旅客运输需求可替代性研究

游艳雯，贾俊芳

（北京交通大学交通运输学院，北京 100044）

旅客运输需求可替代性研究

游艳雯，贾俊芳

（北京交通大学交通运输学院，北京 100044）

为了定量分析旅客运输需求及其可替代性，利用集对分析原理，从旅客运输需求可替代性影响因素即旅客运输需求特性分析入手，建立替代模型，来定量研究在弹性需求下旅客运输需求的可替代性情况。算例分析结果表明，该需求替代模型具可行性和实用性。该研究可为运输企业合理安排客运产品结构、积极引导客流提供理论基础。

旅客运输；运输需求；可替代性

随着客运专线大规模的修建和运营以及公路和航空运输的快速发展，旅客出行方式选择余地越来越大，旅客运输需求的替代域随之变窄。铁路运输企业为了充分发挥运力、提高通道整体效益，应在充分考虑和兼顾需求的情况下，认识并研究旅客运输需求的可替代性及程度，采取有效措施积极引导、分散客流，避免铁路旅客的流失，实现铁路效益最大化。

目前国内外对旅客运输需求的替代性的相关研究较少。卢朝峰［1］通过对城际铁路的功能定位分析，基于灰色关联度评价方法，以快速性、方便性、舒适性、经济性、准时性和安全性6项定量量化指标建立替代性评价体系，但该方法并未考虑指标值取区间数的情况。罗霞等［2］利用集对分析原理，从运输产品的特性入手建立替代性模型，虽然提出各项产品特性根据情况可取实数和区间数，但在替代性模型具体应用中，须先固定某一运输产品的产品特性才能进行。

本文以研究“运输需求”为中心，结合运输需求在经济性、快速性、方便性、安全性和舒适性上的特征，以及各要素上的弹性（可替代性）及其取值情况，以集对分析理论为基础建立旅客运输需求替代模型，定量分析旅客运输需求的可替代性，为铁路运输企业科学合理地了解旅客需求、安排客运产品结构提供理论依据。

1 运输需求及运输需求的可替代性

1.1 旅客运输需求定义

旅客出行需求是最单纯、最本源的空间位置移动，从运输产品的角度讲即是其核心产品内容（位移），属于运输需求的刚性部分。旅客运输需求［3－6］实际上是通过出行者、供给者和社会环境影响后的出行需求的细分组合，其构成要素中经济性、快速性、方便性、安全性和舒适性等［7－10］服务特性，属于运输需求的弹性部分。

1.2 运输需求可替代性

旅客运输需求具有可替代性［1－2，11－13］的基本特征，即现代运输市场有铁路、公路、水运和民航等多种运输方式和多个运输产品存在，对某种运输产品的运输需求，可以被同种运输方式其他运输产品替代，也可以被其他运输方式的运输产品替代。

1.3 运输需求可替代性影响因素分析及参数标定

运输需求的可替代性受运输产品供给属性（运输需求特性）的影响和制约，主要讨论旅客出行过程中对运输服务品质方面的弹性需求。本文将对旅客运输需求可替代性的影响因素作量化研究。

（1）经济性E

经济性指旅客接受运输服务愿意支付的各项费用，应该包括旅行过程中门到门的所有费用。但由于这方面数据的获取比较困难，现有研究在量化各种需求的经济属性时，一般采用的是票价指标P，即E＝P。

（2）快速性F

快速性反映旅客对各种运输产品的时间属性需求，一般用从出发地到目的地全过程的时间消耗来定量描述，主要由两部分组成：一是旅客在途中的旅行时间T；二是起讫点与交通工具衔接所需的时间I，包括两端城市市内交通时间和候车时间，即F＝T＋I。其中，T在时刻表中值已定；通过对I的分析，本文对此非在乘时间的取值如表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

方便性包括获得和消费运输产品的便捷性，如购票方便、运输接续服务方便等。用W表示购票时间，Z表示平均中转时间，则Co＝W＋Z。根据相关调查，W按未来竞争条件充分情况取值，汽车按车上直接购票取0，其他客运产品取0.5 h；Z按汽车可实现门到门取0，其他客运产品近似取0.5 h［10］。

（4）安全性C

安全性指在运输过程中，将运输对象完好无损、平安运达目的地的特性。目前交通方式选择模型中对安全性的定量处理方法尚未成熟，本文用事故伤亡率Q来衡量安全性，即C＝1－Q。

（5）舒适性S

舒适性指旅客在接受运输服务全过程中所感受到的舒适程度，有专家学者认为在一定程度上可以由票价的高低反映，在定量描述时用舒适率rate（取票价的5%～10%）［8］来衡量舒适性，即S＝P×rate。

2 运输需求替代模型研究

旅客出行选择客运产品的过程是一个多目标决策过程，旅客对影响因素权衡后，结合自身的经济条件和出行目的等因素来选择最适合自己的客运产品，但当该种运输产品短缺或供给不足时，旅客会对各种服务特性综合衡量后选择同种运输方式的其他运输产品，或其他运输方式的运输产品，这充分体现出旅客需求的可替代性。为了更好地研究旅客需求的可替代性，本文利用集对分析理论，提出运输需求替代模型。

2.1 集对分析理论原理

集对分析原理的基本思想是给定两个集合A、B，并设这2个集合组成的集对为H＝（A，B），在某个具体的问题背景τ下，对H的特性展开分析，共得到N个特性，其中α个为集对H中的两个集合A、B共有，β个为相互对立，其余的γ个既不对立也不共有，将比值α／N称为两个集合在背景τ下的同一度；β／N称为对立度；γ／N称为差异度。则A、B两个集合的联系度为

式中，不计较i和j的取值情况βγ

确定联系度的方法有许多，例如穷举法、逐步分析法、层次分析法和最大最小法等，通过对各种方法的分析比较，最终确定用最大最小法来计算联系度。

最大最小法的思想是给出n个数据K1，K2，…，Kn，并假定它们组成一数据序列K1＜K2＜…＜Kn，即其中K1为最小，Kn为最大，则可通过适当的假定之后，用联系度来刻画这一数据序列。为了定量刻画具有大小对立关系的数的对立程度，避免“背景范围”的影响，用各种情况下的最大特性值将联系度系数进行归一化处理，得出更准确的替代值［14］。

2.2 旅客运输需求替代模型构建

根据集对分析原理和最大最小法思想，以及对旅客运输需求可替代性影响因素的分析，建立旅客运输需求替代模型。考虑两种运输需求m和k，结合实际情况，为了更加科学合理地分析和研究m的各项特性，在计算m对k的可替代性时，分为m和k的某项需求特性根据情况均取实数或区间数两种情况。对于安全性和舒适性，特性的值越大越优，称为效益型需求；对于快速性、经济性和方便性，特性的值越小越优，称为成本型需求［2］。旅客运输需求替代模型构建如下。

（1）假设m的某项需求特性为a，k的该项特性为c，此时m对k的可替代性模型见表2。

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

（2）假设m的某项需求特性为区间数［a，b］，k的该项特性为［c，d］，m对k的可替代性模型见表3。单因素可替代性：如表2、表3所示，可得运输需求m对k在该项需求特性p下的替代度，用up表示

多因素可替代性：取5个需求特性联系度的平均值，即求平均替代度，可得运输需求m对k的替代度u为

式中，等式右边3部分分别表示替代度的确定替代、不能确定替代及不可替代大小。n为需求特性的数量，取值为5。

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

旅客运输需求替代值大小的计算步骤如下：

（i）根据对旅客运输需求特性的定量描述进行基础数据的收集；

（ii）按照单因素、多因素可替代性计算方法得出任意两种运输需求及在各特性下的确定替代、不能确定替代以及不可替代大小；

（iii）对旅客运输需求可替代性结果进行讨论分析。

运输企业可以在充分认识旅客需求可替代性的情况下，重新调整铁路客运产品分担率结构，最终做到积极引导、分散客流以及实现效益最大化的目的。

3 算例分析

由于旅客对运输产品的选择是旅客运输需求的具体体现，所以本节针对北京—郑州通道内，旅客在其间可供出行选择的客运产品硬座、硬卧、动车组软座和高速列车软座，结合长途汽车分析旅客运输需求的可替代性。私家车和公务车不参与市场竞争，不属于考虑范围。

根据旅客运输需求替代模型，首先通过市场调查得到所有运输产品提供的运输产品特性值。由于既有线夕发朝至列车（以T167为例）硬座舒适度最低，舒适率取票价的5%；硬卧与长途汽车舒适率相当，取票价的8%；动车组软座（以D2021为例）舒适率取票价的9%；高速列车软座（以G83为例）舒适率取票价的10%。相应的初始参数如表4所示。

表4 各种运输产品的产品特性基础数据Table 4 Basic data of the product characteristics of various transport products

根据旅客运输需求替代模型及其算法，得到以下旅客运输需求替代数据。本研究结果既为旅客运输需求的可替代性，同时也是各种客运产品的可替代性。第α种运输产品对第β种运输产品的替代结果中的确定替代与不可替代部分矩阵如表5所示。

表5 任意旅客运输需求的替代度Table 5 Substitutability of any passenger transport demand

由此可以看出：

（1）长途汽车对既有线客运产品确定替代度高，不可替代度低，使得铁路与公路对这部分客流的竞争比较激烈。为了避免铁路客流的流失，充分发挥通道整体效益，应重视长途汽车对铁路客运产品的替代，争取通过合理的客运产品结构，将其转化为铁路客运产品内部的替代。

（2）客运专线上的产品对硬卧确定替代度最高，其次是硬座；对长途汽车确定替代度较低。铁路企业可以采取相应措施，积极引导旅客向高等级列车选择，分散客流，实现铁路运输企业的效益最大化。

4 结论

本文通过对影响运输需求可替代性的5种运输产品特性进行定量研究，利用集对分析原理，建立了旅客运输需求替代模型，为运输产品的差异化营销策略［15］提供了理论基础。该模型仅从客观角度分析了旅客运输需求的可替代性，并未考虑旅客主观选择以及指标体系中权重的影响，今后的研究可结合旅客行为学、心理学等理论做更深一步的探讨。

［1］卢朝峰.城际铁路在综合运输通道中的替代性评价［J］.铁道运输与经济，2011，33（12）：76－80.

［2］罗霞，廖勇，甘超.综合运输通道内旅客运输方式可替代性分析［J］.铁道运输与经济，2011，33（9）：70－73.

［3］崔艳萍，李艳，程文毅，等.铁路客运发展外部环境及客运需求分析［J］.中国铁路，2014（2）：9－13.

［4］张振利，崔艳萍.铁路客运产品属性研究［J］.铁道运输与经济，2013，35（11）：27－31.

［5］李欠标.我国经济发展环境变化及需求发展趋势［J］.综合运输，2010（12）：58－61.

［6］王甦男，贾俊芳.旅客运输［M］.北京：中国铁道出版社，2010.

［7］陆化普.交通规划理论与方法［M］.北京：清华大学出版社，1998.

［8］何宇强，毛保华，陈团生，等.高速客运专线客流分担率模型及其应用研究［J］.铁道学报，2006，28（3）：18－21.

［9］赵懿琼.交通方式划分的影响因素及其预测方法［J］.科学之友，2008（14）：26－27.

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［11］张清，陈敏.运输需求特性的经济学分析［J］.商品与质量，2012（5）：41.

［12］孙启鹏，吴群琪，张圣忠，等.运输需求的本质及特征分析［J］.综合运输，2007（8）：17－20.

［13］崔萌萌.我国高速铁路运价形成机制研究［D］.北京：北京交通大学，2014.

［14］赵克勤.集对分析及其初步应用［M］.杭州：浙江科技出版社，2000.

［15］温暖.运输企业经济效益评价——基于运输业上市公司的实证研究［D］.北京：北京交通大学，2011.

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

铁道部科技研究开发计划项目（2008X009-D）

游艳雯（1990－），女，硕士，研究方向为运输组织现代化。Email：15120074931＠163.com