空鐵聯(lián)運(yùn)模式下城市對運(yùn)力分析

李詣

摘 要：近年來，隨著高鐵行業(yè)的迅猛發(fā)展，高鐵對民航運(yùn)輸?shù)臎_擊力越來越大，如何讓高鐵和民航實(shí)現(xiàn)合作共贏，成為人們越來越關(guān)注的問題。在這種前提下，空鐵聯(lián)運(yùn)模式被提出。新模式下，旅客的出行方式更加豐富，如何選擇更加合適的出行方式，成為人們越來越關(guān)注的問題。為了找出更合適的出行方式，以時(shí)間和花費(fèi)為參數(shù)，得出城市對之間的運(yùn)力模型，并對比高鐵、航空、聯(lián)運(yùn)三種模式的出行成本，得到最優(yōu)的出行方法。并以最近五天的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為參考，分析五日內(nèi)，每日最優(yōu)出行方式，并分析了三種方式的優(yōu)缺點(diǎn)，提供了出行參考。

關(guān)鍵詞：空鐵聯(lián)運(yùn)；運(yùn)力；出行成本；民航；高鐵；出行方式

中圖分類號：F505 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）31-0019-03

1 概述

最近幾年以來，國家為了拉動(dòng)內(nèi)需，出臺了一提系列政策，中國高鐵建設(shè)的腳步隨著這些政策的發(fā)布大踏步的前進(jìn)。按照《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2008年調(diào)整）》中提出的構(gòu)想，至2020年，我國客運(yùn)專線的長度將達(dá)到16000千米以上，并將各省會城市及大中城市連接起來，建成“四橫四縱“高鐵運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。我國的高速鐵路在國家的大力投資和技術(shù)創(chuàng)新帶動(dòng)下，開始進(jìn)入到飛速發(fā)展的新時(shí)代[1]。

眾所周知，在我國現(xiàn)有的綜合運(yùn)輸體系中，鐵路和民航系統(tǒng)都是它的重要組成部分。民航和高鐵之間存在競爭關(guān)系，如果放任高鐵和民航進(jìn)行不良的競爭，一定會出現(xiàn)很多十分嚴(yán)重的社會現(xiàn)象和社會問題。在確保航空業(yè)順利發(fā)展的前提下，如何化解高鐵帶來的強(qiáng)烈沖擊并實(shí)現(xiàn)雙贏，共同促進(jìn)中國交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展是未來的一個(gè)趨勢。在這種情況下，空鐵聯(lián)運(yùn)模式被提出，并在國外一些樞紐機(jī)場如戴高樂、法蘭克福等率先進(jìn)行實(shí)踐。國內(nèi)空鐵聯(lián)運(yùn)模式以上海虹橋?yàn)榇?，雖然起步較晚，但發(fā)展迅速。

對于空鐵聯(lián)運(yùn)，國內(nèi)外學(xué)者都做過一系列的研究。國外方面，2007年，Makoto Okumura等人對容量限制模式下的空鐵聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了探討，給出了空鐵聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)模型[2]；2012年，Blainey等人對英國運(yùn)輸系統(tǒng)長期容量和需求做了評估[3]；2013年，ChangminJiang等人討論了樞紐機(jī)場容量對空鐵聯(lián)運(yùn)的影響[4]；2013年，PaolaPellegrini等人對歐洲單一天空模式下的空鐵聯(lián)運(yùn)進(jìn)行了分析[5]；2014年，Kimitoshi等人建立了空鐵聯(lián)運(yùn)的多項(xiàng)logit模型[6]。國內(nèi)方面，2008年，任鵬等人對空鐵聯(lián)運(yùn)信息共享平臺進(jìn)行研究，開發(fā)了空鐵聯(lián)運(yùn)信息共享平臺[7]；2011年，李純芳等人對空鐵聯(lián)運(yùn)模式的路徑進(jìn)行了分析，得出空鐵聯(lián)運(yùn)可用路徑的最佳選擇方案[8]；2012年，楊年對空鐵聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究，得出了空鐵聯(lián)合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型[9]；2012年，宋祥波、劉冠穎對國內(nèi)空鐵聯(lián)運(yùn)的發(fā)展做了一定研究，得出了適合國內(nèi)國情的空鐵聯(lián)運(yùn)模型[10]；2016年，李曉津，邢偉永等人對國內(nèi)空鐵聯(lián)運(yùn)的定價(jià)做了研究，得出了旅客出行的時(shí)間價(jià)值[11]。

本文在前人的研究成果之上，以票價(jià)和出行時(shí)間為參數(shù)，研究空鐵聯(lián)運(yùn)模式下城市對之間運(yùn)力，并與單獨(dú)城市對之間空運(yùn)與鐵路運(yùn)輸相比較，得出空鐵聯(lián)運(yùn)的優(yōu)勢。

2 空鐵聯(lián)運(yùn)模型建立

2.1 模型說明及參數(shù)設(shè)定

構(gòu)建城市對空鐵聯(lián)運(yùn)模式下的運(yùn)力模型，為了方便計(jì)算，不考慮航空和高鐵的延誤，僅以官方規(guī)定時(shí)間為計(jì)算依據(jù)。模型中的參數(shù)設(shè)定如下：

（1）w1i：兩城之間運(yùn)行的第i架航空器的座位數(shù)；

（2）ρ1i：第i架航空器的上座率；

（3）εi：第i架航空器的票價(jià)折扣率；

（4）P1i：第i架航空器票價(jià)

（5）t1i：第i架航空器在兩個(gè)城市間的運(yùn)行時(shí)間；

（6）wij：兩城之間運(yùn)行的第i列高鐵第j類座位的數(shù)量；

（7）ρij：第i列高鐵第j類座位的上座率；

（8）Pij：第i列高鐵第j類座位的票價(jià)；

（9）ti：第i列高鐵在兩個(gè)城市間的運(yùn)行時(shí)間；

（10）L：城市之間的客運(yùn)能力

2.2 數(shù)學(xué)模型及運(yùn)力分析

只考慮空運(yùn)和高鐵運(yùn)輸，城市對之間每天開通的航班數(shù)和高鐵數(shù)是有限的[12]。航空運(yùn)輸和高鐵在價(jià)格和時(shí)間上存在一定的差距，而經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，航空運(yùn)輸和高鐵運(yùn)輸兩者票價(jià)和時(shí)間的乘積較為接近，可以作為參數(shù)對運(yùn)力進(jìn)行闡述，本文選取票價(jià)與時(shí)間的乘積作為運(yùn)力衡量單位，則兩城市之間客運(yùn)量為：

其中p中轉(zhuǎn)為空鐵聯(lián)運(yùn)模式下為兩地帶來的額外旅客量，βi為選擇第i種出行方式的人數(shù)占中轉(zhuǎn)客流量的百分比。

3 旅客選擇性分析

隨著空鐵聯(lián)運(yùn)的開通，旅客出行的選擇性越來越多樣化?？梢赃x擇高鐵或者航班直達(dá)，也可以選擇通過空鐵聯(lián)運(yùn)在第三城市換乘。至于如何選擇，這里提出一個(gè)旅客的運(yùn)力成本作為參考。

旅客出行成本分為時(shí)間成本和價(jià)格成本，當(dāng)兩者單獨(dú)分析時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)航空和鐵路差別較大。當(dāng)我們?nèi)《叱朔e——價(jià)格·時(shí)間——作為評判標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，民航和鐵路存在的差異有限。因此，本文將旅客出行所用時(shí)間和價(jià)格的乘積作為標(biāo)準(zhǔn)，來確定旅客的出行方式，單位為（元·小時(shí)）。

假設(shè)有一個(gè)城市群，存在N個(gè)城市，其中有M個(gè)城市開通了空鐵聯(lián)運(yùn)，我們把這種城市稱之為樞紐城市。假設(shè)旅客希望從城市i去往城市j，則可選擇的出行方式有以下三種：乘坐航班直達(dá)、乘坐高鐵直達(dá)、在樞紐城市利用空鐵聯(lián)運(yùn)中轉(zhuǎn)到達(dá)。

其中C高鐵為乘坐高鐵的成本，C民航為乘坐民航的成本，C聯(lián)運(yùn)為采用空鐵聯(lián)運(yùn)的成本，t高鐵為乘坐高鐵用時(shí)，t民航為乘坐民航用時(shí)，P高鐵為高鐵的價(jià)格（這里指二等座的價(jià)格），P民航為民航的價(jià)格（這里指經(jīng)濟(jì)艙全票的價(jià)格），ρ為民航的折扣率。

當(dāng)旅客決定出行時(shí)，利用（4）、（5）、（6）三式分別算出民航直達(dá)、高鐵直達(dá)和通過樞紐城市空鐵聯(lián)運(yùn)中轉(zhuǎn)到達(dá)的出行成本，取成本最小的方式。其中（6）式由于可能存在多種聯(lián)運(yùn)方式，顧視為為所有可行的空鐵聯(lián)運(yùn)方式中，成本最小的方式。endprint

4 實(shí)例分析

在我國，空鐵聯(lián)運(yùn)尚在起步階段，開通空鐵聯(lián)運(yùn)的城市有限，其中以上海虹橋和京津機(jī)場為代表。這里以上海虹橋作為聯(lián)運(yùn)樞紐為例，進(jìn)行出行分析。選取三日以后連續(xù)五天（工作日）的數(shù)據(jù)，即5月15日至5月19日，北京到南昌的出行數(shù)據(jù)為例，票價(jià)信息如下表所示：

將上述數(shù)據(jù)經(jīng)過公式計(jì)算，可以得出每日選擇高鐵、民航、聯(lián)運(yùn)方式出行的成本分別如表3。

由上表可見，5月15日出行采用空鐵聯(lián)運(yùn)為宜，5月16日、5月17日、5月18日、5月19日采用民航出行為宜。經(jīng)分析，由于這幾日民航折扣率比較高，因此大多數(shù)時(shí)候以民航出行為宜，但空鐵聯(lián)運(yùn)仍有自己的優(yōu)勢，在民航折扣率不高時(shí)，選擇空鐵聯(lián)運(yùn)，從樞紐城市中轉(zhuǎn)，成本更低。且分析歷史數(shù)據(jù)可知，樞紐機(jī)場之間的航班票價(jià)折扣率普遍更低，因此，在城市對中間的樞紐城市通過空鐵聯(lián)運(yùn)方式中轉(zhuǎn)出行，有時(shí)候更為節(jié)省成本。

5 結(jié)束語

本文以出行的金錢和時(shí)間為參數(shù)，探討了空鐵聯(lián)運(yùn)模式下，旅客出行的出行成本，并通過出行成本分析了旅客對出行方式的選擇傾向以及空鐵聯(lián)運(yùn)的優(yōu)勢。在未來，空鐵聯(lián)運(yùn)是大型交通樞紐發(fā)展的必然趨勢，空鐵聯(lián)運(yùn)必然是一個(gè)研究的熱點(diǎn)。接下來我們可以更進(jìn)一步的研究將普通列車、公路運(yùn)輸?shù)瘸鲂蟹绞郊尤氲铰?lián)運(yùn)模式中來，探討更加方便的出行方式[13]，并結(jié)合各運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，完善聯(lián)運(yùn)模式，提高客運(yùn)能力，為旅客出行提供更快捷、方便、經(jīng)濟(jì)的出行選擇。

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