綜合運(yùn)輸通道內(nèi)旅客運(yùn)輸方式替代性分析

羅 霞，廖 勇，甘 超

（西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川 成都 610031）

1 概述

區(qū)域綜合運(yùn)輸通道是指滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以中心城市為主體向次中心城市輻射或以城市群為支點(diǎn)建立的集多種運(yùn)輸方式的交通運(yùn)輸走廊。區(qū)域綜合運(yùn)輸通道是服務(wù)于中短途旅客運(yùn)輸，滿足人們?nèi)粘３鲂?，以商?wù)、公務(wù)、旅游、購物為主體客流的服務(wù)設(shè)施。區(qū)域綜合運(yùn)輸通道客運(yùn)服務(wù)的特點(diǎn)是客流量大，具有明顯的高峰期，出行方式選擇較多，時(shí)間性較強(qiáng)，平日以公務(wù)、商務(wù)客流為主，節(jié)假日以購物、旅游為主。

區(qū)域綜合運(yùn)輸通道內(nèi)的旅客運(yùn)輸方式主要有高速公路、普通公路、城際鐵路、普通鐵路，個(gè)別地區(qū)存在航空支線和客運(yùn)專線。深入分析通道內(nèi)旅客運(yùn)輸方式的替代性不僅可以評價(jià)各運(yùn)輸項(xiàng)目的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，而且可為通道內(nèi)運(yùn)輸項(xiàng)目的建設(shè)提供決策支持。目前，對運(yùn)輸方式的替代性研究多采用定性分析為主，缺乏相應(yīng)的定量研究方法。因此，區(qū)域綜合運(yùn)輸通道研究以集對分析理論為基礎(chǔ)建立客運(yùn)替代性分析模型，從定量的角度分析旅客運(yùn)輸方式的替代性。

2 旅客運(yùn)輸方式替代性分析

運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品是位移，和其他產(chǎn)品一樣，其產(chǎn)品的優(yōu)劣是通過產(chǎn)品的特性表現(xiàn)出來的。旅客運(yùn)輸產(chǎn)品的主要特性為快速性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性、安全性和方便性。因此，分析旅客運(yùn)輸方式之間的替代性應(yīng)從這些方面入手。

（1）經(jīng)濟(jì)性 (Fa)。經(jīng)濟(jì)性主要是指出行費(fèi)用，包括票價(jià)和額外費(fèi)用開支。額外費(fèi)用開支，如餐飲等，其隨機(jī)性較強(qiáng)，因此采用票價(jià)來衡量運(yùn)輸方式m 的經(jīng)濟(jì)性。已知運(yùn)輸方式 m 的票價(jià)率 fm和運(yùn)輸里程 Lm，則其經(jīng)濟(jì)性 Fam為：

（2）快速性 (F)。快速性是反映交通工具速度的指標(biāo)，通過出行時(shí)間來體現(xiàn)，即用運(yùn)輸方式 m 的運(yùn)輸里程 Lm與其平均速度 Vm的比值表示：

（3）方便性 (Co)。方便性主要是指花費(fèi)在集散交通上的時(shí)間，運(yùn)輸方式 m 的方便性 (Com) 為換乘運(yùn)輸方式 m 的平均集散時(shí)間 Tm，即：

（4）安全性 (C)。安全性反映的是安全程度，運(yùn)輸方式 m 的安全性計(jì)算為：

式中：Cam為地區(qū)內(nèi)第 m 種運(yùn)輸方式的事故傷亡數(shù)；CAm為地區(qū)內(nèi)第 m 種運(yùn)輸方式的總運(yùn)量。

（5）舒適性 (S)。舒適性反映的是運(yùn)輸過程中的舒適程度，票價(jià)在一定程度上反映了運(yùn)輸方式的舒適程度，推薦采用舒適率反映舒適程度，舒適率取運(yùn)輸方式 m 票價(jià)的 5%～10%[1]。

式中：ratem為運(yùn)輸方式 m 的舒適率，在區(qū)間[0.05，0.10]內(nèi)取值。

3 建立替代性模型

3.1 集對分析原理

集對分析理論是由我國學(xué)者趙克勤[2]繼隨機(jī)理論、模糊理論和灰色系統(tǒng)后，為解決不確定性問題提出的，是研究確定與不確定系統(tǒng)的重要手段。集對分析將事物的確定性與不確定性看成一對矛盾的共同體，兩者相互聯(lián)系、相互制約，并在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)換。集對分析用聯(lián)系度 u 來刻畫事物的確定性和不確定性。

給定兩個(gè)集合 A、B，兩集合組成的集對為SP＝(A,B)，在某個(gè)具體的背景 W 下，針對集對 SP 的特性展開分析，總共得到 N 個(gè)特性，其中 S 個(gè)特性為集對 SP 中的兩個(gè)集合A、B共有， P 個(gè)特性為兩個(gè)集合 A、B 相互對立，其余的 E 個(gè)特性既不對立也不共有，將比值 S/N 稱為兩個(gè)集合在背景 W 下的同一度；將比值 P/N 稱為兩個(gè)集合在背景 W 下的對立度；將比值 E/N 稱為兩個(gè)集合在背景 W 下的差異度。則集對 SP 的聯(lián)系度 u 為：

式中：i 的取值介于[－1,1]之間，反映集合 A、B 之間的差異度，即不確定性；j?。?，反映集合A、B 之間的對立度；同一度和對立度都是反映事物的確定性，而差異度反映的是事物的不確定性。

集對分析理論對聯(lián)系度的定義，直觀上看是在兩個(gè)集合 A、B 之間進(jìn)行定義的，但在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)問題的研究背景具體問題具體分析。因此，對聯(lián)系度的概念可進(jìn)行擴(kuò)展，假設(shè)對于任意實(shí)數(shù)a，b，c∈[0，1]，滿足條件：

則聯(lián)系度 u 可表示為：

通常情況下， j 僅具有符號意義，表示事物的對立面，對立的大小由參數(shù) c 確定；i 也僅具有符號意義，代表事物的不確定性，不確定的大小由其參數(shù)b 確定。

假設(shè)兩個(gè)聯(lián)系度 u1、u2：

則聯(lián)系度 u1、u2的和為：

3.2 建立模型

考慮兩種運(yùn)輸方式——運(yùn)輸方式 m 和運(yùn)輸方式k，運(yùn)輸方式和相應(yīng)的運(yùn)輸產(chǎn)品特性構(gòu)成了如表1所示的運(yùn)輸產(chǎn)品特性數(shù)據(jù)表。

表1 運(yùn)輸方式的特性數(shù)據(jù)表

在計(jì)算運(yùn)輸方式 m 對運(yùn)輸方式 k 的替代性時(shí)，首先固定運(yùn)輸方式 k 的產(chǎn)品特性，即運(yùn)輸方式 k 的產(chǎn)品特性取實(shí)數(shù)。運(yùn)輸方式 m 的各項(xiàng)產(chǎn)品特性根據(jù)情況可取實(shí)數(shù)和區(qū)間數(shù)。其目的是便于分析和挖掘運(yùn)輸產(chǎn)品 m 的各項(xiàng)潛能。以下就如何將運(yùn)輸產(chǎn)品特性轉(zhuǎn)化為運(yùn)輸方式間的替代性進(jìn)行分析。

3.2.1 效益型產(chǎn)品特性

效益型產(chǎn)品特性是指該項(xiàng)特性的值越大越優(yōu)，如安全性和舒適性。假設(shè)運(yùn)輸方式 m 的某項(xiàng)效益型產(chǎn)品特性為 a、運(yùn)輸方式 k 的該項(xiàng)特性為 c，此時(shí)運(yùn)輸方式 m 對 k 的替代性為：

假設(shè)運(yùn)輸方式 m 的某項(xiàng)效益型產(chǎn)品特性為區(qū)間數(shù)[a，b]，運(yùn)輸方式 k 的該項(xiàng)產(chǎn)品特性為實(shí)數(shù) c，此時(shí)運(yùn)輸方式 m 對 k 的替代性為：

3.2.2 成本型產(chǎn)品特性

成本型產(chǎn)品特性是指該項(xiàng)特性的值越小越優(yōu)，如快速性和經(jīng)濟(jì)性。假設(shè)運(yùn)輸方式 m 的某項(xiàng)效益型產(chǎn)品特性為 a、運(yùn)輸方式 k 的該項(xiàng)產(chǎn)品特性為 c，此時(shí)運(yùn)輸方式 m 對 k 的替代性為：

假設(shè)運(yùn)輸方式 m 的某項(xiàng)成本型產(chǎn)品特性為區(qū)間數(shù)[a，b]，運(yùn)輸方式 k 的該項(xiàng)產(chǎn)品特性為實(shí)數(shù) c，此時(shí)運(yùn)輸方式 m 對 k 的替代性為：

式中：i 僅具有符號意義，代表其對應(yīng)項(xiàng)為不確定性項(xiàng)，不確定部分的大小由其系數(shù)確定；j 僅具有符號意義，代表其對應(yīng)項(xiàng)為不能替代項(xiàng)，不能替代部分的強(qiáng)弱由其系數(shù)確定。

3.3 計(jì)算步驟

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集。按照產(chǎn)品特性數(shù)據(jù)計(jì)算的要求收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要有運(yùn)輸方式的里程 L、運(yùn)價(jià)率 f、平均速度 V、舒適率 rate、方便性 Co。

（2）單因素替代性計(jì)算。選擇公式⑿～公式(21)計(jì)算運(yùn)輸方式 m 對 k 在產(chǎn)品特性 p 下的替代性，將運(yùn)輸方式之間的替代性定量地表示為聯(lián)系度。

式中：umkp表示運(yùn)輸方式 m 對 k 在產(chǎn)品特性 p下的替代度；amkp表示運(yùn)輸方式 m 對 k 在產(chǎn)品特性 p下的替代度的可替代程度；bmkp表示運(yùn)輸方式 m 對 k 在產(chǎn)品特性 p 下的替代度的不確定程度；cmkp表示運(yùn)輸方式 m 對 k 在產(chǎn)品特性 p下的替代度的不可替代程度。

（3）多因素替代性綜合。將各因素的替代性，采用公式(23)進(jìn)行綜合后得到替代度 umk為：

式中：umk表示運(yùn)輸方式 m 對 k 的替代度；表示運(yùn)輸方式 m 對 k 替代度的可替代部分；表示運(yùn)輸方式 m 對 k 替代度的不確定部分；表示運(yùn)輸方式 m 對 k 替代度的不可替代部分；n 為產(chǎn)品特性的數(shù)量，n 取值為 5 (快速性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性、安全性、方便性)。

（4）替代性分析。公式(23)中，第一部分表示運(yùn)輸方式 m 對 k 的替代性中可通過調(diào)整提高其替代性的可替代部分；帶 i 的部分表示運(yùn)輸方式 m 對 k 的替代性中不能確定的部分；帶 j 的部分表示運(yùn)輸方式 m 對 k 的替代性中不可替代的部分。替代度數(shù)值的大小反映的是替代或不能替代的強(qiáng)弱。

4 算例分析

考慮運(yùn)輸通道中 A、B 間的兩種運(yùn)輸方式高速公路對城際鐵路的替代性。根據(jù)模型假設(shè)，首先通過調(diào)查得到城際鐵路提供的運(yùn)輸產(chǎn)品特性值，由于城際鐵路的舒適性較高，因此舒適率取票價(jià)的10%，高于高速公路的 8%?？紤]到高速公路運(yùn)輸過程中準(zhǔn)時(shí)性較差，加之可通過調(diào)整車輛提高其平均速度，票價(jià)的制定具有一定的浮動(dòng)空間，高速公路在城市內(nèi)的站點(diǎn)較多，可通過調(diào)整站點(diǎn)間的發(fā)車，改變集散時(shí)間和發(fā)車間隔等影響因素，高速公路的平均速度、發(fā)車間隔和方便性，采用區(qū)間數(shù)表示較為妥當(dāng)。相應(yīng)的初始參數(shù)如表2所示。

表2 運(yùn)輸方式產(chǎn)品特性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

采用公式⑴～公式⑸對表2中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到運(yùn)輸產(chǎn)品特性數(shù)據(jù)，如表3所示。

選擇公式⑿～公式(21)對表3進(jìn)行計(jì)算得到各特性下的聯(lián)系度，在計(jì)算過程中需要注意：F、 Fa、Co 為成本型產(chǎn)品特性，C、 S 為效益型產(chǎn)品特性。

表3 運(yùn)輸產(chǎn)品特性數(shù)據(jù)

對單因素替代性進(jìn)行綜合，得到高速公路對城際鐵路的替代度為：

通過計(jì)算結(jié)果可知，本算例的高速公路對城際鐵路的確定替代程度為 0.772，不能替代的程度為0.175，對于其中的 0.053 為不確定性替代程度，可通過相應(yīng)的調(diào)整提高可替代性，如采用新型車輛提高速度，采取降低票價(jià)等營銷策略。

5 結(jié)束語

客運(yùn)服務(wù)向旅客提供的產(chǎn)品是位移，區(qū)域綜合運(yùn)輸通道內(nèi)運(yùn)輸方式多樣，在進(jìn)行運(yùn)輸方式的規(guī)劃或運(yùn)輸組織時(shí)，定量分析旅客運(yùn)輸方式之間的替代性，為區(qū)域綜合運(yùn)輸通道的系統(tǒng)配置提供了清晰的目標(biāo)。同時(shí)，按照市場營銷理論，產(chǎn)品的差異化是提高產(chǎn)品競爭力的有效手段，運(yùn)輸產(chǎn)品的差異化不但可以滿足運(yùn)輸需求的多樣性，而且可以保障區(qū)域綜合運(yùn)輸通道各種旅客運(yùn)輸方式之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，替代性分析為運(yùn)輸產(chǎn)品的差異化營銷策略提供了理論基礎(chǔ)。

[1]何宇強(qiáng)，毛保華，陳團(tuán)生，等. 高速客運(yùn)專線客流分擔(dān)率模型及其應(yīng)用研究[J]. 鐵道學(xué)報(bào)，2006，28(3)：18-21.

[2]趙克勤. 集對分析及其初步應(yīng)用[M]. 杭州：浙江科技出版社，2000.