铁路建设项目经济效益形成机理及计量方法改进研究

帅 斌， 黄文成， 胡 鹏， 王 帅， 何 磊

(西南交通大学 交通运输与物流学院，四川 成都 610031)

铁道统计公报[1]显示，截止2015年底我国铁路营业里程达到12.1万km，其中高速铁路营业里程超过1.9万km；2015年9月国家发改委再次批复8 117.77亿人民币用于修建高速铁路[2]。由于铁路建设项目投资额巨大，一旦决策失误将对项目的投资规模、能力设计及线路走向等问题产生直接影响，对国民经济造成无法弥补的损失。现行铁路新建项目经济评估主要按照财务评价、国民经济评价和社会评价3个独立体系展开，然后依据专家和决策者分析形成对项目决策的判断[3-6]。总结现有评估流程、指标、分析存在问题的基础上，研究我国铁路建设项目经济效益的形成机理，提出铁路建设项目经济效益的改进计量方法。

1 现行评估方法流程、指标及存在的问题

我国现行铁路新建项目经济效益评估办法[4]站在资源合理配置角度，基于消费者剩余和生产者剩余理论，采用影子价格法和影响法综合评估铁路项目经济效益，影子价格用于计算项目直接效益和费用、修正项目的一次影响。该方法主要考察项目耗费的社会资源以及项目对社会福利可做出的贡献，重点评价项目的经济合理性。评估步骤为首先搜集基础数据并测算相关参数，然后基于获得的数据识别并计算效益和费用，再后分析相关指标并制定报表，最终判断评估项目经济上的合理性。具体流程及指标见图1。

现行铁路项目经济效益评价办法在现实中存在以下问题：

(1) 经济费用与效益分析、区域与宏观经济影响分析的关系不明确；

(2) 财务评价、国民经济评价、社会影响评价三者范围界定不清楚；

(3) 评价指标体系零散、效益费用承担主体界定不清导致部分计算结果重复；

(4) 部分指标如旅客舒适度提高效益、缓解交通拥挤效益等难以量化；

(5) 只计算诱发运量产生的直接效益，未考虑诱发运量在项目相关区域产生的间接效益，同时采用折半法计算诱发运量直接效益，缺乏精确性和科学性。

上述问题，已无法适应当前铁路行业尤其是高速铁路的快速发展。

2 铁路建设项目经济效益形成机理

机理包括形成要素和要素之间的关系两方面，按照消费者剩余理论和集聚效应理论，可将铁路建设项目经济效益分为净节省效益[5-6]和净增长效益两部分。净增长效益的理论基础是20世纪80年代产生的克鲁格曼新经济地理学，主要研究经济活动(如交通运输)的空间分布规律，解释空间聚集现象的原因和形成机制，并以此探讨某一地区的经济发展问题[7-10]。该理论主要研究对象为本地市场效应和价格指数效应产生集聚力及本地市场竞争带来的分散力。研究的理论模型包括：核心-边缘模型[9]、自由资本模型[11]、自由企业家模型[12-13]和垂直联系模型[14-16]等。基于既有研究成果，得出以下净节省效益和净增长效益的形成机理。

2.1 净节省效益形成机理

铁路建设项目对铁路运输系统、运输市场范围、社会经济系统和生态环境系统产生影响，导致重新分配原有交通流并产生效益变化，具体体现为广义运输费用及外部性成本的节省。因此称之为净节省效益。具体分为：

(1) 客运专线或客货混线铁路建设项目实施带来旅客运行时间节省效益、空气质量影响效益、交通事故影响效益和噪声影响效益等；

(2) 货运专线或客货混线铁路建设项目实施带来的货物运送时间节省效益、空气质量影响效益、交通事故影响效益、噪声影响效益及货物运输破损减少效益等；

(3) 交通可达性改善带来运营成本节省效益。

从效益产生来源看，项目的净节省效益表现为：

(1) 项目实施后正常运量和转移运量产生的广义运输费用节省效益，包括旅客时间节省效益、货物运送时间节省效益、运营成本节省效益、货物运输破损减少效益；

(2) 项目实施后正常运量和转移运量产生的外部性费用节省效益，包括交通事故影响效益、空气质量影响效益和噪声影响效益。

具体的净节省效益机理作用结构见图2。

2.2 净增长效益形成机理

铁路建设项目的实施将不同程度地改善沿线及相关地区的交通运输条件，如降低运输服务的广义费用、增加地区间可达性、缩短出行时间等。既有效益成本分析法考虑由于项目实施产生的影响，见图1，但未涵盖因投入和产品市场扩大而带来更广泛经济效益增加。在铁路项目实施地区，有密切联系的企业数量越来越多，与相关的城市活动也越来越广泛，微观经济理论认为这种集聚将对生产率产生影响，即更好的交通可达性可提高潜在效率，为所有位于该区域内的企业带来巨大发展效益。该部分由聚集效应产生的净增长效益，是对现有成本效益分析涵盖的交通成本和出行时间变化的重要补充，由于既有效益分析方法并未考虑生产率变化带来的影响，因此净节省效益可与传统方法计算的效益叠加。铁路建设项目净增长效益主要体现在以下方面：

(1) 扩大产品项目市场，提高劳动生产率，扩大生产力影响范围；

(2) 拓宽劳动力资源市场，共享资本和原材料资源；

(3) 方便制造商和消费者的沟通联系，产生关联匹配效应；

(4) 学习传播项目相关专业知识，实现技术转移与创新；

(5) 发展跨区域合作，产生外部经济规模效益；

(6) 新建项目诱发运量产生的诱发运量效益。

以往方法仅计算诱发运量产生的直接效益，在诱发运量和转移运量比相对较小的情况下，可以采用折半法计算诱发运量产生的直接效益，而大型铁路项目的诱发运量往往较大，折半法不能充分涵盖诱发运量带来的效益，原因在于折半法认为诱发运量效益是由于供给曲线下移，广义费用下降形成的效益，忽略大型铁路项目能够带来需求曲线的上移，即由于产品市场的扩大带来的更广泛的经济影响，如促进居民生活水平提高和支付意愿额提高等变化，可体现在时间价值、舒适度价值提高等指标层面。但同时必须指出诱发运量效益首先是由运输供给能力增加带来的，而当地区市场扩大需求后，又反过来影响运量继续增加，诱发运量效益是二者持续循环作用的结果。因此，铁路项目的国民经济效益应考虑到广义费用的下降和市场需求增加两方面原因，广义费用下降体现的效益已经在传统的费用效益分析中体现，而市场扩大带来的生产率提升效益则没有被传统方法涵盖，采用净增长效益能比较全面的体现诱发运量效益。

铁路建设项目净增长效益形成机理，见图3。

3 改进计量方法

3.1 净节省效益模型及计算

净节省效益为广义运输费用节省效益和外部性费用节省两部分效益求和，采用有(有项目)、无(无项目)对比法进行计算。当某个OD之间新建铁路项目后，部分旅客将放弃原来的出行方式而选择新建的铁路运输线出行，该部分转移的旅客(以下称旅客转移量)产生的时间节省效益之和，即为该OD新建项目的旅客时间节省效益。

( 1 )

( 2 )

( 3 )

货物运送时间节省效益与运输货物价值、紧缺程度及货物对时间的敏感因数有关

( 4 )

式中:BFTSij为交通小区i到交通小区j之间的货物运送时间节省效益；Qij,n为交通小区i到交通小区j之间第n种货物的转移运量，n为不同运输方式之间的转移、同一运输方式不同运输径路之间的转移、同方式同径路旅行速度不同的转移等；Tij,n为交通小区i到交通小区j之间第n种转移运量单位货运量平均节省时间，除大型工矿企业间组织的直达列车外，其余均需考虑列车附加时间，包括车辆集结等待与中转解编时间、货主取送货物产生的汽车倒运时间等；VOHij,n为交通小区i到交通小区j之间第n种转移运量货物单位时间价值，实际操作时可用运输货物的影子价格乘以社会折现率，再除以一年内所有小时数得到单位货物每小时时间价值。

运营成本节省效益是铁路建设项目最重要的经济效益之一，包括其他径路转移的铁路运量、径路长度缩短产生的运营成本节省效益。

( 5 )

计算货物破损程度降低效益一般是比较各种运输方式的平均破损率，再乘以该货物转移运量的数量和影子价格

( 6 )

交通事故影响效益可采用下式计算

( 7 )

空气质量影响效益指减少氧化氮排放效益和减少碳排放效益，采用日本环境指标计算的经验式为

BNOx=2.3a+19b×Q×Y1×X×10-6

( 8 )

BCO2=40a+122b×Q×Y2×X×10-6

( 9 )

式中：BNOx为减少氧化氮排放效益；BCO2为减少二氧化碳排放效益；a为小型车比率；b为大型车比率，a+b=1；Q为公路转移运量的汽车交通量；X为公路运输距离；Y1为NOX排放量货币评价值；Y2为CO2排放量货币评价值。

将噪声污染程度的变化量乘以单位噪声防治费用计算噪声影响效益

E=AE×DB1-DB0×Z0×ρ

(10)

(11)

式中:E为减少噪声影响效益；AE为减低或消除噪声所需支付的平均每年每人费用；YE为年防治费用；Z0为项目相关地区受噪声影响的人数；DB0、DB1(≤40 dB)分别为无项目和有项目时的噪声污染程度；ρ为项目的评价计算期，取1 年；dBA0为调查地区原有的噪声等级；dBA1为建立声屏障以后该调查地区的噪声等级；Z1为采取噪声防治措施后该调查地区受益人的数量。

3.2 净增长效益模型及计算

计算步骤为

Step1确定计算范围

确定计算范围时理论上应包含项目影响的所有地区，即可能受到铁路建设项目影响的城市和城镇，但考虑中国城乡化差异大的国情，经济发展主要为大城市对小城市的拉动，小城市对大城市的带动有限。因此，本文建议在计算时采用城市层级的概念，并考虑以下层次：

(1) 第1层次为有待建设铁路项目的城市，一般为地级市等中小型城市，或在政治、经济等方面受大型城市的影响较大，在全市范围内存在企业之间互动行为的城市。

(2) 第2层次为第1层次城市的上一级城市，一般为省会城市或直辖市，包括：哈尔滨、长春、呼和浩特、银川、太原、石家庄、西宁、兰州、郑州、济南、重庆、合肥、南京、杭州、长沙、南昌、昆明、贵阳、南宁、福州、海口等城市。

(3) 第3层次为第1层次城市的上两级城市，一般为跨越几个省的区域性政治、经济中心，即为：乌鲁木齐、沈阳、天津、西安、成都、拉萨、武汉。

(4) ……

(5) 最终层次为中国的4个一线大城市，即为北京、上海、广州、深圳。

Step2计算广义交通成本

统计交通方式的网络属性并计算交通方式的综合广义成本，当1个OD之间存在竞争的多种交通方式时，使用对数和作为广义交通成本，以便与随机效用理论一致。

(12)

Step3计算经济潜力

(13)

式中:α为距离衰减参数，目前国际经验值采用1，也可根据不同地区的数据进行标定；Ei为i地区的就业岗位总数(包括自由职业者)，也可以用本地生产总值(GDP)，某些情况下用本地生产总值更合适。经济潜力的测量可被视为城市有效经济规模的指标。

Step4预测无项目时GDP规模

根据国家十二五规划，城市GDP增长保持在7%左右，每个地区相关统计部门将根据城市发展，主动预测次年的GDP增长，将此作为无项目时的GDP规模。

Step5计算聚集效益

(14)

4 算例

以昌赣线(沿途经过南昌、吉安、赣州)为研究载体，建设周期为2014-06～2018-12，计算年度为2019年～2043年。搜集国家、省和地方统计年鉴和铁路网规划文件[1-2]，获取行政区域企业经济现有总产值和未来经济产出情况[3]；收集相关行政区域边界和有关地理信息系统(GIS)的数据[3]；收集长途汽车站、火车站、机场的历史运营和现有运营信息，以及高速公路出入口调研的相关信息[3]。基于初始数据分别计算净节省效益和净增加效益，最后求和得到昌赣线的国民经济效益。

4.1 净节省效益

昌赣线净节省计算所需的客货运周转量预测数据及其他参数[3]，见表1～表3;昌赣线最终净节省效益,见表4。使用式(15)计算昌赣线旅客时间节省效益和货物运输节省效益。

(15)

式中：TLLij,m、MLLij,m分别为转移线(分流线)里程、本线(分流线)里程；TLSij,m、MLSij,m分别为转移线(分流线)速度、本线(分流线)速度。

表1 2019年～2043年昌赣线预测客货运周转量

表2 本线、分流线、转移线数据

表3 其他数据

表4 昌赣线2019年～2043年净节省效益

4.2 净增长效益

选择北京、上海、广州和深圳作为最高层城市，武汉作为第3层城市，昌赣客运专线的具体城市区域层级对应关系和网络属性等基础数据见表5 ～ 表8，最终计算出的2019年～2043年昌赣线净增长效益见表9。

表5 昌赣线区域层级对应关系及网络属性

表6 昌赣线基年与未来年有无项目广义费用

表7 昌赣线经济潜力的贡献

表8 昌赣线发展效益

将净增长效益与净节省效益求和，得到2019年～2043年由于修建昌赣线带来的国民经济效益，见表10。

表9 昌赣线2019年～2043年净增加效益

表10 昌赣线2019年～2043年净增长、净节省及国民经济效益

5 结论

将新建铁路项目国民经济效益分为净增长效益与净节省效益两部分，净增长效益包含项目对未来年相关区域经济发展带来的影响，采用“集聚效应”理论进行研究；净节省效益则通过有无对比法对相关计量内容进行研究。以经济贡献为计量指标，以货币为计量单位，将各计量内容货币化，使最后的净增长、净节省的计量指标统一为经济指标。本文提出的国民经济效益计量方法可为新建铁路项目经济决策提供新的思路，为铁路项目经济建设制定合理的投融资方案提供参考，该经济效益评估方法也可用于评估其他重要的国家基础设施和民生工程项目，如公路建设项目、城市轨道交通网络建设项目等具有公益性的公共产品，具有一定的理论和实践价值。计算某条线路的净节省和净增长效益时需要标定许多参数，如距离衰减参数、经济潜力弹性系数等，具体的标定方法、标定参数对计算结果的影响是下一步重点研究的内容。

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