白 杰

(中國(guó)鐵路國(guó)際有限公司 中國(guó)鐵路公司，北京 100055 )

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，社會(huì)貨運(yùn)需求快速增長(zhǎng)，而鐵路貨運(yùn)市場(chǎng)占有率卻持續(xù)走低[1]。在鐵路貨運(yùn)組織改革后，高鐵快運(yùn)、行包快運(yùn)、零散快運(yùn)等貨運(yùn)產(chǎn)品推入市場(chǎng)將對(duì)整個(gè)貨運(yùn)市場(chǎng)產(chǎn)生影響，與其他運(yùn)輸方式的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系將發(fā)生變化，鐵路在整個(gè)貨運(yùn)市場(chǎng)的市場(chǎng)分擔(dān)率劃分值得深入研究。因此，通過(guò)利用 Nested Logit 模型，不僅可以較好地解決交通方式劃分計(jì)算問(wèn)題，而且可以對(duì)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品分擔(dān)率做出預(yù)測(cè)和計(jì)算[2-3]。

1 基于NL模型的貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)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(jìn)模型，又被稱為分層 Logit 模型、巢式 Logit模型。當(dāng)遇到不同選擇方案之間具有相關(guān)性，而且必須考慮這種相關(guān)性時(shí)，NL 模型能夠很好的解決此類問(wèn)題[4]。一般 NL 模型結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1 所示。

記一層虛擬選擇枝為運(yùn)輸方式，二層選擇枝為運(yùn)輸方式所對(duì)應(yīng)的貨運(yùn)產(chǎn)品。貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)率，即不同貨運(yùn)方式的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系可以抽象為：一個(gè)貨物有n種運(yùn)輸方式的選擇方案，對(duì)于第i種運(yùn)輸方式中又可以分為ki種貨運(yùn)產(chǎn)品，且選擇方案各組間具有相關(guān)性。記Ai(i= 1，2，…，n)為第i種運(yùn)輸方式，Aij(j= 1，2，…，ki) 為第i種運(yùn)輸方式的第j種貨運(yùn)產(chǎn)品。

1.2 基于NL模型的貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)率研究

貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)率是貨流在多種交通運(yùn)輸方式之間的分布概率，表明各種交通運(yùn)輸方式所占有的市場(chǎng)份額。主要從分擔(dān)率影響因素與分擔(dān)率模型 2 個(gè)方面進(jìn)行研究。

圖1 一般NL模型結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 The structure diagram of NL model

1.2.1 市場(chǎng)分擔(dān)率影響因素

（1）旅行時(shí)間。鐵路貨物旅行時(shí)間是貨物從一個(gè)地點(diǎn)位移至另一個(gè)地點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間。大宗貨物一般對(duì)于旅行時(shí)間并不苛求，而高附加值的運(yùn)輸產(chǎn)品卻對(duì)旅行時(shí)間十分敏感，如鮮肉、海鮮等食品，過(guò)長(zhǎng)的旅行時(shí)間會(huì)影響食品的新鮮程度甚至導(dǎo)致腐敗。

（2）運(yùn)輸價(jià)格。鐵路貨運(yùn)價(jià)格包括途中運(yùn)輸費(fèi)用、車站裝卸費(fèi)和其他附加作業(yè)費(fèi)。依據(jù)運(yùn)輸特點(diǎn)和條件的不同，還有聯(lián)運(yùn)運(yùn)價(jià)、專程運(yùn)價(jià)、特種貨物運(yùn)價(jià)，以及區(qū)域運(yùn)價(jià)等[5]貨運(yùn)價(jià)格，一般受到貨物的性質(zhì)及數(shù)量、貨物的始發(fā)地和目的地、訂約日期、解約日期、裝貨準(zhǔn)備完成日期、所使用的車輛及其他因素的影響[6]。如果運(yùn)輸價(jià)格較高，雖然單位運(yùn)量的經(jīng)濟(jì)收益較高，但也會(huì)損失部分貨源；如果運(yùn)輸價(jià)格較低，雖然能夠吸引更多貨源，但是會(huì)造成單位運(yùn)量經(jīng)濟(jì)收益的損失。因此，制定合理的運(yùn)輸價(jià)格是鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重中之重。

（3）延誤時(shí)間。根據(jù)調(diào)查顯示[7-8]，貨運(yùn)延誤時(shí)間程度對(duì)商家和顧客都有很大的影響，尤其是顧客會(huì)將托運(yùn)物品的實(shí)際到達(dá)時(shí)間作為一個(gè)重要衡量貨運(yùn)產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量的因素。托運(yùn)物品的實(shí)際到達(dá)時(shí)間主要受貨物旅行時(shí)間和延誤時(shí)間 2 個(gè)因素影響，而作為承擔(dān)物品運(yùn)輸?shù)蔫F路企業(yè)貨運(yùn)部門，根據(jù)線路實(shí)際運(yùn)輸能力和運(yùn)輸需求安排相應(yīng)的時(shí)刻表，但由于鐵路客運(yùn)先行和貨物配送的實(shí)際情況，很難避免出現(xiàn)貨運(yùn)產(chǎn)品延誤的現(xiàn)象。

1.2.2 貨運(yùn)產(chǎn)品分擔(dān)率模型

（1）貨運(yùn)產(chǎn)品及運(yùn)輸方式選擇效用。根據(jù) Logit模型，貨運(yùn)產(chǎn)品Aij的選擇效用VAij可以表示為

式中：θ為效用系數(shù)；XAij為選擇Aij貨運(yùn)產(chǎn)品的特性向量；θm為第m個(gè)模糊特性變量的效用系數(shù)；xAij,m為選擇Aij貨運(yùn)產(chǎn)品的第m個(gè)模糊特性變量值。

Ai運(yùn)輸方式的選擇效用VAi可表示為

（2）貨運(yùn)產(chǎn)品及運(yùn)輸方式分擔(dān)率。選擇Ai運(yùn)輸方式的概率PAi可表示為

根據(jù) NL 模型原理，在Ai運(yùn)輸方式下Aij運(yùn)輸產(chǎn)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(yùn)產(chǎn)品Aij的概率為

利用 TransCAD 軟件中的交通方式劃分功能對(duì)效用函數(shù)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，根據(jù)標(biāo)定后的模型進(jìn)行計(jì)算。

2 案例分析

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

設(shè)定貨運(yùn)方式為 3 種：鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸和航空運(yùn)輸。貨運(yùn)產(chǎn)品為 6 種，其中鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品 4 種：高鐵快遞、行包快運(yùn)、零散快運(yùn)、普通貨物運(yùn)輸；公路 1 種：汽車貨物運(yùn)輸；航空運(yùn)輸 1 種：航空貨物運(yùn)輸。設(shè)定貨運(yùn)產(chǎn)品選擇過(guò)程中，影響其決策的因素不變。選取旅行時(shí)間、延誤時(shí)間和運(yùn)輸價(jià)格 3 個(gè)因素表示某種貨運(yùn)產(chǎn)品的效用?，F(xiàn)有北京至上海貨運(yùn)產(chǎn)品特性變量值數(shù)據(jù)如表 1 所示。

表1 現(xiàn)有北京至上海貨運(yùn)產(chǎn)品特性變量值數(shù)據(jù)表Tab.1 Characteristic variables data of existing Beijing to Shanghai railway freight products

2.2 貨運(yùn)產(chǎn)品分擔(dān)率計(jì)算

2.2.1 參數(shù)設(shè)置

由公式 ⑴，設(shè)m= 3，選擇θ1為旅行時(shí)間、θ2為運(yùn)輸價(jià)格、θ3為延誤時(shí)間作為貨運(yùn)產(chǎn)品分擔(dān)率計(jì)算的參數(shù)。根據(jù)目前北京至上海貨運(yùn)市場(chǎng)各種貨物的運(yùn)輸方式選擇實(shí)際調(diào)查統(tǒng)計(jì)和表 1 中所有貨運(yùn)產(chǎn)品的特性變量值對(duì)模型相關(guān)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。利用 TransCAD中的交通方式劃分功能對(duì)效用函數(shù)的 3 種參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，3 種參數(shù)在貨運(yùn)產(chǎn)品選擇層和貨運(yùn)方式選擇層的估計(jì)值用于貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)率的計(jì)算中。首先對(duì)下層 (貨運(yùn)產(chǎn)品選擇層) 參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，貨運(yùn)產(chǎn)品選擇層(下層) 參數(shù)估計(jì)結(jié)果如表 2 所示；然后對(duì)上層 (貨運(yùn)方式) 參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，貨運(yùn)方式選擇層 (上層) 參數(shù)估計(jì)結(jié)果如表 3 所示。鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品Aij中，i= 1；j= 1，2，3，4。根據(jù)公式⑴ 和公式 ⑶，可得貨運(yùn)產(chǎn)品 (下層) 與運(yùn)輸方式 (上層) 的效用如表 4 所示。

表2 貨運(yùn)產(chǎn)品選擇層(下層)參數(shù)估計(jì)結(jié)果Tab.2 The results of freight product selection layer (lower)param eter estimation

表3 貨運(yùn)方式選擇層(上層)參數(shù)估計(jì)結(jié)果Tab.3 The results of freight product selection layer (upper)param eter estimation

根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論，t 檢驗(yàn)值的絕對(duì)值大于 1.65，且參數(shù)符號(hào)正確，則以上影響因素對(duì)出行選擇行為產(chǎn)生影響的置信度為 95%，模型擬合結(jié)果符合要求。

2.2.2 貨運(yùn)產(chǎn)品分擔(dān)率計(jì)算

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

表4 貨運(yùn)產(chǎn)品(下層)與運(yùn)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(yùn)產(chǎn)品及運(yùn)輸方式分擔(dān)率。根據(jù)公式 ⑵至公式 ⑷，可得各運(yùn)輸方式貨運(yùn)分擔(dān)率；根據(jù)公式⑸，可得各貨運(yùn)產(chǎn)品的分擔(dān)率。貨運(yùn)產(chǎn)品及其相應(yīng)運(yùn)輸方式的分擔(dān)率計(jì)算結(jié)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(shí)間、運(yùn)輸價(jià)格、延誤時(shí)間 3 個(gè)影響因素進(jìn)行分析，當(dāng)這些影響因素分別發(fā)生變化時(shí)，鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品分擔(dān)率的變化情況，作為貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的參考依據(jù)[8]。假設(shè)鐵路普通貨運(yùn)、公路運(yùn)輸和航空運(yùn)輸?shù)穆眯袝r(shí)間、運(yùn)輸價(jià)格和延誤時(shí)間不變，其產(chǎn)品特性變量值數(shù)據(jù)如表 1 所示。

（1）旅行時(shí)間。根據(jù)現(xiàn)有的貨物列車情況，設(shè)計(jì)產(chǎn)品投放市場(chǎng)的旅行時(shí)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(shè)延誤時(shí)間為 12 h，運(yùn)輸價(jià)格為 10 元/kg 的新型貨運(yùn)產(chǎn)品，利用 NL 模型計(jì)算旅行時(shí)間變化對(duì)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)率影響如表 6 所示。

表5 貨運(yùn)產(chǎn)品及其相應(yīng)運(yùn)輸方式的分擔(dān)率Tab.5 Choice probability of existing freight modes and products

表6 旅行時(shí)間變化對(duì)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)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(shí)間的縮短鐵路貨運(yùn)市場(chǎng)的分擔(dān)率和貨運(yùn)產(chǎn)品的市場(chǎng)分擔(dān)率都隨之增加。

（2）運(yùn)輸價(jià)格。根據(jù)鐵路 95306 貨運(yùn)平臺(tái)快運(yùn)運(yùn)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與貨運(yùn)市場(chǎng)調(diào)研情況，設(shè)計(jì)產(chǎn)品投放市場(chǎng)的運(yùn)輸價(jià)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(shè)延誤時(shí)間為 12 h，旅行時(shí)間為 12.18 h 的新型貨運(yùn)產(chǎn)品。利用 NL 模型的計(jì)算運(yùn)輸價(jià)格變化對(duì)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)率影響如表 7 所示。

從表中數(shù)據(jù)可以得出，隨著運(yùn)輸價(jià)格的降低鐵路貨運(yùn)市場(chǎng)的分擔(dān)率和貨運(yùn)產(chǎn)品的市場(chǎng)分擔(dān)率都隨之增加。

（3）延誤時(shí)間。設(shè)計(jì)產(chǎn)品投放市場(chǎng)的延誤時(shí)間取值分別為 6 h、12 h、24 h、48 h，其他 2 種特征值不變，設(shè)旅行時(shí)間為 12.18 h，運(yùn)輸價(jià)格為 10 元/kg 的新型貨運(yùn)產(chǎn)品。利用 NL 模型的計(jì)算的延誤時(shí)間變化對(duì)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)率影響結(jié)果如表 8 所示。

表7 運(yùn)輸價(jià)格變化對(duì)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)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(shí)間變化對(duì)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)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(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)率對(duì)延誤時(shí)間的敏感度較高，當(dāng)貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)的延誤時(shí)間和公路運(yùn)輸是同一水平時(shí)，這種貨運(yùn)產(chǎn)品具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，將占據(jù)大部分貨運(yùn)市場(chǎng)份額。但是，隨著延誤時(shí)間的增加鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品所占的市場(chǎng)份額將迅速減少，當(dāng)延誤時(shí)間達(dá)到 24 h 和 48 h 時(shí)，這種鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品幾乎不能增加對(duì)鐵路的市場(chǎng)分擔(dān)率。

3 結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的貨運(yùn)市場(chǎng)，在貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)層面對(duì)貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)率進(jìn)行研究，通過(guò)利用 NL模型，綜合考慮旅行時(shí)間、運(yùn)輸價(jià)格和延誤時(shí)間這 3種因素對(duì)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)率的影響，構(gòu)建較為精確合理的鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)率模型，能夠?yàn)殍F路貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化調(diào)整提供新的思路和科學(xué)方法。下一步研究將深入至整個(gè)貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)貨運(yùn)產(chǎn)品市場(chǎng)分擔(dān)率及鐵路各貨運(yùn)產(chǎn)品在不同運(yùn)距范圍內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行對(duì)比。

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