鐵路貨運產(chǎn)品市場分擔率的研究

白 杰

(中國鐵路國際有限公司 中國鐵路公司，北京 100055 )

近年來，隨著國民經(jīng)濟發(fā)展，社會貨運需求快速增長，而鐵路貨運市場占有率卻持續(xù)走低[1]。在鐵路貨運組織改革后，高鐵快運、行包快運、零散快運等貨運產(chǎn)品推入市場將對整個貨運市場產(chǎn)生影響，與其他運輸方式的競爭關(guān)系將發(fā)生變化，鐵路在整個貨運市場的市場分擔率劃分值得深入研究。因此，通過利用 Nested Logit 模型，不僅可以較好地解決交通方式劃分計算問題，而且可以對鐵路貨運產(chǎn)品分擔率做出預(yù)測和計算[2-3]。

1 基于NL模型的貨運產(chǎn)品市場分擔率研究

1.1 NL 模型

NL (Nested Logit) 模型是一種基于一般 Logit 模型的改進模型，又被稱為分層 Logit 模型、巢式 Logit模型。當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，NL 模型能夠很好的解決此類問題[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輸方式，二層選擇枝為運輸方式所對應(yīng)的貨運產(chǎn)品。貨運產(chǎn)品市場分擔率，即不同貨運方式的競爭關(guān)系可以抽象為：一個貨物有n種運輸方式的選擇方案，對于第i種運輸方式中又可以分為ki種貨運產(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種運輸方式，Aij(j= 1，2，…，ki) 為第i種運輸方式的第j種貨運產(chǎn)品。

1.2 基于NL模型的貨運產(chǎn)品市場分擔率研究

貨運產(chǎn)品市場分擔率是貨流在多種交通運輸方式之間的分布概率，表明各種交通運輸方式所占有的市場份額。主要從分擔率影響因素與分擔率模型 2 個方面進行研究。

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 市場分擔率影響因素

（1）旅行時間。鐵路貨物旅行時間是貨物從一個地點位移至另一個地點所花費的時間。大宗貨物一般對于旅行時間并不苛求，而高附加值的運輸產(chǎn)品卻對旅行時間十分敏感，如鮮肉、海鮮等食品，過長的旅行時間會影響食品的新鮮程度甚至導(dǎo)致腐敗。

（2）運輸價格。鐵路貨運價格包括途中運輸費用、車站裝卸費和其他附加作業(yè)費。依據(jù)運輸特點和條件的不同，還有聯(lián)運運價、專程運價、特種貨物運價，以及區(qū)域運價等[5]貨運價格，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、裝貨準備完成日期、所使用的車輛及其他因素的影響[6]。如果運輸價格較高，雖然單位運量的經(jīng)濟收益較高，但也會損失部分貨源；如果運輸價格較低，雖然能夠吸引更多貨源，但是會造成單位運量經(jīng)濟收益的損失。因此，制定合理的運輸價格是鐵路貨運產(chǎn)品設(shè)計的重中之重。

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

1.2.2 貨運產(chǎn)品分擔率模型

（1）貨運產(chǎn)品及運輸方式選擇效用。根據(jù) Logit模型，貨運產(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貨運產(chǎn)品的特性向量；θm為第m個模糊特性變量的效用系數(shù)；xAij,m為選擇Aij貨運產(chǎn)品的第m個模糊特性變量值。

Ai運輸方式的選擇效用VAi可表示為

（2）貨運產(chǎn)品及運輸方式分擔率。選擇Ai運輸方式的概率PAi可表示為

根據(jù) NL 模型原理，在Ai運輸方式下Aij運輸產(chǎn)品選擇條件概率PAij|Ai可表示為

由公式 ⑴ 至公式 ⑷，可得選擇貨運產(chǎn)品Aij的概率為

利用 TransCAD 軟件中的交通方式劃分功能對效用函數(shù)的相關(guān)參數(shù)進行標定，根據(jù)標定后的模型進行計算。

2 案例分析

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

設(shè)定貨運方式為 3 種：鐵路運輸、公路運輸和航空運輸。貨運產(chǎn)品為 6 種，其中鐵路貨運產(chǎn)品 4 種：高鐵快遞、行包快運、零散快運、普通貨物運輸；公路 1 種：汽車貨物運輸；航空運輸 1 種：航空貨物運輸。設(shè)定貨運產(chǎn)品選擇過程中，影響其決策的因素不變。選取旅行時間、延誤時間和運輸價格 3 個因素表示某種貨運產(chǎn)品的效用?，F(xiàn)有北京至上海貨運產(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 貨運產(chǎn)品分擔率計算

2.2.1 參數(shù)設(shè)置

由公式 ⑴，設(shè)m= 3，選擇θ1為旅行時間、θ2為運輸價格、θ3為延誤時間作為貨運產(chǎn)品分擔率計算的參數(shù)。根據(jù)目前北京至上海貨運市場各種貨物的運輸方式選擇實際調(diào)查統(tǒng)計和表 1 中所有貨運產(chǎn)品的特性變量值對模型相關(guān)參數(shù)進行標定。利用 TransCAD中的交通方式劃分功能對效用函數(shù)的 3 種參數(shù)進行標定，3 種參數(shù)在貨運產(chǎn)品選擇層和貨運方式選擇層的估計值用于貨運產(chǎn)品市場分擔率的計算中。首先對下層 (貨運產(chǎn)品選擇層) 參數(shù)進行標定，貨運產(chǎn)品選擇層(下層) 參數(shù)估計結(jié)果如表 2 所示；然后對上層 (貨運方式) 參數(shù)進行標定，貨運方式選擇層 (上層) 參數(shù)估計結(jié)果如表 3 所示。鐵路貨運產(chǎn)品Aij中，i= 1；j= 1，2，3，4。根據(jù)公式⑴ 和公式 ⑶，可得貨運產(chǎn)品 (下層) 與運輸方式 (上層) 的效用如表 4 所示。

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

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

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

2.2.2 貨運產(chǎn)品分擔率計算

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

表4 貨運產(chǎn)品(下層)與運輸方式(上層)的效用Fig.4 The mode of transport of goods (upper) and the transport of goods (lower)

（2）貨運產(chǎn)品及運輸方式分擔率。根據(jù)公式 ⑵至公式 ⑷，可得各運輸方式貨運分擔率；根據(jù)公式⑸，可得各貨運產(chǎn)品的分擔率。貨運產(chǎn)品及其相應(yīng)運輸方式的分擔率計算結(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間、運輸價格、延誤時間 3 個影響因素進行分析，當這些影響因素分別發(fā)生變化時，鐵路貨運產(chǎn)品分擔率的變化情況，作為貨運產(chǎn)品設(shè)計的參考依據(jù)[8]。假設(shè)鐵路普通貨運、公路運輸和航空運輸?shù)穆眯袝r間、運輸價格和延誤時間不變，其產(chǎn)品特性變量值數(shù)據(jù)如表 1 所示。

（1）旅行時間。根據(jù)現(xiàn)有的貨物列車情況，設(shè)計產(chǎn)品投放市場的旅行時間取值分別為 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)延誤時間為 12 h，運輸價格為 10 元/kg 的新型貨運產(chǎn)品，利用 NL 模型計算旅行時間變化對鐵路貨運產(chǎn)品市場分擔率影響如表 6 所示。

表5 貨運產(chǎn)品及其相應(yīng)運輸方式的分擔率Tab.5 Choice probability of existing freight modes and products

表6 旅行時間變化對鐵路貨運產(chǎn)品市場分擔率影響Tab.6 Influence of the traveling time change on the market share rate of new railway freight transport products

如表 6 所示，隨著旅行時間的縮短鐵路貨運市場的分擔率和貨運產(chǎn)品的市場分擔率都隨之增加。

（2）運輸價格。根據(jù)鐵路 95306 貨運平臺快運運價標準與貨運市場調(diào)研情況，設(shè)計產(chǎn)品投放市場的運輸價格取值分別為 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)延誤時間為 12 h，旅行時間為 12.18 h 的新型貨運產(chǎn)品。利用 NL 模型的計算運輸價格變化對鐵路貨運產(chǎn)品市場分擔率影響如表 7 所示。

從表中數(shù)據(jù)可以得出，隨著運輸價格的降低鐵路貨運市場的分擔率和貨運產(chǎn)品的市場分擔率都隨之增加。

（3）延誤時間。設(shè)計產(chǎn)品投放市場的延誤時間取值分別為 6 h、12 h、24 h、48 h，其他 2 種特征值不變，設(shè)旅行時間為 12.18 h，運輸價格為 10 元/kg 的新型貨運產(chǎn)品。利用 NL 模型的計算的延誤時間變化對鐵路貨運產(chǎn)品市場分擔率影響結(jié)果如表 8 所示。

表7 運輸價格變化對鐵路貨運產(chǎn)品市場分擔率影響Tab.7 Influence of transportation price changes on m arket share of new railway freight transport products

表8 延誤時間變化對鐵路貨運產(chǎn)品市場分擔率影響Tab.8 Influence of the change of delay time on market share ofnew railway freight transport products

從表 8 可以得出，鐵路貨運產(chǎn)品市場分擔率對延誤時間的敏感度較高，當貨運產(chǎn)品市場的延誤時間和公路運輸是同一水平時，這種貨運產(chǎn)品具有很強的市場競爭力，將占據(jù)大部分貨運市場份額。但是，隨著延誤時間的增加鐵路貨運產(chǎn)品所占的市場份額將迅速減少，當延誤時間達到 24 h 和 48 h 時，這種鐵路貨運產(chǎn)品幾乎不能增加對鐵路的市場分擔率。

3 結(jié)束語

面對競爭日益激烈的貨運市場，在貨運產(chǎn)品設(shè)計層面對貨運產(chǎn)品市場分擔率進行研究，通過利用 NL模型，綜合考慮旅行時間、運輸價格和延誤時間這 3種因素對鐵路貨運產(chǎn)品市場分擔率的影響，構(gòu)建較為精確合理的鐵路貨運產(chǎn)品市場分擔率模型，能夠為鐵路貨運產(chǎn)品設(shè)計優(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貨運網(wǎng)絡(luò)，對貨運產(chǎn)品市場分擔率及鐵路各貨運產(chǎn)品在不同運距范圍內(nèi)競爭力進行對比。

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