我國鐵路貨運(yùn)量增長不對稱性研究

詹嘉俊，郭經(jīng)緯，諸葛恒英

(1. 河南理工大學(xué) 能源科學(xué)與工程學(xué)院，河南 焦作 454150 ；2. 中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 運(yùn)輸及經(jīng)濟(jì)研究所，北京 100081)

0 引言

為了提高鐵路貨運(yùn)的市場競爭力，發(fā)揮其巨大的增長潛力，諸多學(xué)者立足于鐵路貨運(yùn)市場現(xiàn)狀分析，對其存在的關(guān)鍵問題展開應(yīng)用性研究。王宇[1]研究鐵路貨運(yùn)發(fā)展的演化特征規(guī)律，得到鐵路貨運(yùn)發(fā)展演化的生命周期特征和區(qū)域空間特征，建立鐵路貨運(yùn)演化影響機(jī)制運(yùn)作體系。桂文林等[2]通過對我國鐵路客貨運(yùn)量月度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出我國鐵路客貨運(yùn)量具有明顯的線性趨勢和季節(jié)特征。樊樺[3]結(jié)合我國國情從短期和長期分析鐵路貨運(yùn)需求量，認(rèn)為鐵路將長期在貨運(yùn)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。顏保凡等[4]采用定量計算的方法，計算出各項因素對鐵路貨運(yùn)量的影響程度。這些學(xué)者著重研究鐵路貨運(yùn)量的現(xiàn)狀，分析影響鐵路貨運(yùn)的因素，剖析各種制約鐵路貨運(yùn)發(fā)展的緣由，我國鐵路貨運(yùn)面臨不容樂觀的現(xiàn)實(shí)場景。

為提升鐵路貨運(yùn)市場競爭力，還有學(xué)者對我國鐵路貨運(yùn)發(fā)展問題提出了各種針對性的意見與對策。其中，李櫻燦等[5]剖析國外鐵路貨運(yùn)市場改革經(jīng)營歷程，借鑒發(fā)達(dá)國家鐵路貨運(yùn)市場化經(jīng)營經(jīng)驗(yàn)，為我國鐵路貨運(yùn)發(fā)展提供思路。谷志剛[6]研究我國鐵路大宗貨物在時效性、經(jīng)濟(jì)性、服務(wù)內(nèi)容等方面的需求特征，提出加強(qiáng)市場監(jiān)測、優(yōu)化貨運(yùn)產(chǎn)品、創(chuàng)新運(yùn)輸組織、完善配套設(shè)施、強(qiáng)化信息服務(wù)等提高鐵路大宗貨物運(yùn)輸市場份額對策。王太[7]從煤運(yùn)通道運(yùn)輸能力優(yōu)化、港口集疏運(yùn)能力優(yōu)化2 個方面，提出鐵路運(yùn)輸通道能力優(yōu)化對策，有效擴(kuò)大鐵路運(yùn)輸供給，不斷滿足日益增長的運(yùn)輸需求。

雖然這些研究對鐵路貨運(yùn)發(fā)展具有一定的參考價值，但沒有對鐵路貨運(yùn)量的增長進(jìn)行不對稱性分析。目前對于不對稱性的研究大都集中在其他行業(yè)，鐵路領(lǐng)域涉及較少。因此，將不對稱性概念引入鐵路貨運(yùn)領(lǐng)域，定量研究鐵路貨運(yùn)的增長不對稱系數(shù)的計算方法，更好地判定鐵路在市場競爭環(huán)境中的地位，為鐵路貨運(yùn)發(fā)展提供研究支撐。

1 鐵路貨運(yùn)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 鐵路貨運(yùn)量

隨著經(jīng)濟(jì)社會不斷的發(fā)展，我國全社會貨運(yùn)量處于不斷增長的狀態(tài)，鐵路貨運(yùn)量占比一直卻呈現(xiàn)不斷下降的趨勢。2003 — 2018 年全社會貨運(yùn)量和鐵路貨運(yùn)量比率如圖1 所示。

圖1 2003 — 2018 年全社會貨運(yùn)量和鐵路貨運(yùn)量比率Fig.1 Total freight volume and rail freight volume (2003—2018)

1.2 運(yùn)輸方式比較分析

根據(jù)各運(yùn)輸方式貨運(yùn)量數(shù)據(jù)，鐵路貨運(yùn)量占比呈現(xiàn)下降的狀態(tài)，公路、水運(yùn)都市場份額占比穩(wěn)定，甚至在一定程度有一定的增長態(tài)勢。2003 — 2018 年各運(yùn)輸方式貨運(yùn)量占比如圖2 所示。2004 — 2018 年各運(yùn)輸方式貨運(yùn)量增長率如圖3 所示。

2 鐵路貨運(yùn)量增長不對稱性模型構(gòu)建

2.1 不對稱性分析

鐵路貨運(yùn)量增長不對稱性可以定義為：在相同的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，剔除一些突發(fā)事件的影響，在其他交通方式貨運(yùn)量增長率基本能和全社會貨運(yùn)量增長率總體匹配的情況下，鐵路貨運(yùn)量占比卻逐年降低，增長速率出現(xiàn)滯后的現(xiàn)象。由圖1 至圖3 可知，在全社會貨運(yùn)量穩(wěn)定增長的背景下，公路等運(yùn)輸方式在不斷提高其占比的同時，鐵路貨運(yùn)量在市場的占比卻越來越小。2013 年，我國鐵路實(shí)行 “政企分開”，鐵路貨運(yùn)向現(xiàn)代化物流轉(zhuǎn)型發(fā)展；2018 年，“公轉(zhuǎn)鐵” 政策明確調(diào)整貨物運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，制訂貨運(yùn)增量行動方案，鐵路貨運(yùn)量呈現(xiàn)出增長的趨勢。盡管如此，鐵路貨運(yùn)量增長仍然存在不對稱性。在研究鐵路貨運(yùn)的不對稱性時，應(yīng)與其他交通方式作比較分析，繪制不對稱性曲線描述鐵路的不對稱增長狀況，定量計算鐵路貨運(yùn)量的增長不對稱性系數(shù)，通過構(gòu)建模型分析鐵路的不對稱性增長程度，為促進(jìn)鐵路貨運(yùn)量發(fā)展提供理論依據(jù)。

2.2 增長不對稱性系數(shù)的確定

在統(tǒng)計學(xué)中，美國統(tǒng)計學(xué)家在20 世紀(jì)初提出了一種反映一個國家或者地區(qū)收入分配非均衡性的曲線—— 洛倫茲曲線。在洛倫茲曲線中橫軸表示人口數(shù)量累計百分比，縱軸表示人口收入累計百分比，坐標(biāo)軸內(nèi)的45°直線為絕對均衡線，表示人口比例的累計百分比與收入累計百分比相同，從而達(dá)到完全平等的收入分配。在衡量收入分配的均衡性上，洛倫茲曲線的彎曲程度具有重要的意義，曲線彎曲程度越大，表示收入分配的不平等越嚴(yán)重，反之彎曲程度不明顯，則表明收入分配越平等。絕對平等線與洛倫茲線圍成的面積稱為不平等面積，如果收入分配越不均衡，則不平等面積越大。不平等面積與不平等面積和洛倫茲曲線右下方面積之和的比值為基尼系數(shù)，比例數(shù)值在0 到1 之間，基尼系數(shù)是國際上用來綜合考察居民內(nèi)部收入分配差異狀況的一個重要分析指標(biāo)，數(shù)值越低表示財富在總體社會成員中分配越均勻。

借鑒洛倫茲曲線，受收入分配非均衡性的絕對均衡線的啟發(fā)，理論上鐵路貨運(yùn)量的增長應(yīng)該與全社會貨運(yùn)量的增長相對應(yīng)，這種增長形式才是鐵路貨運(yùn)的正常發(fā)展，即鐵路貨運(yùn)量的增長比率應(yīng)該等于或者略高于全社會貨運(yùn)量的增長比率，形成理想

條件下，鐵路貨運(yùn)量累計百分比與全社會貨運(yùn)量累計百分比在坐標(biāo)軸上的絕對對稱線。由鐵路貨運(yùn)量增長不對稱性分析可知，在實(shí)際情況中鐵路貨運(yùn)量增長呈現(xiàn)不對稱性發(fā)展，鐵路貨運(yùn)量的增長總是滯后于全社會貨運(yùn)量的增長，將每年的鐵路貨運(yùn)量累計百分比為橫軸，對應(yīng)的全社會貨運(yùn)量累計百分比為縱軸，構(gòu)建反映我國鐵路貨運(yùn)量與全社會貨運(yùn)量對應(yīng)關(guān)系的鐵路貨運(yùn)量不對稱性曲線，其與理想條件下的絕對對稱線存在一定的面積差，將此面積差定義為不對稱性系數(shù)，反映出實(shí)際情況與理想狀況的差距，衡量增長不對稱性的程度。不對稱性系數(shù)在0 ～1 之間，數(shù)值越大表示不對稱性的程度越大；若系數(shù)為負(fù)值，即不對稱性曲線總體位于絕對對稱線上方，則表示不存在不對稱性，不對稱性系數(shù)沒有意義。

圖2 2003 — 2018 年各運(yùn)輸方式貨運(yùn)量占比Fig.2 Proportion of freight volume of rail, road and water transportation (2003—2018)

圖3 2004 — 2018 年各運(yùn)輸方式貨運(yùn)量增長率Fig.3 Total growth rate of rail, road, water transportation and freight volume (2004—2018)

2.3 不對稱性曲線模型構(gòu)建

根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)中的理論，如果能知道有關(guān)收入的函數(shù)或者收入分布的密度，就能得到描述收入分配均衡性的曲線，但是由于函數(shù)計算的復(fù)雜性，很難直接得到吻合的函數(shù)，因而很多的研究者從模型的擬合程度分析入手，利用均方誤差、絕對誤差等對構(gòu)建函數(shù)的擬合精度進(jìn)行比較，直接選取適宜的模型。實(shí)踐證明，這種方法能很好地比擬出誤差更小的不對稱性曲線，從而構(gòu)建恰當(dāng)?shù)拿枥L不對稱性曲線的模型。隨著人們探究的不斷深入，以簡單函數(shù)為基數(shù)，發(fā)展到構(gòu)建冪指數(shù)模型、exp 指數(shù)模型及更復(fù)雜的多元函數(shù)模型，不對稱性曲線模型越來越多樣化。記Ln為第n年全社會貨運(yùn)量累計百分比，Pn為某種貨運(yùn)方式第n年貨運(yùn)量的累計百分比，計算公式為

式中：ak為第k年的當(dāng)年全社會貨運(yùn)量；aik為第k年第i種貨運(yùn)方式的當(dāng)年貨運(yùn)量，i= 1 表示鐵路貨運(yùn)方式，i= 2 表示公路貨運(yùn)方式。

則目前研究領(lǐng)域主要的不對稱性曲線的4 種模 型[8-10]可以表示為

式中：α，β，γ為模型的擬合系數(shù)。

將公式 ⑴、公式 ⑵ 中求得的具體數(shù)值帶入公式⑶ 至公式 ⑹ 中。運(yùn)用STATA 軟件分別求出系數(shù)和常數(shù)項，求出和方差(SSE)、殘差標(biāo)準(zhǔn)差(Root MSE)、確定系數(shù)(R-squared)、校正后的確定系數(shù)(Adj R-squared) 4 個指標(biāo)進(jìn)行擬合精度比較，選擇出精度最高的模型作為衡量鐵路貨運(yùn)量不對稱性曲線的模型。

3 實(shí)證分析

3.1 鐵路貨運(yùn)量增長不對稱系數(shù)的計算

結(jié)合2003 — 2018 年貨運(yùn)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，根據(jù)公式 ⑴、公式 ⑵ 計算得到2003 — 2018 年貨運(yùn)量累計百分比如表1 所示。

表1 2003 — 2018 年貨運(yùn)量累計百分比 %Tab.1 Cumulative percentage of freight volume (2003—2018)

將表1 中鐵路貨運(yùn)量累計百分比和全社會貨運(yùn)量累計百分比數(shù)據(jù)分別代入公式 ⑶ 至公式 ⑹ 中，運(yùn)用STATA 軟件對和方差(SSE)、殘差標(biāo)準(zhǔn)差(Root MSE)、確定系數(shù)(R-squared)、校正后的確定系數(shù)(Adj R-squared) 4 個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擬合精度比較。模型精度對比如表2 所示。

表2 模型精度對比Tab.2 Model accuracy comparison

由表2 可知，模型 ⑶ 的擬合度和其他組有明顯的差別，應(yīng)當(dāng)排除；模型 ⑷、模型 ⑸ 和模型 ⑹ 的擬合度相同，但模型 ⑹Root MSE 顯著偏低，說明其擬合程度更好。因此，應(yīng)選取模型 ⑹ 計算不對稱性系數(shù)。

選取表1 中的數(shù)據(jù)，將鐵路貨運(yùn)量累計百分比為橫軸，全社會貨運(yùn)量累計百分比為縱軸，繪制的鐵路貨運(yùn)量增長不對稱性曲線如圖4 所示。

圖4 鐵路貨運(yùn)量增長不對稱性曲線Fig.4 Asymmetric growth curve of rail freight volume

運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)軟件回歸分析，得到結(jié)果，系數(shù)α= -30.271 950，β= 0.995 922，γ= 31.441 330，擬合的函數(shù)可以表示為

假設(shè)絕對對稱與不對稱性曲線之間的面積為A1，不對稱性曲線與橫軸及直線Pn= 1 的所圍成的面積B1可以表示為

由此計算鐵路貨運(yùn)增長不對稱性系數(shù)G1為

3.2 競爭對手比較分析

選取鐵路的主要競爭對手— 公路的貨運(yùn)量作為研究對象，假設(shè)其貨運(yùn)增長存在不對稱性。以公路貨運(yùn)累計百分比為橫軸，全社會貨運(yùn)量累計百分比為縱軸，公路貨運(yùn)量增長不對稱性曲線如圖5 所示。

圖5 公路貨運(yùn)量增長不對稱性曲線Fig.5 Asymmetric growth curve of road freight volume

由圖5 可知，不對稱性曲線與絕對對稱線在坐標(biāo)軸所處的位置差別不是很明顯，經(jīng)過局部放大后可以觀察到公路貨運(yùn)的不對稱性曲線略微位于絕對對稱線上方，初步判斷公路貨運(yùn)增長可能不存在增長不對稱性。為了使判斷更加準(zhǔn)確，繼續(xù)采用模型 ⑹計算不對稱性系數(shù)，得到擬合的函數(shù)為

假設(shè)絕對對稱線與不對稱性曲線之間的面積為A2，不對稱性曲線與橫軸及直線Pn= 1 的所圍成的面積為B2。

公路貨運(yùn)增長不對稱性系數(shù)G2為

計算得到公路貨運(yùn)的增長不對稱性系數(shù)為負(fù)值，與上圖不對稱性曲線位于絕對對稱線上方相符，則假設(shè)不成立，說明公路貨運(yùn)確實(shí)不存在增長不對稱性的情況。

3.3 結(jié)果分析

在以全社會貨運(yùn)量為基數(shù)的不對稱性系數(shù)計算中，用定量分析的方式確定鐵路貨運(yùn)增長存在不對稱性，從結(jié)果中可以初步得到以下結(jié)論。

（1）鐵路貨運(yùn)的發(fā)展確實(shí)存在增長不對稱性的情況，在定性的基礎(chǔ)上擬定不對稱性曲線模型，可以定量計算出不對稱性增長的系數(shù)為0.134，對比正常發(fā)展的公路貨運(yùn)量，其不對稱性系數(shù)為-0.008。鐵路貨運(yùn)數(shù)值越大說明其不對稱性越嚴(yán)重。對鐵路貨運(yùn)量發(fā)展的不對稱性作出定量分析，可以有針對性地對鐵路改革提供理論依據(jù)。鐵路改革應(yīng)將貨運(yùn)量放在第一位，以降低其不對稱性為目標(biāo)，并與相應(yīng)政策相結(jié)合，使其朝著對稱性發(fā)展。

（2）在假設(shè)公路貨運(yùn)也存在不對稱性的基礎(chǔ)上，計算不對稱性系數(shù)之后發(fā)現(xiàn)是小于0 的，說明公路貨運(yùn)量的發(fā)展不存在不對稱性，其發(fā)展能和全社會貨運(yùn)量的發(fā)展相符合。證明了選取的不對稱性曲線模型是適宜的，其準(zhǔn)確性和擬合程度都比較高。與鐵路貨運(yùn)的對比，也映射了鐵路貨運(yùn)增長不對稱性發(fā)展的實(shí)況。因此，在鐵路改革的進(jìn)程中，應(yīng)與公路進(jìn)行比較，縮小差距，發(fā)揮自己固有的特點(diǎn)，以進(jìn)一步擴(kuò)大鐵路貨運(yùn)市場占有率。

4 結(jié)束語

當(dāng)前貨運(yùn)行業(yè)處于競爭日益激烈的階段，鐵路貨運(yùn)作為促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動力量，研究其發(fā)展的不對稱性及其重要，不僅可以為貨運(yùn)改革提供理論支撐，還可以進(jìn)一步指導(dǎo)制定切實(shí)可行的改革方案。衡量貨運(yùn)改革的直觀指標(biāo)之一就是未來鐵路貨運(yùn)量的比重，以增長不對稱性明確鐵路自身貨運(yùn)量增長情況，客觀分析當(dāng)前市場的競爭形勢，準(zhǔn)確制定相應(yīng)的改革政策，不斷提高鐵路的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)自身的核心競爭力，進(jìn)一步落實(shí)我國交通強(qiáng)國的政策，更好地調(diào)整運(yùn)輸體系的結(jié)構(gòu)，使鐵路貨運(yùn)在未來的貨運(yùn)市場更具有優(yōu)勢。