运输方式转型对社会经济的影响分析—以广西贵港为例

张冠湘，卢 敏，罗天龙，钟慧玲

（华南理工大学 经济与贸易学院，广东 广州 510006）

运输方式转型对社会经济的影响分析—以广西贵港为例

张冠湘，卢 敏，罗天龙，钟慧玲

（华南理工大学 经济与贸易学院，广东 广州 510006）

综合考虑环境影响因素、运输费率因素和服务时间因素，对比分析内河水路运输与公路运输的社会经济效益，建立了货币形式的量化模型，服务时间因素采用服务时间价值的概念衡量货物运输时间的货币价值。以广西贵港到广州南沙的货运为例，量化分析运用不同运输方式所产生的年社会效益，得出内河航运比公路运输每年节省的社会效益约为1.55×108RMB，对运输方式的调整和交通政策的制定具有重要的指导意义。

内河航道运输；运输方式；社会经济；社会效益；环境影响因素；时间价值

1 引言

废气排放是环境恶化的主要因素之一，其中机动车尾气排放占废气排放的比例高达28%[1]，排放的废气主要包括CO（一氧化碳）、HC和NOx（碳氢化合物和氮氧化物）、PM（微粒、碳烟）等有害气体，给环境带来了极大的破坏和污染。相对于公路运输，水路船舶运输具有载重量大、成本低、污染少等优点，船舶运输每吨千米的CO2排放量比汽车运输排放量少3倍[2]。水路运输成为减少废气排放、增加社会效益的一个重要途径，是目前最环保的一种运输方式。公路和水路两种运输方式对社会效益的定量研究，现已成为国内外学者日益关注的课题。效益往往与成本相关，要分析不同运输方式的社会效益，就要对其成本进行深入分析，一般成本包括直接成本和间接成本，本文选取必要货运费率为直接成本，环境影响因素和运输服务时间因素为间接成本。

必要货运费率[3]（Required Freight Rate，RFR）是指收益与成本相平衡时的费率，是评价货运公司年运营状况的一个常用指标。Saran Somanathana等学者[4]认为，必要货运费率的计算与运输的成本和年货运能力相关。其中，成本包括运载工具的运营成本、维护成本和租赁成本。年货运能力与运载工具每年往返的数量和运输吨位相关。往返数量取决于运载工具的运输速度、运输距离和装卸时间、年停运维护时间等因素。本文假设因为缺乏需求或极端天气的停运时间为零。

环境影响因素作为交通运输的隐性成本之一，往往是政府部门制定交通政策时所要考虑的一个重要因素。目前对运输方式污染物排放的货币量主要通过支付意愿（Willingness To Pay）、特征价格、污染物排放对人类伤害的医疗费用衡量。部分学者对机动车、船舶运行过程中所排放的废气测量和影响进行了研究。Liesbeth Schrooten[5]考虑了船型、运输活动、废气排放三个部分，综合分析了船舶能源消耗与废气排放量之间的关系。Hans Michiels和Inge Mayeres[6]采用考虑边际外部医疗费用的方法，分析了比利时和周边地区PM2.5和NOx排放的影响，用货币量化每单位排放的外部性成本。Stef Proost[7]采用支付意愿的方法，考虑燃油税收与排放量之间的关系，得出了柴油每公里的货币成本比汽油少，而排放的污染物却比汽油多。

运输服务时间因素主要体现在时间的长短上，货物的送达时间越短，体现的货物价值越高。时间价值（Value Of Time，VOT）是以货币量的形式来衡量时间差异的价值。最早在1990年，Hague Consulting Group[8]采用支付意愿（Willing To Pay）的方法对大量的实证数据进行分析，估计出货物和旅客时间价值的货币量。在往后的研究中，Mark Wardman[9]研究了公共交通时间价值的估计，综合考虑汽车旅行时间价值和在公共交通使用过程中的步行时间、等待时间和服务间隔时间，分析了英国的一个非常庞大的实验数据集，为英国交通政策的制定提供了依据。J.D.Shires和G.C.de Jong[10]考虑面板估计随机效应模型，通过调查方法分析了在储蓄收入、国家、旅行目的、模式、距离等不同因素下的旅行时间价值的变化。Kinishi Yoko[11]基于运费估计函数，通过获得托运人运输时间在享乐价格理论的隐式值，得到的托运人运输时间的估计价值比用基于离散选择模型的方法得到的估计值更大。

本文将基于运输费率因素、环境影响因素、服务时间因素三个因素，以贵港到南沙港为例，对公路和水路两种运输方式的总社会效益及经济效益进行量化分析和对比研究。

2 模型假设与变量说明

货物运输是指货物从当前的库存点转移到另外一个库存点。公路运输方式和内河水路运输方式的服务系统如图1、图2所示。本文假设不论采取哪种运输方式，货物在收集到初始库存点之前的运输活动以及在到达另一个库存点之后的运输活动都是一样的，因此只考虑货物在两个库存点之间的运输活动。

图1 公路运输方式服务系统

图2 内河水路运输方式服务系统

本文对公路和内河水路两种货物运输方式的社会效益进行量化研究，每种运输方式的社会效益由三个部分的计算组成。第一部分是计算交通工具在生命周期内，平均每年的尾气排放量的货币价值。生命周期包括制造阶段和运营阶段。第二部分是计算最低运输费率，以5%的投资回报率计算。第三部分是时间价值估计，通常，在内河港口腹地的货物运输中，公路运输具有时间优势，相同条件下的内河水路运输时间较长，时间价值估计是对这两种运输方式的时间差进行货币量化。

在该运输服务系统中，本文选取9.6m前四后四厢式货车和2 000吨级的干散货船舶作对比分析，以广西贵港到广州南沙运输服务线路为例，并已知该线路公路运输的两库存点间距离为520km，水路运输的两内河码头间的距离为630km。具体的参数说明见表1。

表1 交通工具的参数说明

3 模型量化与分析

通过分析运输方式服务系统，进一步可以得到以下函数关系。

单程的运输时间ttrip的计算公式：ttrip其中R=线路距离（公路按两库存点之间的距离计算，航道运输按两港口之间的距离计算）；

每年总的运输任务量L的计算公式：L=365×2W，其中W=每天单向运载的货物量；

每年总的货物运输周转量 At（t·km）的计算公式：At=L×R；

每年必须往返运输次数（RTRA），是指完成每年运输任务量的最少往返次数。其计算公式为

每年单向运输量的计算公式：I=Cap×δ×RTPA；

每 年 总 的 燃 油 消 耗 数 Fc(kg)的 计 算 公 式 ：

完成运输任务所必须的运输工具数量T的计算公式：

根据以上的计算函数和运输工具的参数说明，假设从广西贵港到广州南沙的日均单向运输任务量为1 500t，则汽车单程行驶时间为8h，单程运输时间11.25h。若每年的停运时间为30d，那么汽车最大的往返次数次，若汽车的平均装载率为90%，一辆16t（13.5t货运容量）的汽车每年的单向运输货物量I=13.5×0.9×358=4 349.7t，每年最少往返次数 RTRA=次。因此，要完成每年单向547 500t的货物运输任务量，需要的汽车数量1=126。

同理，在假定从广西贵港到广州南沙的日均单向运输任务量为1 500t的情况下，根据以上公式及上表船舶具体参数，可计算出使用船舶完成每年运输任务量的相关数据，具体计算结果见表2。

表2 贵港到南沙的运输时间、次数、车辆数数据

3.1 环境影响因素的货币量化分析

环境影响因素考虑汽车与船舶在生命周期的5个环境排放指标。根据生命周期影响分析（LCIA）理论，每种运输工具所产生的废气主要来源于制造过程和运营过程两个阶段。由于制造过程的废气排放量远比在运营过程中的废气排放量少，运输工具在制造过程的排放量数据比较难收集到。因此，本文只考虑车辆在运营过程中的废气排放。汽车和船舶两种运输工具的废气的单位排放量见表3，该表的数据来源于相关环境保护网站[5，12-13]。为了衡量排放污染物的货币价值，大量的学者采用了支付意愿方法对排放污染物的单位价格进行测量，综合现有文献[6-7]分析得到CO2、HC、NO2、PM颗粒、CO的单位排放量价格，见表3。

由此，汽车和船舶排放各类污染物的单位货币价值总和分别为1.408、0.247。下面以水路运输为例，船舶在运营过程中产生的污染物排放对环境影响的货币量化计算过程为：

船舶往返双程的做功＝发动机功率×行驶时间＝1 500×0.735×22.68×2=50 009.4kW·h；

汽车在库存点到港口之间的做功＝210×0.735×0.154×2= 47.540kW·h；

贵港到南沙的船舶每年产生的环境费用＝单辆车每年环境费×车辆数＝50 009.4×0.247×115×7=9 943 619.049RMB；

汽车在库存点到港口之间产生的环境费用= 186 483.803×17×2=6 340 449.301RMB；

通过水路从贵港运输货物到南沙，每年产生的环境污染用货币衡量的总价值为：9 943 619.049+6 340 449.301= 16 284 068.35(1.628×107)RMB。

同理，可以得出公路运输每年产生的环境污染的货币总价值为156 955 624(1.570×108)RMB。因此，从环境因素的角度考虑，相对于公路运输，水路运输产生的社会效益价值估计为1 406 071 555.7(1.406×108)RMB。

表3 汽车、船舶运营过程中的污染物排放的相关数据

3.2 运输费率因素的货币量化分析

运输费率因素采用必要货运费率（RFR）计算。必要货运费率即每种交通工具运输每吨货物的最低运输价格（元/t）。其计算公式为其中，P=初始成本或交通工具价格（元）；C=每年的费用（元），包括燃油费、港口费、折旧与维护费、车辆每年需缴费用、司机工资等；L=每年总的运输任务量（t/年）。 spw=复利贴现因子，其计算公式为：投资回报率（复利），本文取5%，N=运营年数。

根据实地调研情况，从广西贵港到广州南沙的汽车年总运营成本C为99 131 400(9.913×107)RMB，船舶的年总运营成本C为77 231 120(7.723×107)RMB。根据必要货运费率的计算公式，可以得到通过公路运输的汽车的必要货运费率为96.406RMB，通过水路运输的船舶的必要货运费率为77.260RMB。通过公路运输的汽车所需要的年总运营成本（P/spw+C）为105 564 936.1(1.056×108)RMB，通过水路运输的 船 舶 所 需 要 的 年 总 运 营 成 本 为84 599 265.9(8.460×107)RMB。因此，从必要货运费率的角度考虑，水路运输较公路运输产生的社会效益价值估计为20 965 670.24(2.097×107)RMB。

3.3 服务时间因素的货币量化分析

一般而言，运输车辆和船舶需要一段时间在库存点积累到一定的货物需求量才开始进行该批货物的运输。因此，各种运输方式的服务时间不但要考虑车辆往返的运输时间，还要考虑货物在库存点积累的时间。然而，现实中货物在白天到达库存点的流量往往会比晚上大，但为了方便研究，本文假定货物积累的流量速度为恒定值，设定为62.5t/h（1 500t的货运需求/24h）。

单艘船舶装载货物积累时间为12.48(1 300×0.6/62.5)h，即为两艘船成功装载运输的最小时间间隔。在考虑该时间间隔的情况下，从贵港到南沙的船舶的最大服务时间为45.828(33.348+12.48)h，即为车辆往返运输时间与装载货物积累时间之和，最小服务时间则为33.348h。本文选取两者的均值作为该航线的船舶运输的服务时间，即为39.588h。同时，船舶运输的服务时间尚未考虑库存点到内河码头10km的运输时间。因为单艘船舶的货物积累时间为12.48h，而17辆汽车运输1 300×0.6=780t货物的服务时间为4趟×1.54h/趟= 6.2小时＜12.48h。即船舶积累足够的货物时，汽车已完成从库存点到内河码头的运输。同理，汽车的服务时间为11.347h。

在每一次航次中，船舶的平均等待时间为6.24（12.48/2）h，而汽车的等待时间忽略不计。对于每一批780t的货物运输，水路运输较公路运输而言，额外增加的时间为28.241（39.588-11.347）h。Konishi Yoko[11]估算出2014年日本货物运输的平均时间价值为3 133日元/h，本文沿用其结果，按现行汇率1人民币=19.22日元计算，货物运输的平均时间价值为162.94人民币/h。由此，得出水路运输一年节省的全部货物服务时间价值（VOT）估计为-6 459 815.363(-6.460×106)RMB。

3.4 总社会效益的货币量化衡量

本文以广西贵港到广州南沙的货物运输为例，分别从环境影响因素、必要货运费率和服务时间价值三个角度，量化公路运输和水路运输产生的社会效益，经过计算得出，相对于公路运输，水路运输每年所产生的社会效益分别为1 406 071 555.7RMB、20 965 670.24RMB、-6 459 815.363RMB。因此，水路运输较公路运输每年所产生的总社会效益为155 177 410.6(1.55×108)RMB。

4 结语和展望

中国环境保护部数据显示，2012年，全国机动车排放一氧化碳3 471.7万t，碳氢化合物438.2万t，氮氧化物640.0万t，颗粒物62.1万t。其中，汽车成为机动车污染物排放量的主要源头，其一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物排放量分别占机动车排放量的82.5%、78.7%、91.1%和95.3%。通过本文的案例分析，水路运输方式较公路运输方式，将减少13 319.443t二氧化碳、419.938t氮氧化合物、3.008tPM颗粒物、394.395t一氧化碳的污染物排放。

同时，本文从广西贵港到广州南沙的水路运输将产生155 087 298.947RMB的社会效益。因此，水路货物运输方式不但有利于保护环境，而且可以带来极大的社会效益。通过本文的量化分析，旨在为政府及相关部门制定正确的交通运输政策提供一定的参考价值，其研究结果可广泛应用于港航腹地交通运输系统的设计中。

本文的研究只选取了运输方式的三个主要方面，以后的研究还可以从以下几个方面进行深入：（1）结合其他运输方式及其多式联运做比较，如铁路运输、航空运输等。（2）环境的影响因素方面，还可考虑噪声因素及运输方式占地因素。（3）考虑社会外部性因素，比如车辆拥堵因素、车辆运输事故因素等。

[1]Sources of Greenhouse Gas Emissions[EB/OL].http://www.epa.gov/climatechange/ghgemissions/sources.html,2014.

[2]Bureau Voorlinchting Binnenvaart.The Power Of Inland Navigation[EB/OL]. http://www.bureauvoorlichtingbinnenvaart.nl/pageflip/UK/pageflip/,2014.

[3]Stopford M.Maritime Economics[M].New York:Routledge,1997.

[4]Saran Somanathana,Peter Flynn.The Northwest Passage:A simulation[J]. Transportation Research Part A,2009,43:127-135.

[5]Liesbeth Schrooten,Ina De Vlieger.Emissions of maritime transport:A European reference system[J].Science of the Total Environment,2009, 408:318-323.

[6]Inge Mayeres,Hans Michiels.PM2.5 and NOx from traffic:Human health impacts,external costs and policy implications from the Belgian perspective[J].Transportation Research,2012,17:569-577.

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Influence of Transportation Mode Transformation on Social Economy:In the Case of Guangxi Guigang

Zhang Guanxiang,Lu Min,Luo Tianlong,Zhong Huiling
(School of Economics&Trade,South China University of Technology,Guangzhou 510006,China)

In this paper,through considering comprehensively the environmental factors,cost factors and service time factors,we analyzed comparatively the social and economic benefits of the inland waterway transportation and the roadway transportation,built the currency-based quantified model,then in the case of the transportation route between Guangxi Guigang and Guangdong Nansha,studied quantitatively the annual social benefits generated from the adoption of different transportation means.

inland waterway transportation;transportation means;social economy;social benefit;environmental influence factor;time value

F127；F512.7

A

1005-152X(2015)10-0048-04

2015-07-15

中央高校基本科研业务费资助项目（2015ZDXM06）；教育部人文社会科学研究规划基金项目（12YJAZH209，x2jmB7130430）

张冠湘（1975-），男，湖南人，副教授，研究方向：港航物流、危险品物流；卢敏（1990-），女，重庆人，硕士研究生，研究方向：危险品物流、港航物流；罗天龙（1988-），男，广东人，华南理工大学硕士研究生，研究方向：港航物流；钟慧玲（1971-），女，广东人，华南理工大学教授，研究方向：危险品物流。

10.3969/j.issn.1005-152X.2015.10.015