铁路货运产品市场分担率的研究

白 杰

(中国铁路国际有限公司 中国铁路公司，北京 100055 )

近年来，随着国民经济发展，社会货运需求快速增长，而铁路货运市场占有率却持续走低[1]。在铁路货运组织改革后，高铁快运、行包快运、零散快运等货运产品推入市场将对整个货运市场产生影响，与其他运输方式的竞争关系将发生变化，铁路在整个货运市场的市场分担率划分值得深入研究。因此，通过利用 Nested Logit 模型，不仅可以较好地解决交通方式划分计算问题，而且可以对铁路货运产品分担率做出预测和计算[2-3]。

1 基于NL模型的货运产品市场分担率研究

1.1 NL 模型

NL (Nested Logit) 模型是一种基于一般 Logit 模型的改进模型，又被称为分层 Logit 模型、巢式 Logit模型。当遇到不同选择方案之间具有相关性，而且必须考虑这种相关性时，NL 模型能够很好的解决此类问题[4]。一般 NL 模型结构示意图如图 1 所示。

记一层虚拟选择枝为运输方式，二层选择枝为运输方式所对应的货运产品。货运产品市场分担率，即不同货运方式的竞争关系可以抽象为：一个货物有n种运输方式的选择方案，对于第i种运输方式中又可以分为ki种货运产品，且选择方案各组间具有相关性。记Ai(i= 1，2，…，n)为第i种运输方式，Aij(j= 1，2，…，ki) 为第i种运输方式的第j种货运产品。

1.2 基于NL模型的货运产品市场分担率研究

货运产品市场分担率是货流在多种交通运输方式之间的分布概率，表明各种交通运输方式所占有的市场份额。主要从分担率影响因素与分担率模型 2 个方面进行研究。

图1 一般NL模型结构示意图Fig.1 The structure diagram of NL model

1.2.1 市场分担率影响因素

（1）旅行时间。铁路货物旅行时间是货物从一个地点位移至另一个地点所花费的时间。大宗货物一般对于旅行时间并不苛求，而高附加值的运输产品却对旅行时间十分敏感，如鲜肉、海鲜等食品，过长的旅行时间会影响食品的新鲜程度甚至导致腐败。

（2）运输价格。铁路货运价格包括途中运输费用、车站装卸费和其他附加作业费。依据运输特点和条件的不同，还有联运运价、专程运价、特种货物运价，以及区域运价等[5]货运价格，一般受到货物的性质及数量、货物的始发地和目的地、订约日期、解约日期、装货准备完成日期、所使用的车辆及其他因素的影响[6]。如果运输价格较高，虽然单位运量的经济收益较高，但也会损失部分货源；如果运输价格较低，虽然能够吸引更多货源，但是会造成单位运量经济收益的损失。因此，制定合理的运输价格是铁路货运产品设计的重中之重。

（3）延误时间。根据调查显示[7-8]，货运延误时间程度对商家和顾客都有很大的影响，尤其是顾客会将托运物品的实际到达时间作为一个重要衡量货运产品服务质量的因素。托运物品的实际到达时间主要受货物旅行时间和延误时间 2 个因素影响，而作为承担物品运输的铁路企业货运部门，根据线路实际运输能力和运输需求安排相应的时刻表，但由于铁路客运先行和货物配送的实际情况，很难避免出现货运产品延误的现象。

1.2.2 货运产品分担率模型

（1）货运产品及运输方式选择效用。根据 Logit模型，货运产品Aij的选择效用VAij可以表示为

式中：θ为效用系数；XAij为选择Aij货运产品的特性向量；θm为第m个模糊特性变量的效用系数；xAij,m为选择Aij货运产品的第m个模糊特性变量值。

Ai运输方式的选择效用VAi可表示为

（2）货运产品及运输方式分担率。选择Ai运输方式的概率PAi可表示为

根据 NL 模型原理，在Ai运输方式下Aij运输产品选择条件概率PAij|Ai可表示为

由公式 ⑴ 至公式 ⑷，可得选择货运产品Aij的概率为

利用 TransCAD 软件中的交通方式划分功能对效用函数的相关参数进行标定，根据标定后的模型进行计算。

2 案例分析

2.1 基础数据

设定货运方式为 3 种：铁路运输、公路运输和航空运输。货运产品为 6 种，其中铁路货运产品 4 种：高铁快递、行包快运、零散快运、普通货物运输；公路 1 种：汽车货物运输；航空运输 1 种：航空货物运输。设定货运产品选择过程中，影响其决策的因素不变。选取旅行时间、延误时间和运输价格 3 个因素表示某种货运产品的效用。现有北京至上海货运产品特性变量值数据如表 1 所示。

表1 现有北京至上海货运产品特性变量值数据表Tab.1 Characteristic variables data of existing Beijing to Shanghai railway freight products

2.2 货运产品分担率计算

2.2.1 参数设置

由公式 ⑴，设m= 3，选择θ1为旅行时间、θ2为运输价格、θ3为延误时间作为货运产品分担率计算的参数。根据目前北京至上海货运市场各种货物的运输方式选择实际调查统计和表 1 中所有货运产品的特性变量值对模型相关参数进行标定。利用 TransCAD中的交通方式划分功能对效用函数的 3 种参数进行标定，3 种参数在货运产品选择层和货运方式选择层的估计值用于货运产品市场分担率的计算中。首先对下层 (货运产品选择层) 参数进行标定，货运产品选择层(下层) 参数估计结果如表 2 所示；然后对上层 (货运方式) 参数进行标定，货运方式选择层 (上层) 参数估计结果如表 3 所示。铁路货运产品Aij中，i= 1；j= 1，2，3，4。根据公式⑴ 和公式 ⑶，可得货运产品 (下层) 与运输方式 (上层) 的效用如表 4 所示。

表2 货运产品选择层(下层)参数估计结果Tab.2 The results of freight product selection layer (lower)param eter estimation

表3 货运方式选择层(上层)参数估计结果Tab.3 The results of freight product selection layer (upper)param eter estimation

根据统计学理论，t 检验值的绝对值大于 1.65，且参数符号正确，则以上影响因素对出行选择行为产生影响的置信度为 95%，模型拟合结果符合要求。

2.2.2 货运产品分担率计算

（1）货运产品及运输方式选择效用。由于公路和航空运输方式均只选择了 1 种货运产品，其货运产品的选择效用与其相应的运输方式选择效用相同。

表4 货运产品(下层)与运输方式(上层)的效用Fig.4 The mode of transport of goods (upper) and the transport of goods (lower)

（2）货运产品及运输方式分担率。根据公式 ⑵至公式 ⑷，可得各运输方式货运分担率；根据公式⑸，可得各货运产品的分担率。货运产品及其相应运输方式的分担率计算结果如表 5 所示。

2.3 影响因素分析

利用控制变量法的原理从旅行时间、运输价格、延误时间 3 个影响因素进行分析，当这些影响因素分别发生变化时，铁路货运产品分担率的变化情况，作为货运产品设计的参考依据[8]。假设铁路普通货运、公路运输和航空运输的旅行时间、运输价格和延误时间不变，其产品特性变量值数据如表 1 所示。

（1）旅行时间。根据现有的货物列车情况，设计产品投放市场的旅行时间取值分别为 12.18 h、10.44 h、9.14 h、8.12 h、7.13 h，其他 2 种特征值不变，设延误时间为 12 h，运输价格为 10 元/kg 的新型货运产品，利用 NL 模型计算旅行时间变化对铁路货运产品市场分担率影响如表 6 所示。

表5 货运产品及其相应运输方式的分担率Tab.5 Choice probability of existing freight modes and products

表6 旅行时间变化对铁路货运产品市场分担率影响Tab.6 Influence of the traveling time change on the market share rate of new railway freight transport products

如表 6 所示，随着旅行时间的缩短铁路货运市场的分担率和货运产品的市场分担率都随之增加。

（2）运输价格。根据铁路 95306 货运平台快运运价标准与货运市场调研情况，设计产品投放市场的运输价格取值分别为 2 元/kg、5 元/kg、10 元/kg、15 元/kg、20元/kg，其他 2 种特征值不变，设延误时间为 12 h，旅行时间为 12.18 h 的新型货运产品。利用 NL 模型的计算运输价格变化对铁路货运产品市场分担率影响如表 7 所示。

从表中数据可以得出，随着运输价格的降低铁路货运市场的分担率和货运产品的市场分担率都随之增加。

（3）延误时间。设计产品投放市场的延误时间取值分别为 6 h、12 h、24 h、48 h，其他 2 种特征值不变，设旅行时间为 12.18 h，运输价格为 10 元/kg 的新型货运产品。利用 NL 模型的计算的延误时间变化对铁路货运产品市场分担率影响结果如表 8 所示。

表7 运输价格变化对铁路货运产品市场分担率影响Tab.7 Influence of transportation price changes on m arket share of new railway freight transport products

表8 延误时间变化对铁路货运产品市场分担率影响Tab.8 Influence of the change of delay time on market share ofnew railway freight transport products

从表 8 可以得出，铁路货运产品市场分担率对延误时间的敏感度较高，当货运产品市场的延误时间和公路运输是同一水平时，这种货运产品具有很强的市场竞争力，将占据大部分货运市场份额。但是，随着延误时间的增加铁路货运产品所占的市场份额将迅速减少，当延误时间达到 24 h 和 48 h 时，这种铁路货运产品几乎不能增加对铁路的市场分担率。

3 结束语

面对竞争日益激烈的货运市场，在货运产品设计层面对货运产品市场分担率进行研究，通过利用 NL模型，综合考虑旅行时间、运输价格和延误时间这 3种因素对铁路货运产品市场分担率的影响，构建较为精确合理的铁路货运产品市场分担率模型，能够为铁路货运产品设计优化调整提供新的思路和科学方法。下一步研究将深入至整个货运网络，对货运产品市场分担率及铁路各货运产品在不同运距范围内竞争力进行对比。

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