京沪400 km/h 高速铁路列车竞争力影响探析

鲍晶晶，李 博，杨 晓，诸葛恒英

（中国铁道科学研究院集团有限公司 运输及经济研究所，北京 100081)

新时代人民对于“美好生活”的需要已从单一趋向多元，基于广大人民需求的变更性、多样性、广泛性和层次性，在消费结构转型升级、生活方式转变及城市化进程加剧等多种因素的影响下，客运需求对于铁路不仅是总量的快速增长，而且结构也将发生变化，铁路客运需求将呈现多样化、差异化和个性化。不同地区、不同收入水平、不同出行目的的旅客运输需要铁路深化客运产品创新布局，优化升级以高速铁路列车客运品牌为引领的客运产品体系。

1 高速铁路列车市场竞争力影响分析

2004 年《中长期铁路网规划》颁布实施，我国的高速铁路快速发展。2008 年京津城际铁路(北京南—滨海)正式开通运营，2011 年京沪高速铁路(北京南—上海虹桥)全线正式通车，2012 年京广高速铁路(北京西—广州南)京郑段开通，标志着京广高速铁路全线开通运营。截至今日，2004 版规划的“四纵四横”高速铁路已经全部贯通，2016 年版的“八纵八横”高速铁路网正抓紧推进，彰显高速铁路的网络规模效应，高速铁路市场竞争力逐步增强。

1.1 客运量市场分析

（1）客运量变化趋势。根据国家数据统计，2007—2012 年全社会旅客出行总量呈增长趋势，从2013 年开始呈下降趋势。公路运量与全社会运量变化趋势基本相同，铁路与其他运输方式的运输量则呈持续增长趋势。从旅客运输市场份额的角度来看，公路运量逐年下降，但依然占据80%以上；铁路运量逐年增长，虽没有超过20%，但呈上升趋势。各交通方式旅客运输量变化如图1 所示。旅客周转量从2009 年开始，整体呈上升趋势，公路周转量变化趋势与全社会周转量变化趋势相同；铁路旅客周转量则呈持续增长的趋势，增长速度较快，2013 年以前铁路份额低于公路份额，2014 年后铁路周转量市场份额高于公路运输市场份额。各交通方式旅客周转量变化如图2 所示

图1 各交通方式旅客运输量变化Fig.1 Change of passenger traffic volume of various transportation modes

图2 各交通方式旅客周转量变化Fig.2 Change of passenger turnover of various transportation modes

（2）京沪350 km/h 高速铁路列车客流增长。为满足旅客出行对速度和时间的要求，2017 年京沪高速铁路在北京南—上海虹桥(或上海)开行7 对350 km/h 复兴号高速铁路列车；在此基础上，2018年增开北京南至上海虹桥(或上海)、合肥南、杭州东，8 对复兴号高速铁路列车。复兴号高速铁路列车运营后，北京南—上海虹桥最短运行时间(仅停南京南)由原来的4 h 48 min 缩短至4 h 18 min，节省30 min。由于缩短旅行时间，复兴号高速铁路列车受到旅客欢迎，列车客座率普遍较高。北京南—上海虹桥下行方向列车开行比较表如表1 所示。通过表1 可以看出，复兴号比和谐号累计旅客日均发送量增加979 人、周转量日均增加165 万人公里。同下行方向规律相同，上行方向复兴号高速铁路列车比和谐号高速铁路列车，在日均客座率、发送量、周转量分别提升3.42%，8.35%，13.98%，旅客发送量日均累计增加675 人、周转量日均累计增加110 万人公里。由此可见，速度对运量有提升作用。

表1 北京南—上海虹桥下行方向列车开行比较表Tab.1 Comparison of downward trains of Beijing South-Shanghai Hongqiao

1.2 竞争优势分析

（1）提升与民航竞争力。民航客运和高速铁路客运均是以速度快为主要竞争力的运输方式。随着高速铁路发展的日益壮大，对民航运输业形成较大的冲击，部分民航客运航线已经亏损甚至停飞。以济宁曲阜机场为例，2011 年京沪高速铁路开通后，对上海方向的客流影响较大，飞往上海的航班由原来的每周7 班，缩减为4 班，现在只有2 班。京沪高速铁路开通前，济南遥墙国际机场客货运量连续几年保持两位数增长，2012 年全年民航运输起降7.39 万架次，同比下降0.79%[1]。京沪高速铁路开通对上海—济南航段影响如图3 所示。

图3 京沪高速铁路开通对上海—济南航段影响Fig.3 Impact of Beijing-Shanghai high-speed railway on air traffic of Shanghai-Jinan section

（2）速度与运距关系。在长途客运市场中，与高速铁路列车存在竞争的主要运输方式是民航。结合2 种运输方式现有服务属性数据和客运市场调查数据，运用运输方式客流分担模型，拟合基于不同运距、不同运营速度的高速铁路与民航客运分担率变化曲线图，不同速度等级下高速铁路民航优势运距变化如图4 所示。

图4 不同速度等级下高速铁路民航优势运距变化Fig.4 Change of civil aviation advantageous haul distance of high-speed railway under different speed levels

由图4 分析可知，在300 km/h 运营速度下，运距在1 000 km 以内，高速铁路在客运市场占有绝对优势，随着运距增大，高速铁路市场份额随之降低，而民航市场份额则随之增加，运距1 200 km是高速铁路与民航客运市场分担率的交集点。如果高速铁路运行速度提升至400 km/h，其优势运距将进一步的扩大，分担率交集点延长至1 400 km，运距在1 250 km 以内，高速铁路均占有绝对优势。

2 京沪400 km/h 高速铁路列车客运量预测

2.1 客流需求预测方法

（1）条件假设。预测年度为2022 年，客流预测以设计速度为350 km/h 的线路上运行的400 km/h高速列车作为前提假设。由于既有铁路普速列车与高速铁路列车分工不同，高速铁路列车客运量并不受既有铁路普速列车的影响，因此目标通道内的运输方式划分为高速铁路和民航。按照列车提速条件说明，开行400 km/h 的高速铁路列车除缩短运行时间、价格略有提升外，安全性、舒适性等其他服务属性保持不变。

（2）预测步骤。预测主要以铁路客票中心统计数据和民航统计数据为基础，结合通道各运输方式服务属性和市场调查数据，运用以Logit 模型为中心的预测方法，对所选取的OD 客流量进行测算。具体测算思路是：以目前运输方式的服务属性为基础，测算民航、高速铁路和公路运输方式的综合效用值(快速性、经济性、舒适性、便捷性、安全性)；利用Logit 模型计算各交通方式分担率，预测出各OD 对的客流量。

2.2 客流需求预测模型

Logit 模型是通过建立运输方式的效用值函数来实现交通方式分担率的预测[2-4]，运输方式的效用值是由该运输方式的技术经济特性所决定。运输方式效用值的影响因素有很多，Logit 模型选取其中主要的影响因素来构造模型。Logit 模型的效用函数随机项服从极值分布，其函数表达形式为

式中：Pin为旅客选择第i种交通方式的概率，即各种交通方式的分担率；n为旅客类别；Uin为旅客选择第i种交通方式的效用函数。

效用函数是旅客在选择出行方式时，结合自身特征与各交通方式特性，对影响因素综合评价的结果，用来权衡旅客选定某种运输所得到的满意程度，采用的效用函数关系为

式中：Uin为第i种运输方式对于第n类旅客的效用值；ω1，ω2，ω3，ω4，ω5为经济性、快速性、舒适性、安全性、方便性的权重系数，取值分别为0.22，0.31，0.13，0.15，0.19[5-7]；Ei，Ti，Ci，Si，Ri为第i种运输方式综合效用的经济性、快速性、舒适性、安全性、方便性特征值。

2.3 客流需求预测结果

（1）京沪高速铁路主要节点时间优化分析。根据“复兴号”高速铁路列车牵引制动数据，对京沪高速铁路进行仿真。在北京南—上海虹桥全程直通的场景下，采用400 km/h 高速铁路列车仿真数据，列车全程运行时分为3 h 38 min 26 s，节省20 min 11 s。为可以与现行已开行列车形成时间比较，按照现行G17 次运行时间对列车牵引数据进行拟合，得到各节点间最快列车开行方案下的时间优化。京沪高速铁路主要节点开行400 km/h 高速铁路列车时间优化比较表如表2 所示。

表2 京沪高速铁路主要节点开行400 km/h 高速铁路列车时间优化比较表Tab.2 Comparison of time optimization for operation of 400 km/h high-speed train at main nodes of Beijing-Shanghai high-speed railway

（2）400 km/h 高速铁路列车票价分析。以京沪高速铁路为研究对象，利用Logit 模型，研究400 km/h 高速铁路列车的优势运价。京沪高速铁路运距为1 318 km，分析票价率在0.42 ～ 0.75 元/km范围内(参考既有高速铁路票价率和民航票价)，400 km/h 高速铁路列车票价竞争力分析如图5 所示。结果显示，随着400 km/h 高速铁路列车票价率的升高，与民航的竞争力度逐渐减小；当票价率为0.502 5 元/km 时，京沪高速铁路开行400 km/h高速铁路列车与民航市场分担率均为50%。由此可见，如果京沪高速铁路开行400 km/h 高速铁路列车，票价低于662.3 元时，比民航运输方式更有竞争优势。

目前京沪高速铁路沿线地区旅客平均时间价值为102 元/h，该地区旅客愿意为每节省1 min 的旅行时间支付1.7 元的费用[2]。京沪高速铁路全线提速至400 km/h，压缩运行时间30 min 左右，旅客能够接受的票价为604 元(既有二等座票价为553 元)。综合竞争优势和旅客时间价值分析，京沪高速铁路400 km/h 列车二等座票价取662.3 元与604 元的均值，即633.15 元，较为合适。

（3）各种交通方式分担率。以北京方向客流特征为研究对象(为方便计算，假定各类型旅客客流特征相同)[8]，票价以12306 铁路客户服务中心公布票价为准，其他交通方式以携程旅行网官网公布票价为准，室内交通费用以北京市出租车费用为准，室内交通时间为六环内到达车站和机场的平均时间，运行距离以北京—上海高速铁路距离为基准，根据公式 ⑴和⑵ 计算北京—上海区间旅客经济性、快速性和舒适性特征值，方便性和安全性特征值参考以往研究数据[9]。北京—上海经济性、快速性和舒适性特征值取值如表3 所示。进而利用Logit 模型分别计算提速后高速铁路、民航、公路3 种运输方式的分担率，计算结果显示，铁路分担率为50.43%，民航分担率为44.28%，公路分担率为5.29%。

（4）京沪京沪高速铁路客流预测结果。分别计算2022 年京沪高速铁路没有提速的趋势运量和提速至400 km/h 后的预测运量。比较分析提速后京沪高速铁路主要OD 区间客流的增长幅度，可以得出京沪高速铁路提速至400 km/h 可以有效促进客流的增长。2022 年京沪高速铁路主要OD 区间开行400 km/h 高速铁路列车客流日均增长数据表如表4所示。

表3 北京—上海经济性、快速性和舒适性特征值取值Tab.3 Economic, speed, and comfort features calculation value of Beijing-Shanghai

3 研究结论

（1）通过市场分担率模型计算，400 km/h 高速铁路列车与民航的分担率转换点在1 400 km，运距在1 250 km 以内时高速铁路占有绝对优势。结合350 km/h 高速铁路网情况及区域经济发展，京沪高速铁路通道范围内开行400 km/h 高速铁路列车效果较好，有利于提升高速铁路旅客市场的竞争力。

（2）通过旅客对旅行时间的敏感度分析，以京沪高速铁路为例进行OD 客流预测。2022 年，在没有开行400 km/h 高速铁路列车情况下，主要OD日均运量为61 003 人次；在开行400 km/h 高速铁路列车情况下，民航转移和诱增旅客日均增加13 888 人次、增长率为23%，京沪高速铁路旅客周转量增加1 704 万人公里。

（3）提高400 km/h 高速铁路列车票价会对高速铁路的竞争力产生影响，应结合高速铁路竞争优势、沿线经济发展水平，以及旅客消费支付水平，制定合理的高速铁路票价。

表4 2022 年京沪高速铁路主要OD 区间开行400 km/h 高速铁路列车客流日均增长数据表Tab.4 Daily average growth data of passenger flow of 400 km/h EMU in Beijing-Shanghai corridor in 2022