸浮動定價方法研究

張志博，劉杰鑫，楊 雨，劉佳文，謝文杰，湯銀英

?

基于公路貨物運輸價格的競爭性鐵路貨物運輸浮動定價方法研究

張志博，劉杰鑫，楊 雨，劉佳文，謝文杰，湯銀英

（西南交通大學，交通運輸與物流學院，成都 610031）

為了使鐵路貨運企業更好地適應運價改革，建立動態的價格調節機制，提高在運輸市場上的競爭力，本文在考慮路網結構的基礎上，以綜合交通阻抗為突破口，同時考慮鐵路貨運企業利潤最大和用戶均衡分配原則建立了公鐵關系優化模型。在考慮實際情況和相關政策的限制條件下，最終得到經調整的供鐵路貨運企業決策參考的單位運價，并用算例證明了模型的有效性和實用性。

鐵路貨運；公路貨運；競爭；浮動定價；交通阻抗

0 引 言

鐵路貨物運輸對于我國的國民經濟及社會發展起著至關重要的作用。但在原有的計劃經濟體制下，鐵路貨運價格直接由政府制定、調整、管理，企業沒有運價制定和調整的權力，導致了在我國實行社會主義市場經濟體制后，鐵路貨運價格模式單一、難以滿足不同層次需求、運價體系不夠透明、調節機制不夠靈活等弊端。因此，在此基礎上制定有效的價格策略，充分發揮價格的杠桿作用，從而體現鐵路運輸在貨運市場中的優勢，擴大市場范圍成為重要課題。

結合國家發展改革委員會《關于調整鐵路貨運價格進一步完善價格形成機制的通知》和當前鐵路貨物運輸面臨的最大競爭對手公路貨物運輸行業的現狀，堅持鐵路運價改革市場化取向，依據公路與鐵路保持合理比價關系的原則制定國鐵貨運價格，建立鐵路貨運價格隨公路貨運價格變化的動態調節機制有著重要意義。

國內外學者為建立公路貨運價格和鐵路貨運價格之間的聯系，對在競爭條件下公路貨運或者鐵路貨運的定價方法，進行了不斷的探索與嘗試。胡文君[1]等采用博弈論和交通均衡理論聯系貨主與企業各方，分析在收益最大化目標下的定價與博弈行為；武鈞[2]等基于收益管理理論提出在預測未來市場供求關系的基礎上，分別制定基準價和執行價以實現利潤最大化的定價方法；劉世超[3]、王建華[4]通過構建雙層優化模型，分別求解得到在客戶選擇最優基礎上的公路貨運價格，和兼顧貨運企業與貨主兩者利益的鐵路貨運價格；杜慧峰[5]、王夢滔[6]通過構建效能比價模型，分別將鐵路貨運與其他貨運聯系起來得出比價關系，分析鐵路零散白貨浮動運價，得到運輸產品的浮動區間；楊淞程[7]按照覆蓋最低成本、緊貼公路運價的思路，以鐵路貨運營業收入最大為目標，建立零散貨運“門到門”定價優化模型，以確定不同比價關系下鐵路貨運“門到門”價格；李佰城[8]以企業長期利潤最大為目標、短期維持經營為底線建立鐵路大宗貨物定價模型，并給出定價區間。

本文結合學者之前的研究，在分析公路貨物運輸價格對鐵路貨物運輸定價的影響時，考慮了路網結構對交通阻抗的影響。在最終給出供鐵路貨運企業決策參考的參考運價時，結合了現行的浮動范圍政策、替代運輸服務價格、鐵路貨運企業生產成本等因素加以限制。

1 問題分析

本文主要研究的是公路貨運和鐵路貨運在競爭環境下的鐵路貨物運輸定價方法。因此，必須要考慮到公路運輸價格的競爭性，把同一OD點對之間同種貨物的公路運輸價格作為影響鐵路貨運價格制定的重要參考變量。同時，也需要考慮到運輸價格還受到運輸時間、運輸服務水平、運輸量、運輸價格相關政策以及交通網絡結構等多方面因素的影響。

從交通流分配方面入手，將運輸價格作為一個影響綜合交通阻抗的重要因素，結合其他方面，對交通阻抗進行討論。為達到提升鐵路貨運市場競爭力之目的，得出科學、合理的鐵路貨運價格，應用網絡設計的思路，分別考慮鐵路貨物運輸企業利潤最大和交通用戶均衡，采用雙層優化方法建立“鐵路-貨主”模型，將反映綜合交通阻抗的表達式代入模型，把公路貨物運輸價格和鐵路貨物運輸價格聯系起來，計算得到鐵路貨運參考運價。結合國家發展改革委員會所給的上下浮動價格、替代運輸服務價格和基礎運輸生產成本等限制條件，對參考運價進行調整，從而最終得出供鐵路貨運企業決策參考的運輸價格。

2 模型的建立與求解

2.1 模型假設與目標函數

從研究的便捷性和可靠性角度出發，模型假定：在貨源穩定的情況下，交通路網的結構不發生重大變化，分析范圍之外的交通路網對范圍內的影響忽略不計，運輸方式之間的競爭遠大于合作，貨主選擇運輸方式和不同徑路的行為是理性隨機的。

2.2 交通阻抗模型

通常人們將交通阻抗狹義地理解為交通運輸方式在徑路上所花費的運輸時間，美國聯邦公路局的BPR函數[9]以及基于BPR函數改進得到的Davidson阻抗函數就是典型代表。但這樣的阻抗計算模型都比較復雜，參數標定相對困難，不適宜實際應用。

因此，在對貨物運輸阻抗內在因素和外在因素分析的基礎上，給出式（1）計算交通阻抗[10]。其中運輸時間、運輸費用采取直接定量的方式；貨損率、貨差率、延誤率等服務水平指標用層次分析法（AHP）進行量化。

對于時間成本，可以采取生產法、收入法、支出法等多種方式計算。本文采用生產法進行計算。其時間價值的一般定義為：貨物在運輸過程中耗費的時間，或用于從事生產活動所能創造的價值，其計算公式如下：

對于運送貨物的服務水平指標，可以分別用貨損率、貨差率、延誤率等6個因素進行分析，通過量化方法用綜合效用函數來表示：

2.3 雙層優化方法和用戶均衡模型

2.3.1 上層優化問題：鐵路貨物運輸企業利潤最大

本研究的重點在于為鐵路貨運制定科學、合理的運價，以提升鐵路貨物運輸的競爭力。結合研究背景，以在競爭環境下的鐵路貨運企業利潤最大為優化目標。

如果把整個貨物運輸網絡看作由若干個節點和若干條徑路組成的集合，需要實現的是所研究節點之間的所有徑路上的交通流分配方案。要使鐵路貨物運輸企業所獲利潤最大，故有如下關系：

2.3.2 下層優化問題：交通用戶均衡模型[12]

基于研究假設，所有的貨主在選擇貨物運輸方案時是理性隨機的。那么依據Wardrop第一原理，在貨主確切知道網絡中的交通狀態并試圖選擇最短徑路時，網絡將會達到平衡。這里的最短徑路，即對應的是在當前路網中任意兩點間交通阻抗最小的徑路。因此，要使每個貨主都選擇當前狀態下阻抗最小的運輸方案，有如下數學關系：

（7）

2.4 參考定價限制條件

為了使模型計算出的參考運價更具有實用價值，必須考慮到國家發展改革委員會規定的貨運價格浮動范圍、替代運輸的服務價格以及鐵路貨運企業本身的生產成本等因素。因此，對計算得到的單位運價需要做以下調整：

3 算 例

以在A、B兩地之間運送300 t大豆為例。假設A、B兩地是某路網上的兩點，A、B之間的公路運輸里程為1 285 km，鐵路運輸里程為1 522 km；公路運輸時間為1.8 d，鐵路運輸時間為4.4 d；公路運輸單價為334.40元/t，鐵路“門到門”運輸單位基價為248.43元/t，單位成本為228.56元/t；利用層次分析法，分別對影響貨物運輸的6個因素進行分析，得到的公路運輸服務水平綜合指標權重為0.537，鐵路運輸服務水平綜合指標權重為0.463；大豆在A、B兩地之間的時間價值為29.21元/（t·d）。

所以，依據2.2和2.3所構建模型，可以得到如下關系式：

交通阻抗模型：

上層優化模型（鐵路貨物運輸企業利潤最大）：

下層優化模型（交通用戶均衡模型）：

在上式中，=1表示A地；=2表示B地；=1表示鐵路運輸；=2表示公路運輸；=1表示運送貨物為大豆。

4 總 結

本文在考慮公路貨物運輸價格的競爭下，提出了相同路段同一貨物的鐵路貨運浮動定價方法：以路網中OD點對之間的綜合交通阻抗為突破口，同時考慮鐵路貨運企業利潤最大和用戶均衡模型進行優化，依據實際情況加以條件限制，最終得出供決策參考的運價，并通過算例驗證了模型的有效性和實用性。

從對算例的求解結果可以發現，鐵路貨物運輸在競爭環境下市場占有量較小。在計算的最后階段，依據限制條件對參考運價加以調整時，受到了國家發展改革委員會價格浮動上限的限制，但盡管如此，最終給出的參考運價仍比相同狀態下的公路貨物運輸價格低。因此，相關的政策和限制應考慮進一步放開，擴大鐵路貨物運輸價格的浮動范圍、提高鐵路貨運價格，從而提升鐵路貨運的市場競爭力、增加鐵路貨運的市場份額。

所建立的模型通過計算不同點對之間不同運輸方式運送各種貨物的綜合交通阻抗，避免了忽略路網結構所引起的定價誤差。應用雙層優化方法，同時考慮了鐵路貨運企業利潤最大和實際貨主選擇策略，在幫助鐵路貨運企業獲取競爭優勢的同時，實現了競爭環境下的社會效益最大化。對實際情況和相關政策的考慮，增強了模型的可參考性和實用性。

模型也有不足之處：一是在實際情況中，研究范圍之外的路網結構和供求關系往往會影響范圍內的貨流分配；二是模型沒有考慮不同交通運輸方式之間的合作與組合等情況，相對獨立地處理為了對立的競爭關系。

[1] 胡文君, 周溪召. 基于交通均衡的公路貨運定價與博弈分析[C] //中國管理科學學術年會，2010，102-107.

[2] 武鈞, 任建偉, 王文杰. 我國鐵路大宗貨物運輸定價方法與策略研究—— 基于收益管理理論分析[J]. 價格理論與實踐, 2016, (3): 70-73.

[3] 劉世超. 競爭性綜合運輸中公路貨運定價的研究[J]. 鐵道運輸與經濟, 2006, 28(1): 13-15.

[4] 王建華. 面向市場需求的鐵路貨物運價浮動方法研究[D]. 成都: 西南交通大學, 2016.

[5] 杜慧峰. 基于交通效能的鐵路貨物運價研究[D]. 北京: 北京交通大學, 2015.

[6] 王夢滔. 鐵路零散白貨產品細分及浮動定價研究[D]. 成都: 西南交通大學, 2015.

[7] 楊淞程. 基于公鐵比價的鐵路零散貨運“門到門”定價研究[D]. 北京: 北京交通大學, 2016.

[8] 李佰城. 鐵路大宗貨物運價制定研究[D]. 成都: 西南交通大學, 2015.

[9] 何南, 劉寧, 趙勝川. 基于BPR函數的道路阻抗研究[J]. 南京工程學院學報：自然科學版, 2013, 11(1): 6-11.

[10] LI C. Traffic flow assignment by using road impedance function based on subjective preference[C]// International Conference on Chemical, Mate rial and Food Engineering, Kunming: Atlantis Press, 2015: 434-438.

[11] 張盈盈. 利用AHP法引入服務水平的綜合交通阻抗函數模型[J]. 公路交通科技, 2007, 24(3): 115-117.

[12] 劉安, 楊佩昆. 混合交通均衡配流模型及其算法的研究[J]. 公路交通科技, 1996, 13(3): 21-28.

（中文編輯：李愈）（英文審改：占曙光）

Research on Competitive Floating Rating Method of Railway Freight Transportation Based on Highway Freight Rate Competition

ZHANG Zhi-bo，LIU Jie-xin，YANG Yu，LIU Jia-wen，XIE Wen-jie，TANG Yin-ying

（School of Transportation and Logistics, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031,China）

In order to better adapt to the price reform of freight market, a dynamic rate adjustment mechanism is established to enhance competitiveness in the transport market. Considering the road network structure, this paper takes the comprehensive traffic impedance as a breakthrough point, based on the principles of maximum profit of railway freight enterprises and user equilibrium assignment, optimization models are established to optimize the relationship between highway and railways. Considering the actual situation and the relevant policy restriction, a unit reference freight rate is obtained for railway freight enterprise reference. Finally, a numerical example is given to demonstrate the effectiveness and practicability of the model.

railway freight transport；highway freight transport；competitive；floating rating；traffic impedance

1672-4747（2018）02-0100-05

U294; F505

A

10.3969/j.issn.1672-4747.2018.02.016

2017-03-22

西南交通大學大學生創新創業訓練計劃項目（批準號：160516）

張志博（1995—），男，漢族，四川成都人，主要研究方向為交通運輸規劃與管理。

湯銀英（1979—），女，漢族，河南人，博士，西南交通大學交通運輸與物流學院副教授，研究方向為貨物運輸組織、運輸商務。

張志博，劉杰鑫，楊雨，等. 基于公路貨物運輸價格的競爭性鐵路貨物運輸浮動定價方法研究[J]. 交通運輸工程與信息學報, 2018, 16(2): 100-104.