李世琦，郎茂祥，于雪嶠，盧 越，李成立

(1.北京交通大學 a.交通運輸學院， b.綜合交通運輸大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)交通運輸行業(yè)重點實驗室，北京 100044；2.中國鐵道科學研究院集團有限公司 運輸及經(jīng)濟研究所，北京 100081；3.吉林省白城市洮北區(qū)保障性住房管理中心，吉林 白城 137000)

隨著我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展，交通運輸業(yè)提出以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，減少公路運輸量，增加鐵路運輸量.鐵路提升貨運服務(wù)水平，深化運價市場化改革，公路強化貨運車輛超限超載治理，加快促進物流運輸節(jié)能減排，以保障交通運輸行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展.與此同時，2018年中華人民共和國國務(wù)院辦公廳發(fā)布國辦發(fā)〔2018〕91號《推進運輸結(jié)構(gòu)調(diào)整三年行動計劃(2018—2020年)》[1]，明確要求到2020年，全國貨物運輸結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)化，鐵路貨物運輸量顯著提高，將京津冀及周邊地區(qū)打造成為全國運輸結(jié)構(gòu)調(diào)整示范區(qū).與2017年相比，全國鐵路貨運量增加11億t，增長了30%，其中京津冀及周邊地區(qū)增長40%，為全國之最.

商品車運輸是我國運輸市場的重要組成部分，相比于一般貨物運輸，商品車運輸是一種復雜程度較高的運輸活動.商品車屬于高附加值貨物，其對于運輸?shù)陌踩?、時效性、可靠性具有較高的要求，且由于商品車的特殊性，需要專用的載運工具進行運輸.

近年來，我國商品車物流取得了長足進步，但與快速增長的商品車產(chǎn)銷量及其物流需求相比，還存在成本居高不下，運輸方式較為單一，鐵路市場占有率偏低等問題，究其根源是由于商品車物流資源配置不夠優(yōu)化，各種資源未能充分整合運用.在推進運輸結(jié)構(gòu)調(diào)整背景下，以京津冀地區(qū)為例，研究商品車鐵路運輸?shù)母偁幜?，對提升商品車鐵路運輸市場分擔率，增加鐵路貨運量，促進商品車物流高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義.

國內(nèi)外學者在運輸市場競爭力方面進行了大量研究，張戎等[2]選取費用、時間和可靠性為效用函數(shù)特性變量，構(gòu)建了多項Logit模型，通過影響因素彈性分析，得出貨運可靠性對貨運方式選擇更為敏感的結(jié)論.趙丹等[3]從出行鏈的角度出發(fā)，研究多方式誘導信息對通勤出行方式選擇的影響，建立了綜合考慮尺度系數(shù)差異、非顯化異質(zhì)性效應(yīng)和參照依賴效應(yīng)的Mixed Logit模型，并設(shè)計仿真方法求解.Talebian等[4]基于多項Logit模型，分析了公路、公鐵聯(lián)運與公水聯(lián)運之間的競爭關(guān)系，指出運輸可靠性和運輸成本的影響最顯著.項昀等[5]以貨運方式分擔率分析為基礎(chǔ)，提出基于分擔率函數(shù)的優(yōu)勢運距量化分析方法，分別構(gòu)建了公路、鐵路、水路和航空4種貨運方式的絕對運距模型與相對優(yōu)勢運距模型.Larranaga等[6]通過構(gòu)建MNL及混合Logit模型，分析公路直達、公鐵聯(lián)運和水公聯(lián)運之間的競爭情況，認為運輸時間和成本是主要影響因素.唐繼孟[7]基于公鐵聯(lián)運和公路直達的廣義費用函數(shù)，構(gòu)建了多式聯(lián)運競爭力模型，分析了公路直達基本運價、公鐵聯(lián)運接駁費率等8個因素對公鐵聯(lián)運競爭力的影響.蔣曉丹等[8]將港口費用、等待時間、班輪頻率、貨物價值等9個因素作為效用變量，構(gòu)建了上層進行港口選擇、下層進行運輸方式及陸港選擇的巢式Logit模型.于雪嶠等[9]從運輸路徑和運輸方式兩個維度進行研究，建立了以總費用最低為目標的多式聯(lián)運路徑優(yōu)化模型，論證了多式聯(lián)運相較單一運輸方式在運輸時間與費用上的優(yōu)越性.姚恩建等[10]通過構(gòu)建貨車的公路路徑選擇NL(Nes ted Logit)模型，分析了高速公路擁擠路段不同收費費率對貨車車輛路徑選擇行為的影響.趙鵬等[11]將列車運行時間、票價、發(fā)車時段及車上服務(wù)水平等因素作為特征變量,分別構(gòu)建不考慮個體異質(zhì)性、考慮個體可觀測異質(zhì)性和考慮個體完整異質(zhì)性的不同Logit模型，分析旅客選擇行為的影響因素.

在既有研究中，對貨運方式的選擇大多未明確具體貨物品類，而不同貨物品類對于運輸費用、時間等的要求有所區(qū)別.盡管近年來商品車運輸市場逐漸擴大，但針對其運輸市場結(jié)構(gòu)的研究相對較少.本文作者選取商品車運輸為研究對象，考慮商品車運輸在快速、準時、安全方面的高要求及對載運工具的特殊要求，應(yīng)用隨機效用理論，基于廣義費用構(gòu)建商品車鐵路運輸競爭力模型，并以京津冀地區(qū)為例，計算商品車鐵路運輸?shù)膬?yōu)勢運距，分析有關(guān)因素對商品車鐵路運輸競爭力的影響，從而提出提升商品車鐵路運輸競爭力的措施與建議.

1 商品車鐵路運輸競爭力模型構(gòu)建

1.1 影響因素的選取

長期以來，我國商品車運輸主要依靠公路運輸，鐵路及水路運量相對較小.商品車水路運輸具有價格低廉的優(yōu)點，但也受到地域范圍的限制，且時效性較差.總體而言，在商品車運輸市場上，主要是鐵路運輸與公路運輸?shù)母偁?本文以京津冀地區(qū)為例，在公路治超新形勢下，以“公轉(zhuǎn)鐵”為目標，旨在提升鐵路商品車運輸?shù)氖袌龈偁幜?，以擴大商品車鐵路運輸?shù)氖袌龇蓊~，故本文主要研究商品車公、鐵運輸之間的競爭.

對于公路、鐵路兩種運輸方式，商品車產(chǎn)銷商、消費者以及政府所關(guān)心的問題是不同的.產(chǎn)銷商看重的是低成本、零損耗和高質(zhì)量的運輸服務(wù)；消費者更關(guān)注商品車運輸?shù)目焖?、準時到達及完好的車況；政府部門關(guān)心的則是運輸資源的合理利用及減少對環(huán)境產(chǎn)生的影響等.因此，兼顧產(chǎn)銷商、消費者和社會公共利益，且考慮到商品車鐵路運輸和公路運輸在安全性和可靠性方面差別不大，本文選取經(jīng)濟性、時效性、環(huán)保性三個方面的因素，研究商品車鐵路和公路運輸?shù)母偁幜?

對于經(jīng)濟性的取值，主要考慮商品車“門到門”運輸?shù)目傎M用.采用鐵路運輸方式時，商品車“門到門”運輸過程包括：從商品車出廠到裝上鐵路貨車的“兩裝一卸”前端(商品車裝上公路車輛運到鐵路車站卸下，再裝上鐵路貨車)，中間的鐵路運輸環(huán)節(jié)，再到商品車從鐵路貨車卸下到4S店的“兩卸一裝”后端(商品車從鐵路貨車卸下，裝上公路車輛運到4S店卸下).因此，其“門到門”運輸總費用包括公路接取送達費，鐵路干線運輸費及裝卸搬運等作業(yè)費；采用公路運輸方式時，“門到門”運輸總費用由公路全程運費及兩端裝卸搬運作業(yè)費構(gòu)成.

對于時效性的取值，主要考慮商品車“門到門”運輸全過程所用的總時間.包括發(fā)送作業(yè)時間、運輸作業(yè)時間、到達作業(yè)時間等.

對于環(huán)保性的取值，主要考慮不同運輸方式在運輸全過程所產(chǎn)生的碳排放量.本文以一批商品車為單位，計算其運輸全過程的平均碳排放量.

1.2 廣義費用函數(shù)構(gòu)建

不同運輸方式商品車運輸競爭力是指不同運輸方式為了盈利而爭奪市場份額時所表現(xiàn)出的一種狀態(tài)與能力.競爭的目的是與其他運輸方式競爭有限的市場份額，從而擴大自己的盈利以更好的生存.因此，商品車鐵路運輸作為鐵路企業(yè)的一種運輸產(chǎn)品，與商品車公路運輸存在直接競爭關(guān)系，商品車鐵路運輸競爭力最直接的體現(xiàn)為其所占的市場份額，就是在與商品車公路運輸競爭中，鐵路運輸占據(jù)的市場份額，即商品車鐵路運輸?shù)氖袌龇謸?

如前所述，本文選定經(jīng)濟性、時效性和環(huán)保性作為影響公路和鐵路商品車運輸競爭力的主要因素.由于在未加干預調(diào)控的運輸市場中，環(huán)保性因素一般并不被企業(yè)所關(guān)注，因此，為進一步了解企業(yè)在公路和鐵路商品車運輸中的選擇，將是否考慮環(huán)保性作為兩種情形進行對比.因為經(jīng)濟性、時效性和環(huán)保性之間相互獨立，對運輸方式的競爭力均會產(chǎn)生一定的影響，故采用加法運算規(guī)則構(gòu)建廣義費用函數(shù)，則商品車運輸廣義費用可表示為

(1)

(2)

1.3 商品車鐵路運輸競爭力模型構(gòu)建

托運人對商品車的公路或鐵路運輸有一個感知效用，其隨機效用可以表示為

Um=Vm+εm

(3)

式中：Um為托運人選擇運輸方式m而獲得的收益；Vm為已知影響因素及作用關(guān)系構(gòu)成的確定效用；εm為未知影響因素構(gòu)成的隨機項.

對于運輸方式m的確定效用Vm，可以用其廣義費用的相反數(shù)來表示，即

Vm=-Gm

(4)

式中：Gm為第m種運輸方式的廣義費用.

根據(jù)隨機效用理論，托運人選擇感知效用最大的運輸方式，由于感知效用具有隨機性，托運人的運輸方式選擇問題實際上是一個概率問題，即

Pm=Pr(Um≥Un,m≠n)

(5)

式中：Pm為托運人選擇運輸方式m的概率.

Pm具有性質(zhì)

0≤Pm≤1,且∑Pm=1

(6)

假設(shè)隨機項εm相互獨立且服從Gumbel函數(shù)分布，則運輸方式m的選擇概率Pm采用MNL模型計算為

(7)

式中：θ是待標定參數(shù)，可以看作度量托運人對整個網(wǎng)絡(luò)的熟悉程度；Gi為第i種運輸方式的廣義費用.

某一種運輸方式被選擇的概率和其他運輸方式的效用函數(shù)的差值相關(guān)，當效用函數(shù)過大時，將出現(xiàn)不符合實際的結(jié)果，為了避免效用函數(shù)過大引起的偏差，故本文采用相對效用表示選擇概率，將模型改進為

(8)

式中：Gmin為商品車鐵路和公路運輸中廣義費用的較小值.

以式(8)中改進的MNL模型計算不同運輸方式的選擇概率來體現(xiàn)市場分擔率.通過調(diào)研現(xiàn)階段京津冀地區(qū)商品車的公鐵運輸分擔率，標定模型中的未知參數(shù)，而后運用MNL模型對不同的影響因素進行靈敏度分析，以判斷各因素對分擔率的影響程度，進而提出提升商品車鐵路運輸市場分擔率的措施及建議.

2 商品車鐵路運輸優(yōu)勢運距計算

根據(jù)對京津冀地區(qū)商品車鐵路和公路運輸?shù)南嚓P(guān)調(diào)研，得到相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)，見表1.

表1 相關(guān)參數(shù)

表1中，Z的取值：鐵路運輸商品車采用JSQ6型汽車專用車，其實際裝重量平均為22 t/11臺車，考慮商品車運輸裝載要求的特殊性等原因，鐵路規(guī)定一輛JSQ6的計費重量為100 t；M的取值：商品車均價取200 000元/臺，單位計費重量商品車價值為22 000元/t；VOT的取值：11臺商品車1 d的時間成本.

當考慮環(huán)保性對于公路和鐵路商品車運輸競爭力的影響時，商品車鐵路運輸廣義費用的計算方法為

(9)

C1=C1ZX+C1DB+C1GX

(10)

C1ZX=ctzx·Z×2

(11)

(12)

(13)

VOT=M·d·Z

(14)

T1=tfd+tdb+L/vt

(15)

E1=et·L·Z

(16)

式中：C1ZX為鐵路裝卸費，元；C1DB為鐵路短駁運費，元；C1GX為鐵路干線運輸費，元；L為干線運輸距離，km.

商品車公路運輸廣義費用的計算方法為

(17)

C2=C2ZX+C2GX

(18)

C2ZX=cgzx·Z×2

(19)

C2GX=cg·L·Z

(20)

T2=tfd+L/vg

(21)

E2=eg·L·Z

(22)

式中：C2ZX代表公路裝卸費，元；C2GX為公路全程運費，元.

取干線運輸距離L為待定變量，將表1中參數(shù)代入式(9)～式(22)中，可得：當L=391.53 km時，兩種運輸方式的廣義費用相同；當0391.53 km 時，鐵路具有競爭優(yōu)勢，且隨著運距的增加，鐵路運輸優(yōu)勢越發(fā)明顯.

當不考慮環(huán)保性對于公路和鐵路商品車運輸競爭力的影響時，商品車鐵路運輸廣義費用的計算方法為

(23)

商品車公路運輸廣義費用的計算方法為

(24)

取干線運輸距離L為待定變量，將表1中參數(shù)代入式(10)～式(15)、式(18)～式(21)、式(23)～式(24)中，可得：當L=400.45 km時，兩種運輸方式的廣義費用相同；當0400.45 km時，鐵路具有競爭優(yōu)勢，且隨著運距的增加，鐵路運輸優(yōu)勢越發(fā)明顯.

由以上分析可知，當考慮環(huán)保性時，鐵路的優(yōu)勢運距范圍相較于不考慮環(huán)保性擴大了8.92 km，公鐵優(yōu)勢運距的臨界值在390～400 km左右，但同時也證明了當考慮到運輸所帶來的環(huán)境影響及社會公共利益時，鐵路更具優(yōu)勢.

3 競爭力模型的標定及影響因素分析

3.1 商品車鐵路和公路廣義費用的組成

不同干線運輸距離和短駁取送距離組合下，商品車鐵路和公路運輸?shù)膹V義費用會產(chǎn)生較大變化.基于第2章考慮經(jīng)濟性、時效性、環(huán)保性的相關(guān)參數(shù)取值，分析鐵路和公路運輸廣義費用各部分占比情況，其編號見表2.

表2 商品車鐵路和公路運輸廣義費用各組成部分的編號Tab.2 Number of the components of the generalized cost of commercial vehicles in railway and road transportation

在不同運距組合下，分別計算商品車公路和鐵路運輸廣義費用各組成部分所占的比重，見圖1和圖2.

由圖1可知：公路全程運費為主要構(gòu)成部分，隨運距增加比重有所增加.兩端裝卸費用與運距無關(guān)，運輸時間在700 km以下均在1 d內(nèi)，故兩者產(chǎn)生的費用不變，均隨運距增加占比逐漸減少.碳排放成本雖然隨運距增加而增加，但占比相對較小.這說明公路運輸是高費用、高時效性的運輸方式.

由圖2可知：鐵路干線運輸費和鐵路短駁運費占比較高，前者隨著運距的增加而增大，后者隨著運距的增加而減小，另外，前者隨著短駁取送距離的增加而下降.鐵路運輸時間成本占比約為公路的3倍左右，鐵路的碳排放成本占比約為公路的1/4.

3.2 商品車鐵路運輸競爭力模型的標定

近10年來，我國商品車鐵路運量逐年增長，從2008年的53萬臺增長至2018年的575萬臺，市場規(guī)模不斷擴大.隨著JSQ5型、JSQ6型等鐵路商品車運輸專用車等技術(shù)裝備的不斷提升及大型主機廠“庫前移”物流服務(wù)模式的不斷創(chuàng)新，鐵路已經(jīng)具備了大力發(fā)展商品車物流的條件.同時，在2016年國家推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和公路嚴格治超的新形勢下，公路運力資源在短時間大幅下降，單臺商品車的平均運輸成本提高約30%～50%，鐵路商品車運輸?shù)氖袌龇蓊~也有所增長，占比接近20%.

以京津冀地區(qū)商品車運輸為例，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，近年來京津冀地區(qū)商品車鐵路運量逐年增加，見圖3.

2013年京津冀地區(qū)商品車鐵路運輸量僅為7萬多臺，與公路運輸相比其市場占有率僅為10.8%.2016年鐵路運量達到20多萬臺，同比增長93.3%，與公路相比其市場占有率提升至27.4%.2018年京津冀地區(qū)商品車鐵路運量為45萬多臺，相對商品車公路運輸，其市場占比約為36.9%.

為對各因素進行靈敏度分析，選擇考慮經(jīng)濟性、時效性、環(huán)保性的廣義費用函數(shù)對參數(shù)θ進行標定，基于2018年京津冀地區(qū)商品車鐵路運輸市場占比36.9%，取干線運輸距離300 km，短駁取送距離60 km，運輸商品車11 臺，計算得到鐵路和公路運輸?shù)膹V義費用為

將上述計算結(jié)果代入式(8)中，可得

36.9%

根據(jù)式(8)，此標定θ值為3.62，進而得到現(xiàn)階段商品車運輸市場分擔率計算模型為

根據(jù)式(8)，可對不同因素進行靈敏度分析，以研究各種影響因素的變化對于鐵路商品車運輸市場分擔率的影響，進而提出提升鐵路商品車運輸市場分擔率的建議.

3.3 商品車鐵路運輸競爭力的影響因素分析

由于廣義費用的大小與競爭力直接相關(guān)，根據(jù)3.1節(jié)分析，選擇所占比例較大部分的影響因素進行靈敏度分析，主要包括：公路運價率、鐵路運價率、鐵路兩端短駁費率.進行靈敏度分析時，短駁距離在[20，80]km內(nèi)變動，步長取20 km，干線運輸距離在300 km≤L≤1 300 km時，步長取100 km.

1)公路運價率.

固定其他參數(shù)不變，公路運價率在區(qū)間[0.375，0.515] 元/tkm內(nèi)，以0.035為步長取值.經(jīng)計算，公路運價率變化對商品車鐵路運輸競爭力的影響見圖4.

從圖4可知：

①各短駁距離下，公路運價率取不同值時，鐵路運輸市場分擔率隨著運距的增加都保持相同態(tài)勢的增長，其他影響因素具有類似現(xiàn)象.隨著運距的增加，鐵路運輸?shù)牡瓦\價優(yōu)勢越來越明顯，能夠補償裝卸等作業(yè)環(huán)節(jié)的高費用和鐵路運輸時間較長的劣勢.

2)鐵路運價率.

鐵路運價率主要影響鐵路干線運費，本部分主要分析鐵路基價2對商品車鐵路運輸競爭力的影響.固定其他參數(shù)不變，鐵路基價2在區(qū)間[0.069 0，0.172 5] 元/tkm內(nèi)，以0.034 5為步長取值.經(jīng)計算，鐵路基價2的變化對商品車鐵路運輸競爭力的影響見圖5.

由圖5可知：鐵路運輸市場分擔率曲線兩端收緊中間擴張，即隨著運距逐漸增大，鐵路基價2的下降對鐵路運輸市場分擔率的提升效果先增大后減小.當前鐵路基價2為0.138元/tkm，若下降50%(圖5(c))，運距300、600、900、1 200 km對應(yīng)的鐵路運輸市場分擔率分別上升10.8%、15.3%、12.1%、8.8%.

3)鐵路兩端短駁費率.

固定其他參數(shù)不變，短駁費率在區(qū)間[0.4，1.2] 元/tkm內(nèi)，按步長為0.2取值.經(jīng)計算，短駁費率的變化對商品車鐵路運輸競爭力的影響見圖6.

由圖6可知：鐵路兩端短駁費率的變化對商品車鐵路運輸市場分擔率的影響與短駁距離直接相關(guān)，短駁距離越大，鐵路運輸市場分擔率變化越明顯.隨著干線運輸距離的增加，短駁費率的變化對鐵路運輸市場分擔率的影響逐漸減弱.

4 結(jié)論

以京津冀地區(qū)為例，研究了我國商品車鐵路運輸?shù)氖袌龈偁幜捌溆绊懸蛩?主要研究結(jié)論如下：

1)與公路相比，在考慮經(jīng)濟性、時效性、環(huán)保性時，鐵路的優(yōu)勢運距在391.53 km以上；在考慮經(jīng)濟性和時效性時，鐵路的優(yōu)勢運距在400.45 km以上，且均隨著運距的增加,鐵路的優(yōu)勢越來越顯著.

2)鐵路干線運費和鐵路兩端短駁運費是商品車鐵路運輸廣義費用的主要組成部分，前者占比隨運距增加而增大，隨著短駁距離增加而減小，后者隨運距增加而減小.

3)在現(xiàn)階段的商品車運輸市場分擔率前提下，公路運價率、鐵路運價率、鐵路兩端短駁費率等因素對鐵路運輸市場分擔率影響較大.目前公路運價率較小的上漲或下降會對鐵路市場分擔率產(chǎn)生較大影響，但持續(xù)上漲對鐵路市場分擔率提升的效果逐漸減弱.在運距較短時，鐵路運價率變化對其市場分擔率的影響較大，隨著運距的逐漸增加其市場分擔率的變化逐漸減小.在干線運距較短時，對于短駁距離較長的鐵路運輸，降低其短駁運費率是提升市場分擔率的有效措施之一.

4)公路治超等措施的實施，使公路運價上升至正常狀態(tài)，對鐵路是增強其商品車運輸市場競爭力，擴大市場份額的極佳時機.當下鐵路可以采取更為靈活的分段定價策略，短途運輸中運價變化對市場分擔率影響較大，因此可通過降低定價、打折等措施增強其競爭力，獲取更大的市場份額；在中長途運輸中，由于運價的變化對分擔率的影響較小，可適當提升運價以增加營業(yè)收入.