旅客運(yùn)輸需求可替代性研究

游艷雯，賈俊芳

（北京交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044）

旅客運(yùn)輸需求可替代性研究

游艷雯，賈俊芳

（北京交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044）

為了定量分析旅客運(yùn)輸需求及其可替代性，利用集對分析原理，從旅客運(yùn)輸需求可替代性影響因素即旅客運(yùn)輸需求特性分析入手，建立替代模型，來定量研究在彈性需求下旅客運(yùn)輸需求的可替代性情況。算例分析結(jié)果表明，該需求替代模型具可行性和實用性。該研究可為運(yùn)輸企業(yè)合理安排客運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、積極引導(dǎo)客流提供理論基礎(chǔ)。

旅客運(yùn)輸；運(yùn)輸需求；可替代性

隨著客運(yùn)專線大規(guī)模的修建和運(yùn)營以及公路和航空運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，旅客出行方式選擇余地越來越大，旅客運(yùn)輸需求的替代域隨之變窄。鐵路運(yùn)輸企業(yè)為了充分發(fā)揮運(yùn)力、提高通道整體效益，應(yīng)在充分考慮和兼顧需求的情況下，認(rèn)識并研究旅客運(yùn)輸需求的可替代性及程度，采取有效措施積極引導(dǎo)、分散客流，避免鐵路旅客的流失，實現(xiàn)鐵路效益最大化。

目前國內(nèi)外對旅客運(yùn)輸需求的替代性的相關(guān)研究較少。盧朝峰［1］通過對城際鐵路的功能定位分析，基于灰色關(guān)聯(lián)度評價方法，以快速性、方便性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性、準(zhǔn)時性和安全性6項定量量化指標(biāo)建立替代性評價體系，但該方法并未考慮指標(biāo)值取區(qū)間數(shù)的情況。羅霞等［2］利用集對分析原理，從運(yùn)輸產(chǎn)品的特性入手建立替代性模型，雖然提出各項產(chǎn)品特性根據(jù)情況可取實數(shù)和區(qū)間數(shù)，但在替代性模型具體應(yīng)用中，須先固定某一運(yùn)輸產(chǎn)品的產(chǎn)品特性才能進(jìn)行。

本文以研究“運(yùn)輸需求”為中心，結(jié)合運(yùn)輸需求在經(jīng)濟(jì)性、快速性、方便性、安全性和舒適性上的特征，以及各要素上的彈性（可替代性）及其取值情況，以集對分析理論為基礎(chǔ)建立旅客運(yùn)輸需求替代模型，定量分析旅客運(yùn)輸需求的可替代性，為鐵路運(yùn)輸企業(yè)科學(xué)合理地了解旅客需求、安排客運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)提供理論依據(jù)。

1 運(yùn)輸需求及運(yùn)輸需求的可替代性

1.1 旅客運(yùn)輸需求定義

旅客出行需求是最單純、最本源的空間位置移動，從運(yùn)輸產(chǎn)品的角度講即是其核心產(chǎn)品內(nèi)容（位移），屬于運(yùn)輸需求的剛性部分。旅客運(yùn)輸需求［3－6］實際上是通過出行者、供給者和社會環(huán)境影響后的出行需求的細(xì)分組合，其構(gòu)成要素中經(jīng)濟(jì)性、快速性、方便性、安全性和舒適性等［7－10］服務(wù)特性，屬于運(yùn)輸需求的彈性部分。

1.2 運(yùn)輸需求可替代性

旅客運(yùn)輸需求具有可替代性［1－2，11－13］的基本特征，即現(xiàn)代運(yùn)輸市場有鐵路、公路、水運(yùn)和民航等多種運(yùn)輸方式和多個運(yùn)輸產(chǎn)品存在，對某種運(yùn)輸產(chǎn)品的運(yùn)輸需求，可以被同種運(yùn)輸方式其他運(yùn)輸產(chǎn)品替代，也可以被其他運(yùn)輸方式的運(yùn)輸產(chǎn)品替代。

1.3 運(yùn)輸需求可替代性影響因素分析及參數(shù)標(biāo)定

運(yùn)輸需求的可替代性受運(yùn)輸產(chǎn)品供給屬性（運(yùn)輸需求特性）的影響和制約，主要討論旅客出行過程中對運(yùn)輸服務(wù)品質(zhì)方面的彈性需求。本文將對旅客運(yùn)輸需求可替代性的影響因素作量化研究。

（1）經(jīng)濟(jì)性E

經(jīng)濟(jì)性指旅客接受運(yùn)輸服務(wù)愿意支付的各項費用，應(yīng)該包括旅行過程中門到門的所有費用。但由于這方面數(shù)據(jù)的獲取比較困難，現(xiàn)有研究在量化各種需求的經(jīng)濟(jì)屬性時，一般采用的是票價指標(biāo)P，即E＝P。

（2）快速性F

快速性反映旅客對各種運(yùn)輸產(chǎn)品的時間屬性需求，一般用從出發(fā)地到目的地全過程的時間消耗來定量描述，主要由兩部分組成：一是旅客在途中的旅行時間T；二是起訖點與交通工具銜接所需的時間I，包括兩端城市市內(nèi)交通時間和候車時間，即F＝T＋I(xiàn)。其中，T在時刻表中值已定；通過對I的分析，本文對此非在乘時間的取值如表1所示。

表1 不同交通方式I取值列表（h）［10］Table 1 Value list for different transportation modes I

（3）方便性Co

方便性包括獲得和消費運(yùn)輸產(chǎn)品的便捷性，如購票方便、運(yùn)輸接續(xù)服務(wù)方便等。用W表示購票時間，Z表示平均中轉(zhuǎn)時間，則Co＝W＋Z。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，W按未來競爭條件充分情況取值，汽車按車上直接購票取0，其他客運(yùn)產(chǎn)品取0.5 h；Z按汽車可實現(xiàn)門到門取0，其他客運(yùn)產(chǎn)品近似取0.5 h［10］。

（4）安全性C

安全性指在運(yùn)輸過程中，將運(yùn)輸對象完好無損、平安運(yùn)達(dá)目的地的特性。目前交通方式選擇模型中對安全性的定量處理方法尚未成熟，本文用事故傷亡率Q來衡量安全性，即C＝1－Q。

（5）舒適性S

舒適性指旅客在接受運(yùn)輸服務(wù)全過程中所感受到的舒適程度，有專家學(xué)者認(rèn)為在一定程度上可以由票價的高低反映，在定量描述時用舒適率rate（取票價的5%～10%）［8］來衡量舒適性，即S＝P×rate。

2 運(yùn)輸需求替代模型研究

旅客出行選擇客運(yùn)產(chǎn)品的過程是一個多目標(biāo)決策過程，旅客對影響因素權(quán)衡后，結(jié)合自身的經(jīng)濟(jì)條件和出行目的等因素來選擇最適合自己的客運(yùn)產(chǎn)品，但當(dāng)該種運(yùn)輸產(chǎn)品短缺或供給不足時，旅客會對各種服務(wù)特性綜合衡量后選擇同種運(yùn)輸方式的其他運(yùn)輸產(chǎn)品，或其他運(yùn)輸方式的運(yùn)輸產(chǎn)品，這充分體現(xiàn)出旅客需求的可替代性。為了更好地研究旅客需求的可替代性，本文利用集對分析理論，提出運(yùn)輸需求替代模型。

2.1 集對分析理論原理

集對分析原理的基本思想是給定兩個集合A、B，并設(shè)這2個集合組成的集對為H＝（A，B），在某個具體的問題背景τ下，對H的特性展開分析，共得到N個特性，其中α個為集對H中的兩個集合A、B共有，β個為相互對立，其余的γ個既不對立也不共有，將比值α／N稱為兩個集合在背景τ下的同一度；β／N稱為對立度；γ／N稱為差異度。則A、B兩個集合的聯(lián)系度為

式中，不計較i和j的取值情況βγ

確定聯(lián)系度的方法有許多，例如窮舉法、逐步分析法、層次分析法和最大最小法等，通過對各種方法的分析比較，最終確定用最大最小法來計算聯(lián)系度。

最大最小法的思想是給出n個數(shù)據(jù)K1，K2，…，Kn，并假定它們組成一數(shù)據(jù)序列K1＜K2＜…＜Kn，即其中K1為最小，Kn為最大，則可通過適當(dāng)?shù)募俣ㄖ?，用?lián)系度來刻畫這一數(shù)據(jù)序列。為了定量刻畫具有大小對立關(guān)系的數(shù)的對立程度，避免“背景范圍”的影響，用各種情況下的最大特性值將聯(lián)系度系數(shù)進(jìn)行歸一化處理，得出更準(zhǔn)確的替代值［14］。

2.2 旅客運(yùn)輸需求替代模型構(gòu)建

根據(jù)集對分析原理和最大最小法思想，以及對旅客運(yùn)輸需求可替代性影響因素的分析，建立旅客運(yùn)輸需求替代模型?？紤]兩種運(yùn)輸需求m和k，結(jié)合實際情況，為了更加科學(xué)合理地分析和研究m的各項特性，在計算m對k的可替代性時，分為m和k的某項需求特性根據(jù)情況均取實數(shù)或區(qū)間數(shù)兩種情況。對于安全性和舒適性，特性的值越大越優(yōu)，稱為效益型需求；對于快速性、經(jīng)濟(jì)性和方便性，特性的值越小越優(yōu)，稱為成本型需求［2］。旅客運(yùn)輸需求替代模型構(gòu)建如下。

（1）假設(shè)m的某項需求特性為a，k的該項特性為c，此時m對k的可替代性模型見表2。

表2 不同類型需求特性的可替代性模型Table 2 Substitutability model of different types of demand characteristics

（2）假設(shè)m的某項需求特性為區(qū)間數(shù)［a，b］，k的該項特性為［c，d］，m對k的可替代性模型見表3。單因素可替代性：如表2、表3所示，可得運(yùn)輸需求m對k在該項需求特性p下的替代度，用up表示

多因素可替代性：取5個需求特性聯(lián)系度的平均值，即求平均替代度，可得運(yùn)輸需求m對k的替代度u為

式中，等式右邊3部分分別表示替代度的確定替代、不能確定替代及不可替代大小。n為需求特性的數(shù)量，取值為5。

表3 不同類型需求特性的可替代性模型Table 3 Substitutability model of different types of demand characteristics

旅客運(yùn)輸需求替代值大小的計算步驟如下：

（i）根據(jù)對旅客運(yùn)輸需求特性的定量描述進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集；

（ii）按照單因素、多因素可替代性計算方法得出任意兩種運(yùn)輸需求及在各特性下的確定替代、不能確定替代以及不可替代大小；

（iii）對旅客運(yùn)輸需求可替代性結(jié)果進(jìn)行討論分析。

運(yùn)輸企業(yè)可以在充分認(rèn)識旅客需求可替代性的情況下，重新調(diào)整鐵路客運(yùn)產(chǎn)品分擔(dān)率結(jié)構(gòu)，最終做到積極引導(dǎo)、分散客流以及實現(xiàn)效益最大化的目的。

3 算例分析

由于旅客對運(yùn)輸產(chǎn)品的選擇是旅客運(yùn)輸需求的具體體現(xiàn)，所以本節(jié)針對北京—鄭州通道內(nèi)，旅客在其間可供出行選擇的客運(yùn)產(chǎn)品硬座、硬臥、動車組軟座和高速列車軟座，結(jié)合長途汽車分析旅客運(yùn)輸需求的可替代性。私家車和公務(wù)車不參與市場競爭，不屬于考慮范圍。

根據(jù)旅客運(yùn)輸需求替代模型，首先通過市場調(diào)查得到所有運(yùn)輸產(chǎn)品提供的運(yùn)輸產(chǎn)品特性值。由于既有線夕發(fā)朝至列車（以T167為例）硬座舒適度最低，舒適率取票價的5%；硬臥與長途汽車舒適率相當(dāng)，取票價的8%；動車組軟座（以D2021為例）舒適率取票價的9%；高速列車軟座（以G83為例）舒適率取票價的10%。相應(yīng)的初始參數(shù)如表4所示。

表4 各種運(yùn)輸產(chǎn)品的產(chǎn)品特性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)Table 4 Basic data of the product characteristics of various transport products

根據(jù)旅客運(yùn)輸需求替代模型及其算法，得到以下旅客運(yùn)輸需求替代數(shù)據(jù)。本研究結(jié)果既為旅客運(yùn)輸需求的可替代性，同時也是各種客運(yùn)產(chǎn)品的可替代性。第α種運(yùn)輸產(chǎn)品對第β種運(yùn)輸產(chǎn)品的替代結(jié)果中的確定替代與不可替代部分矩陣如表5所示。

表5 任意旅客運(yùn)輸需求的替代度Table 5 Substitutability of any passenger transport demand

由此可以看出：

（1）長途汽車對既有線客運(yùn)產(chǎn)品確定替代度高，不可替代度低，使得鐵路與公路對這部分客流的競爭比較激烈。為了避免鐵路客流的流失，充分發(fā)揮通道整體效益，應(yīng)重視長途汽車對鐵路客運(yùn)產(chǎn)品的替代，爭取通過合理的客運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，將其轉(zhuǎn)化為鐵路客運(yùn)產(chǎn)品內(nèi)部的替代。

（2）客運(yùn)專線上的產(chǎn)品對硬臥確定替代度最高，其次是硬座；對長途汽車確定替代度較低。鐵路企業(yè)可以采取相應(yīng)措施，積極引導(dǎo)旅客向高等級列車選擇，分散客流，實現(xiàn)鐵路運(yùn)輸企業(yè)的效益最大化。

4 結(jié)論

本文通過對影響運(yùn)輸需求可替代性的5種運(yùn)輸產(chǎn)品特性進(jìn)行定量研究，利用集對分析原理，建立了旅客運(yùn)輸需求替代模型，為運(yùn)輸產(chǎn)品的差異化營銷策略［15］提供了理論基礎(chǔ)。該模型僅從客觀角度分析了旅客運(yùn)輸需求的可替代性，并未考慮旅客主觀選擇以及指標(biāo)體系中權(quán)重的影響，今后的研究可結(jié)合旅客行為學(xué)、心理學(xué)等理論做更深一步的探討。

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Substitutability of passenger transport demand

YOU Yan-wen，JIA Jun-fang
（School of Traffic and Transportation，Beijing Jiao tong University，Beijing 100044，China））

We estab lish set pair analysis basedsubstitutability model fromthe analysis of the influential fac tors of passenger transport demandsubstitutability to quantitatively analyze passenger transport demandandits substitutability．We then address substitutable situation of passenger transport demandunder flexible demand．Case analysis shows that the modelhas feasibility and prac ticability．The research can offer a basic theory for reasonable struc ture arrangement of passenger transport products of transport corporations and active passenger guidance．

passenger transport；transport demand；substitutability

U291

A

1002-4026（2014）05-0080-05

10.3976／j.issn.1002－4026.2014.05.014

2014-05-29

鐵道部科技研究開發(fā)計劃項目（2008X009-D）

游艷雯（1990－），女，碩士，研究方向為運(yùn)輸組織現(xiàn)代化。Email：15120074931＠163.com