鐵路行包運(yùn)到期限確定方法研究

榮文竽，王澤,魏玉光

(1.大連交通大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院，遼寧 大連 116028；2.北京交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044)

0 引言

物流經(jīng)濟(jì)條件下，快遞業(yè)高速發(fā)展，以小件運(yùn)輸為主的鐵路行包運(yùn)輸面臨競(jìng)爭(zhēng)與挑戰(zhàn).依托鐵路運(yùn)輸?shù)男〖浳镞\(yùn)輸具有成本和安全優(yōu)勢(shì)，但與其他快遞業(yè)相比，鐵路行包運(yùn)到期限規(guī)定落后，與當(dāng)前鐵路行包運(yùn)輸實(shí)際不符，不適應(yīng)貨主對(duì)運(yùn)輸時(shí)效的需求.如何科學(xué)合理地確定鐵路行包運(yùn)到期限，是制定行包運(yùn)輸組織方案和運(yùn)輸合同的依據(jù)，也是提高鐵路行包運(yùn)輸競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑.

目前，國(guó)內(nèi)在行包運(yùn)到期限方面沒有專門的研究，行包運(yùn)輸主要在行包運(yùn)輸組織、票據(jù)及營(yíng)銷策略等方面開展研究[1-3]；運(yùn)到期限方面的研究主要集中于貨物運(yùn)輸上，通過分析貨物運(yùn)輸過程，提出貨物送達(dá)期限的評(píng)估方法[4].國(guó)外鐵路行包運(yùn)輸主要關(guān)注技術(shù)裝備和信息技術(shù)的應(yīng)用方面[5]，對(duì)運(yùn)到期限沒有規(guī)定.

本文從行包運(yùn)輸實(shí)際出發(fā)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)及數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法，對(duì)鐵路行包運(yùn)到時(shí)間變化規(guī)律進(jìn)行研究，提出更加科學(xué)合理的鐵路行包運(yùn)到期限的確定方法.

1 問題的提出

1.1 基本概念

行包運(yùn)到時(shí)間是指行包從承運(yùn)時(shí)起至到達(dá)目的站卸車完了時(shí)止的全部時(shí)間.考慮行包卸車作業(yè)一般都是在列車?？康恼九_(tái)上即時(shí)完成，所以，可以認(rèn)為行包運(yùn)到時(shí)間主要包括始發(fā)站停留時(shí)間、中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間和在途運(yùn)行時(shí)間三部分.其中始發(fā)站停留時(shí)間指行包在始發(fā)站自承運(yùn)至隨旅客列車由車站發(fā)出止的停留時(shí)間；在途運(yùn)行時(shí)間指行包隨列車在區(qū)間運(yùn)行的全部運(yùn)輸時(shí)間；中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間指自行包到達(dá)中轉(zhuǎn)站至再次發(fā)出時(shí)止的中轉(zhuǎn)停留時(shí)間.

行包運(yùn)到期限是指鐵路運(yùn)輸部門規(guī)定的行李、包裹運(yùn)輸一定里程所需要的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn).這個(gè)期限是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備和運(yùn)輸組織水平，分別按行李和包裹確定的.與鐵路貨物運(yùn)到期限相類似，一般規(guī)定行包托運(yùn)方發(fā)出托運(yùn)請(qǐng)求當(dāng)天算一日，行包承運(yùn)方在終到站的指定地點(diǎn)卸車完成時(shí)間為運(yùn)到期限的截止時(shí)間.

1.2 目前行包運(yùn)到期限規(guī)定存在的問題

原鐵道部1997年12月1日發(fā)布的《鐵路旅客運(yùn)輸規(guī)程》第79條，對(duì)行包運(yùn)到期限的計(jì)算方法作出了明確的規(guī)定：行李、包裹的運(yùn)到期限以運(yùn)價(jià)里程計(jì)算.從承運(yùn)日起，行李600 km以內(nèi)為三日，超過600 km時(shí)，每增加600 km增加一日，不足600 km也按一日計(jì)算.包裹400 km以內(nèi)為三日，超過400 km時(shí)，每增加400 km增加一日，不足400 km也按一日計(jì)算[6].

隨著我國(guó)鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，特別是最近十年來高速鐵路的發(fā)展，20年前的行包運(yùn)到期限規(guī)定已經(jīng)不適應(yīng)目前鐵路行包運(yùn)輸實(shí)際，不能作為鐵路運(yùn)輸部門進(jìn)行行包運(yùn)輸?shù)挠行б?guī)定，也不能適應(yīng)貨主對(duì)行包運(yùn)輸時(shí)效性的要求.

1.3 行包運(yùn)到期限確定的基本思路

行包的實(shí)際運(yùn)到時(shí)間受到運(yùn)輸組織模式、在裝卸站的生產(chǎn)作業(yè)過程、中轉(zhuǎn)作業(yè)次數(shù)、經(jīng)由徑路通過能力、列車運(yùn)行速度、運(yùn)送距離等因素影響.根據(jù)運(yùn)輸組織模式將行包運(yùn)輸過程可以分為兩類，其一是采用直達(dá)方式(始發(fā)直達(dá)、行包專列等運(yùn)輸組織模式)的運(yùn)送過程，其二是非直達(dá)，即中轉(zhuǎn)方式的運(yùn)送過程.

直達(dá)行包運(yùn)到時(shí)間，主要包括始發(fā)站停留時(shí)間和在途運(yùn)行時(shí)間；中轉(zhuǎn)行包運(yùn)到時(shí)間，主要包括始發(fā)站停留時(shí)間、中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間和在途運(yùn)行時(shí)間.無論采取哪種運(yùn)輸組織方式，分別通過對(duì)行包在始發(fā)站停留時(shí)間、中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間和在途運(yùn)行時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣統(tǒng)計(jì)分析，找出其變化規(guī)律，建立行包運(yùn)到時(shí)間的擬合方程.在此基礎(chǔ)上，選擇一定置信度水平，建立行包運(yùn)到期限確定方法.

2 抽樣樣本分析

2.1 抽樣方法

選取鐵路行包管理系統(tǒng)中的貨物追蹤信息為調(diào)查對(duì)象，抽樣方法為簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣.隨機(jī)以行包票全票號(hào)的末六位數(shù)字為索引，從2015年4月至2017年4月的行包追蹤信息中隨機(jī)抽出共計(jì)1417批數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括始發(fā)站、到站、運(yùn)價(jià)里程、承運(yùn)制票時(shí)間、始發(fā)車次、裝車時(shí)間、中轉(zhuǎn)站、中轉(zhuǎn)站卸車時(shí)間，中轉(zhuǎn)站裝車時(shí)間、中轉(zhuǎn)站裝車車次、終到站卸車時(shí)間等反映行包實(shí)際運(yùn)輸過程的有關(guān)信息.樣本的始發(fā)、中轉(zhuǎn)、終到站涵蓋了全路18個(gè)鐵路局和集團(tuán)公司.樣本的時(shí)間跨度的覆蓋了三年四個(gè)季度.樣本容量(n)滿足檢驗(yàn)要求的最小數(shù)量[7](n>50).

2.2 樣本篩選

通過樣本分析和對(duì)行包運(yùn)輸實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，個(gè)別數(shù)據(jù)可能由于信息系統(tǒng)錄入或其他原因，導(dǎo)致數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真.為了盡可能保證所研究數(shù)據(jù)的真實(shí)性，有必要對(duì)樣本進(jìn)行篩選.

(1)通過分析技術(shù)速度剔除嚴(yán)重失真數(shù)據(jù).一般來說，以目前的設(shè)施設(shè)備和技術(shù)條件，行包運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)速度應(yīng)分布在一個(gè)合理范圍內(nèi).通過對(duì)抽樣的樣本數(shù)據(jù)分析，技術(shù)速度過高(超過200km/h)或過低(低于30 km/h)均是不合理的，因此有必要對(duì)這類異常的樣本值進(jìn)行剔除.按該條件，剔除了20條異常數(shù)據(jù)，占樣本數(shù)1.4%.這些數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因可能是系統(tǒng)數(shù)據(jù)生成錯(cuò)誤或者由于特殊原因?qū)е碌倪\(yùn)輸過程異常.

(2)通過分析站停時(shí)間異常剔除嚴(yán)重失真數(shù)據(jù).樣本分析發(fā)現(xiàn)，行包運(yùn)輸中在始發(fā)站和中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間長(zhǎng)短取決于車站的行包辦理量、列車到開時(shí)刻、裝卸作業(yè)時(shí)間等因素，也有的由于在運(yùn)輸繁忙期或是自然災(zāi)害、行車事故等原因造成的行包積壓，也會(huì)導(dǎo)致個(gè)別行包在始發(fā)站或中轉(zhuǎn)站超時(shí)停留.因此，行包在站停留時(shí)間長(zhǎng)是正?，F(xiàn)象.但是，樣本分析發(fā)現(xiàn)，有1條樣本數(shù)據(jù)顯示行包在中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間是負(fù)數(shù)，這在實(shí)際中是不合理的，作為異常數(shù)據(jù)預(yù)以剔除.從這方面分析剔除數(shù)據(jù)1條，占樣本數(shù)0.07%.

(3)不可抗力的原因、托運(yùn)人責(zé)任等因素和主觀因素也會(huì)造成行包運(yùn)到時(shí)間異常，但由于這種情況難以判別，并且屬于小概率事件.因此，在樣本篩選中暫不考慮這類數(shù)據(jù)的剔除.

3 行包運(yùn)到時(shí)間的統(tǒng)計(jì)及回歸分析

通過對(duì)實(shí)際的行包運(yùn)輸作業(yè)過程調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，行包的始發(fā)站停留時(shí)間主要受托運(yùn)人發(fā)出行包托運(yùn)請(qǐng)求的時(shí)間、裝運(yùn)行包列車的出發(fā)時(shí)間和辦理行包托運(yùn)時(shí)間等因素影響；行包的中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間主要受中轉(zhuǎn)次數(shù)、列車正點(diǎn)率和到發(fā)時(shí)刻、行包裝卸時(shí)間等因素影響；行包在途運(yùn)行時(shí)間主要與運(yùn)價(jià)里程和裝運(yùn)行包的列車等級(jí)和速度相關(guān).可以通過分析行包在始發(fā)站、中轉(zhuǎn)站的停留時(shí)間，發(fā)現(xiàn)其統(tǒng)計(jì)規(guī)律，確定行包的始發(fā)站、中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間標(biāo)準(zhǔn).行包的在途運(yùn)行時(shí)間主要跟運(yùn)輸距離相關(guān)，一般情況下，運(yùn)輸距離越遠(yuǎn)，行包的在途運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，但是也不一定是目前《鐵路旅客運(yùn)輸規(guī)程》規(guī)定的以400或600 km為單位的分段函數(shù)關(guān)系.運(yùn)用回歸分析理論，在一定的置信度水平下，確定行包在途運(yùn)行時(shí)間與運(yùn)價(jià)里程的相關(guān)關(guān)系，找出其變化規(guī)律，建立函數(shù)關(guān)系模型，能夠得到合理的行包運(yùn)到期限的確定方法.

3.1 行包在始發(fā)站、中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間的統(tǒng)計(jì)分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，行包在始發(fā)站停留時(shí)間累積分布如圖1所示，行包在中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間累積分布如圖2所示.

圖1 始發(fā)站停留時(shí)間的累積分布

圖2 中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間的累積分布

可以看到，樣本內(nèi)84.9%的始發(fā)站停留時(shí)間、93.93%的中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間在1日以內(nèi)，根據(jù)實(shí)際鐵路行包運(yùn)輸過程，可以認(rèn)為行包在始發(fā)站、每個(gè)中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間為1日是正常的行包作業(yè)過程，可以作為行包的始發(fā)站、中轉(zhuǎn)站停留時(shí)間標(biāo)準(zhǔn).

3.2 行包在途運(yùn)行時(shí)間的回歸分析

假定行包在途運(yùn)行時(shí)間(T)與計(jì)價(jià)運(yùn)輸距離(Li)的回歸關(guān)系為：T=f(Li)+ε，其中Li是可以精確測(cè)定并可控制的變量，f(Li)是T對(duì)Li的回歸方程，且存在多階可微；ε是隨機(jī)誤差，且E(ε)=0，Var(ε)=σ2；那么總存在T關(guān)于Li的一元回歸方程.設(shè)T的回歸模型為：

T=β0+β1Li+ε

(1)

3.2.1 回歸分析步驟

(1)在給定的樣本基礎(chǔ)上，按最小二乘法，求出β0，β1，得到相應(yīng)的回歸方程：

(2)

(2)計(jì)算決定系數(shù)(R2)和復(fù)相關(guān)系數(shù)(R).對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性分析，一般R2、R越接近1，回歸方程的擬合優(yōu)度越高.當(dāng)然，擬合優(yōu)度并不是檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?yōu)劣的唯一標(biāo)準(zhǔn).

R2=S回/S總

R=(S回/S總)1/2

(3)

(3)進(jìn)行回歸方程的顯著性檢驗(yàn).假設(shè)H0:β1=0，如果H0被接受，則表明式(2)不合適，根據(jù)回歸方程顯著性檢驗(yàn)理論[7]，計(jì)算F統(tǒng)計(jì)量：

(4)

在給定顯著性檢驗(yàn)的可靠度(1-α)條件下(一般認(rèn)為α取0.05符合現(xiàn)實(shí)要求)，查F分布表，得臨界值Fα；如果F>Fα，則拒絕H0，認(rèn)為回歸效果是顯著的；否則認(rèn)為回歸關(guān)系不顯著.

(4)確定預(yù)測(cè)區(qū)間上限函數(shù).預(yù)測(cè)區(qū)間是預(yù)測(cè)區(qū)間上限函數(shù)(UPL)與預(yù)測(cè)區(qū)間下限函數(shù)(LPL)包含的數(shù)據(jù)區(qū)域.在給定置信水平(1-α=0.95)下，得到的預(yù)測(cè)區(qū)間為：

考慮到目前的鐵路行包運(yùn)輸成本和逾期賠付機(jī)制，將預(yù)測(cè)區(qū)間上限函數(shù)(UPL)應(yīng)用于行包在途運(yùn)行時(shí)間的確定是比較合理的.

3.2.2 行包在途運(yùn)行時(shí)間的回歸分析

(1)回歸方程

運(yùn)用Origin軟件，對(duì)樣本的行包在途運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行回歸分析，樣本散點(diǎn)和擬合曲線見圖3，得到T的回歸方程為：

(5)

(2)樣本決定系數(shù)(R2)和復(fù)相關(guān)系數(shù)(R)

依據(jù)樣本和回歸方程式(5)，按式(3)定義得到：

n=1397，S殘=194.94，S回=352.91，S總=547.85，R2=0.64，R=0.80.

從回歸分析結(jié)果看，樣本的復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.8，一方面可以看出全路相同運(yùn)輸距離的行包在途運(yùn)行時(shí)間的變化范圍較大，另一方面也體現(xiàn)了行包在途運(yùn)行時(shí)間與運(yùn)價(jià)里程這一單因素的關(guān)聯(lián)性特征.

(3)回歸方程的顯著性檢驗(yàn)

依據(jù)樣本和回歸方程式(5)，回歸自變量個(gè)數(shù)(p)為2；按式(4)可計(jì)算出：

在給定顯著性檢驗(yàn)的可靠度1-α=0.95條件下，查F分布表，得臨界值F0.05(2,1394)=3.0；顯然F>F0.05，拒絕H0，即回歸方程(式5)的回歸效果顯著.

圖3 樣本散點(diǎn)和擬合曲線

(4)95%預(yù)測(cè)區(qū)間上限函數(shù)的確定

根據(jù)擬合曲線得到的擬合方程式(5)，在95%的置信度水平下，得到的預(yù)測(cè)區(qū)間上限函數(shù)為：

(6)

因此，在95%置信水平條件下，行包在途運(yùn)行時(shí)間上限值可由式(6)確定.

4 鐵路行包運(yùn)到期限的確定

我國(guó)鐵路發(fā)展早期，鐵路行包運(yùn)輸中行李運(yùn)輸占有一定的比例，而且行李運(yùn)輸一般較包裹運(yùn)輸速度快.現(xiàn)行的《鐵路旅客運(yùn)輸規(guī)程》把行李和包裹分開確定運(yùn)到期限.隨著人們出行方式的改變，目前，行李運(yùn)量?jī)H占2%左右，而且呈逐年遞減趨勢(shì).建議對(duì)于行包運(yùn)到期限的確定，不再區(qū)分行李、包裹.按照同樣的時(shí)限標(biāo)準(zhǔn)承諾行包的運(yùn)到期限.

根據(jù)上述統(tǒng)計(jì)和回歸分析方法，結(jié)合我國(guó)鐵路行包運(yùn)輸生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備條件和運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)組織的特點(diǎn)，認(rèn)為現(xiàn)行《鐵路旅客運(yùn)輸規(guī)程》對(duì)運(yùn)到期限的規(guī)定明顯偏大.建議按照數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果確定的方法，對(duì)現(xiàn)行鐵路行包運(yùn)到期限進(jìn)行調(diào)整.

調(diào)整后的行包運(yùn)到期限按下式確定：

T=x+n+|f(Li)|

(7)

其中:T為行包運(yùn)到期限；x為行包始發(fā)站停留時(shí)間，x=1；n為行包中轉(zhuǎn)次數(shù)；f(Li)為行包在途運(yùn)行時(shí)間的95%預(yù)測(cè)區(qū)間上限函數(shù)， “ 「? ”為向上取整函數(shù).

由式(6)得：

(8)

由式(8)得到直達(dá)行包運(yùn)到期限的確定方法，如表1所示.

表1 直達(dá)行包運(yùn)到期限確定方法

此外，中轉(zhuǎn)行包每中轉(zhuǎn)一次，運(yùn)到期限需在此基礎(chǔ)上額外增加1日.

根據(jù)我國(guó)鐵路行包運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況，為了使該方法更簡(jiǎn)潔明了，易于推行，可對(duì)鐵路行包運(yùn)到期限簡(jiǎn)化規(guī)定：行包運(yùn)到期限以運(yùn)價(jià)里程計(jì)算.從承運(yùn)日起，400 km以內(nèi)為2日；超過400 km、不足2 000 km為3日；超過2 000 km、不足4 000 km為4日；超過4 000 km時(shí)，一律按5日計(jì)算.行包在途徑車站每中轉(zhuǎn)一次，行包運(yùn)到期限還需額外增加1日.

以直達(dá)行包為例，現(xiàn)行和調(diào)整后的行包運(yùn)到期限對(duì)比見圖4.

圖4 現(xiàn)行和調(diào)整后的行包運(yùn)到期限對(duì)比

由圖4可以看到，調(diào)整后的行包運(yùn)到期限曲線不僅能夠基本涵蓋了抽樣樣本內(nèi)行包實(shí)際運(yùn)到時(shí)間的絕大多數(shù)散點(diǎn)，而且，與現(xiàn)行《鐵路旅客運(yùn)輸規(guī)程》規(guī)定的運(yùn)到期限相比，調(diào)整后的運(yùn)到期限確定方法更符合鐵路行包運(yùn)輸實(shí)際，也更能體現(xiàn)行包運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效性.

與現(xiàn)行《鐵路旅客運(yùn)輸規(guī)程》規(guī)定的行包運(yùn)到期限相比，同等里程范圍內(nèi)，調(diào)整后的運(yùn)到期限確定方法縮短的運(yùn)到期限日數(shù)見表2.

表2 調(diào)整后的運(yùn)到期限確定方法縮短的日數(shù)

綜上，與現(xiàn)行規(guī)定相比，調(diào)整后的行包運(yùn)到期限更能反映我國(guó)鐵路行包運(yùn)輸實(shí)際，而且具有顯著的時(shí)效性優(yōu)勢(shì).

5 結(jié)論

本文通過統(tǒng)計(jì)分析，利用回歸分析的方法得到行包在途運(yùn)行時(shí)間的回歸方程，建立一定置信水平下的行包運(yùn)到期限計(jì)算方法，得到更為科學(xué)合理的鐵路行包運(yùn)到期限的確定方法.一方面，為行包運(yùn)到期限的預(yù)報(bào)或估計(jì)提供科學(xué)理論依據(jù)；另一方面，與現(xiàn)行《鐵路旅客運(yùn)輸規(guī)程》規(guī)定的運(yùn)到期限相比，本文得出的運(yùn)到期限確定方法更符合鐵路行包運(yùn)輸實(shí)際，也更能體現(xiàn)行包運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效性.此外，還可以通過改變行包在途運(yùn)行時(shí)間上限函數(shù)的置信區(qū)間，調(diào)整行包按期到達(dá)的可靠性.

需要注意的是，數(shù)據(jù)分析建立在有限的行包追蹤信息樣本基礎(chǔ)之上，由于受到樣本容量的影響，數(shù)據(jù)分析的精度可能會(huì)受到一定程度的影響.