基于系统动力学的中欧班列发展趋势分析

陈振江，龚　英

(重庆工商大学 商务策划学院，重庆　400067)



基于系统动力学的中欧班列发展趋势分析

陈振江，龚英

(重庆工商大学 商务策划学院，重庆400067)

运用系统动力学方法，通过对影响中欧班列发展的众多因素进行梳理，将中欧班列发展系统分为沿线国家合作机制建设子系统、出境货运量子系统、班列间竞争子系统以及基础设施及配套服务建设子系统，并对该系统动力学模型进行分析，得出提高国家层面统筹规划、加强基础设施及配套服务建设、增大沿线国家合作机制建设以及调整进出口贸易结构是促进中欧班列不断发展主要措施的结论。单纯地增加中欧班列吸引力或者增加运力并不能持续提高班列的货运量，只有两者同时增加才能有效促进中欧班列不断发展。

中欧班列；系统动力学；国家合作机制

一、引言

中欧班列是中国中西部各省市响应国家“新丝绸之路”战略、推进中东亚及欧洲地区互联互通建设而开通运行的国际铁路货运班列，自2011年10月重庆市发出“渝新欧”国际货运班列开始，先后有武汉、成都、郑州、合肥等十几个省市开通了至欧洲地区的货运班列。

相对于公路、航空等其他货运方式，铁路运输具有稳定性好、运量大、安全性高等特点。然而，在实际运行中，中欧班列却面临着运营成本高、货源不足等问题，开往欧洲的十几条货运班列几乎都处于亏损状态[1]。以“蓉欧快铁”为例，在从成都发往欧洲的整个运行区间内，一个集装箱运输总成本大概为一万美元，但目前成都方面收取的运费却只有7 500美元左右，这就意味着，即便是满载41个集装箱，一趟也要亏损10多万美元[2]。这种情况在其他各地大同小异，为了和海运竞争货源，必须要压低报价。通过财政补贴、降低价格等途径争夺货源，早已成为各中欧班列运行中的常规性活动。

截至目前，有关中欧班列发展的研究主要集中在发展现状和政策建议方面，如李耀华认为目前中欧班列发展主要存在货源竞争激烈和成本居高不下的问题，给出了协调各方关系、整合地方利益、扩大市场影响以及改善运营环境4条对策建议[2]；杨明强则认为地缘政治影响、运行欠通畅、去程货源不足等是中欧班列面临的主要问题，应注重整合班列利用率、创新运营模式[3]；车探来从中欧陆路运输的软硬件角度出发，给出了强化基础设施建设、完善运输机制、细分市场以及发展多式联运的对策建议[4]；古龙高则从中欧班列具体运行情况入手，提出回程货太少、无序竞争造成资源浪费、通道容量不足是中欧班列亟待提高的方面，并给出了建立运输协调机制、建立统一业务受理平台以及加快通道节点城市建设等发展建议[5]。对中欧班列发展进行定量分析的研究并不多，主要有：曹霞等结合渝新欧物流有限公司实际，运用解释结构模型法找出了影响班列发展的因素以及因素间的层次关系，并提出物流服务能力、物流系统总成本、市场竞争状况和政治环境是影响班列货运服务水平的重要因素[6]；叶燕程等针对中欧班列货源不足、成本高、政府补贴压力大等问题，提出了中欧铁路货运集拼方案，并通过数学模型和数值分析揭示了方案的有效性[1]。但以上研究当中有关中欧班列发展内在机理和规律的研究较少，本文运用系统动力学方法找到影响中欧班列发展的因素，利用计算机模拟中欧班列发展趋势，并通过参数调整、因素灵敏度分析等处理方式得到中欧班列发展的科学有效对策。

二、中欧班列发展系统因果关系图

中欧班列发展系统是由相互联系、相互影响的因素组成。在系统动力学方法中因素之间的联系可以概括为因果关系，正是这种因果关系的相互作用，最终形成系统的功能和行为，所以因果关系分析是系统构造的基础，是系统动力学建模的关键。从系统结构功能的角度，将中欧班列发展的影响因素划分为以下4个子系统进行详述。

(一)沿线国家合作机制建设子系统

作为国际铁路货运班列，中欧班列的运行和发展要受到沿线国家政治、贸易需求、通关手续办理等因素的影响，具体因果关系如图1所示。

其中，正反馈回路有：

1.沿线国家合作机制建设→货运手续复杂程度→通关效率→货运时间→货运服务水平→中欧班列吸引力→班列入境货运量→沿线国家收入→沿线国家合作机制建设。

2.沿线国家合作机制建设→运价协调→通行费用→货运成本→货运价格→中欧班列吸引力→班列入境货运量→沿线国家收入→沿线国家合作机制建设。

3.沿线国家收入→沿线国家贸易需求→班列入境货运量→沿线国家收入。

负反馈回路有：

1.沿线国家合作机制建设→货运手续复杂程度→通关效率→货运时间→货运服务水平→中欧班列吸引力→中欧班列辐射能力→沿线国家利益协调难度→沿线国家贸易保护→沿线国家合作机制建设。

2.沿线国家贸易保护→通行费用→货运成本→货运价格→中欧班列吸引力→中欧班列辐射能力→沿线国家利益协调难度→沿线国家贸易保护。

图1　沿线国家合作机制建设子系统因果关系图

(二)出境货运量子系统

出境货运量主要受区域经济发展、进出口贸易结构以及中欧班列吸引力等因素的影响，具体因果关系如图2所示。

其中包括两条正反馈回路：

1.区域经济发展→货运贸易需求→境内货源→出境货运量→班列货运收入→区域经济发展。

2.区域经济发展→物流业发展水平→物流立体体系建设→货运服务水平→中欧班列吸引力→出境货运量→班列货运收入→区域经济发展。

图2　出境货运量子系统因果关系图

(三)班列间竞争子系统

截至到目前，全国开通运营的中欧班列已达到21列次*大陆桥物流联盟公共信息平台.中欧班列21列 中亚班列17列[EB/OL].[2015-05-26].http://www.LandBridgeNet.com，这些中欧班列之间不仅有许多重复运行路线，而且相互间存在货源争夺现象，造成了运力的浪费。这些因素相互间因果关系如图3所示。

图3　班列间竞争子系统因果关系图

该子系统包括3个正反馈回路：

1.班列间无序竞争→通道资源整合程度→班列运力→中欧班列吸引力→班列间无序竞争。

2.班列间无序竞争→班列市场化程度→企业参与度→中欧班列吸引力→班列间无序竞争。

3.班列间无序竞争→货运量→货运收入→班列间无序竞争。

(四)基础设施及配套服务建设子系统

基础设施及配套服务建设子系统主要包括货物集散节点建设、物联网及信息化平台建设以及运营模式创新等因素，相互间因果关系如图4所示。

图4　基础设施及配套服务建设子系统因果关系图

其中包括5个正反馈系统：

1.基础设施及配套服务建设→货物集散节点建设→分拨与配送能力→货运服务水平→中欧班列吸引力→货运量→货运收入→基础设施及配套服务建设。

2.基础设施及配套服务建设→物联网及信息化平台建设→货运服务水平→中欧班列吸引力→货运量→货运收入→基础设施及配套服务建设。

3.基础设施及配套服务建设→线路改造与升级→货运时间→货运服务水平→中欧班列吸引力→货运量→货运收入→基础设施及配套服务建设。

4.货运收入→专业人才引进→技术创新→货运时间→货运服务水平→中欧班列吸引力→货运量→货运收入。

5.货运收入→专业人才引进→运营模式创新→中欧班列吸引力→货运量→货运收入。

(五)中欧班列发展系统因果关系总图

依据上文的分析，建立中欧班列发展系统因果关系总图如图5所示。

三、中欧班列发展系统动力学流图及方程

因果关系图主要用于反映系统的反馈结构，是一种定性的分析形式，它给出了模型的主体结构，从直观上向人们展示各主要系统间的作用，若要进一步进行定量分析，则需要将因果关系图细化，引入必要的辅助变量[7],构建更为详尽的系统流图，如图6所示。

几个主要变量的数学关系如下：

区域经济发展= INTER(经济发展增速)+Initial；区域经济发展增速=区域经济发展×GDP增长率；物流业发展水平=区域经济发展×影响因子1；境内货源=货运贸易需求×出境班列占比；出境班列占比= 1/(100-中欧班列吸引力)；出境货运量=MIN(境内货源，班列运力)-班列间无序竞争损耗；沿线国家贸易需求=MIN(进出口贸易结构×影响因子2,区域居民消费水平)；技术创新=SMOOTH(专业人才引进力度,2)；货运时间=INTER(减少量)+Initial；货运价格=货运成本×(1+盈利因子)-政府补贴；政府补贴= IF THEN ELSE(Time≤补贴截止时间,补贴额,0)。

图5　中欧班列发展系统因果关系总图

图6　中欧班列发展系统动力学流图

四、系统模型检验

(一)实例选取与参数设置

作为各地中欧班列中运行最稳定、发运班次最多、辐射带动性最强的班列之一[8]，“渝新欧”班列不仅是国内最先开行的中欧班列，而且在众多中欧班列中较具有代表性，因此选取“渝新欧”国际铁路货运班列作为系统模型检验实例。通过查阅《重庆统计年鉴》、重庆市海关官网以及渝新欧(重庆)物流有限公司官网等相关网站，参照文献[9-15]，利用专家打分法针对模型中各影响因子的取值向在物流货运领域有比较深入研究的专家进行咨询，结合模型实际运行情况予以反馈，并再次征求专家意见，如此反复调整，最终得出系统流图中部分数据及参数如表1所示。

由于影响因素众多和统计数据的不足，不可能完全得到中欧班列系统中所有参数的精确值，对于这些参数一般采取实际经验和数学计算相结合的方法进行选取[10]。经过VensimPLE软件反复检查和多次模拟运行，模型没有出现警告信息，说明模型构建不存在结构或者方程错误，参数设置也较合理。

表1　系统变量与参数取值

(二)模型检验

由于目前各省市对于中欧班列运营状况的数据并没有专门统计，因此本文首先从班列发展趋势上论证模型的合理性。利用VensimPLE软件绘出中欧班列吸引力随时间变化的趋势如图7所示。

图7　中欧班列吸引力随时间变化的趋势

由图7可以看出，在开行最初的几年里，中欧班列的吸引力上升非常缓慢，这与最初班列的市场化程度较低、运营时间相对优势不明显而服务水平有待提升是相关的；第5年后的几年内班列吸引力上升幅度并不明显，这主要是由政府补贴取消、班列货运价格优势降低造成的；之后，随着班列运营模式的创新以及服务水平的增加等因素，班列吸引力持续上升。

从班列运营时间角度来看，2011—2015年班列运营时间仿真值与实际值对比如表2所示。

表2　班列运营时间仿真值与实际值对比

实际值与仿真模拟值的误差范围在10%之内，仿真模型是有效的。另外该系统动力学模型预测2016年班列运营时间为12天，这与开通兰渝铁路大大缩短班列运营时间是相关的。

不断改变仿真时间步长再次进行实验模拟，经验证，模型在不同时间间隔下的变化不明显，证明了模拟系统的稳定性和可靠性。

五、模型分析

利用参数调整、控制变量等处理方式，考察在以下5种策略下中欧班列发展的变化趋势。此外，由于中欧班列通行时间较短，相关数据收集具有局限性，因此对于班列运行中的吸引力、货运量等指标均采用百分制来进行对比描述。

(一)提高国家层面统筹规划的发展策略

在模型中其他参数不变的前提下，提高国家层面统筹规划力度，比较两者出境货运量百分比的变化情况，如图8所示。

图8　提高国家层面统筹规划力度前后出境货运量对比

通过图8可以看出，班列的出境货运量随着国家统筹规划力度的提高而增加，原因在于国家层面的统筹规划可以协调整合通道资源，从而提高班列的运力。此外，国家层面的统筹规划还可以降低班列间的相互竞争，从而增大班列货运量。但是还应看到，随着时间的增加，班列货运量增加幅度逐渐减少，这是因为班列货运量受货源和运力两方面的共同影响，单方面增加运力并不能使货运量持续增加。

(二)加强基础设施及配套服务建设的策略

同样在保证模型中其他参数不变的前提下，加强基础设施及配套服务建设的力度，比较前后两种情况下班列吸引力百分比的变化情况，如图9所示。

加强基础设施及配套服务建设能够提高中欧班列的服务水平从而显著增加中欧班列的吸引力，这也是增加班列货源的间接因素。

(三)国家统筹规划和基础设施及配套服务建设同増的策略

同时加大国家统筹规划和基础设施及配套服务建设，并保证除此之外其他参数不改变，两种情况下班列出境货运量百分比对比如图10所示。

图9　加强基础设施及配套服务建设前后中欧班列吸引力对比

图10　同时加大国家统筹规划和基础设施及配套服务建设前后出境货运量对比

由图10可以看出，同时加大国家统筹规划和基础设施及配套服务建设既能提高中欧班列吸引力又能提高班列运力，同时降低班列间的无序竞争，班列货运量增加较明显。

(四)加强沿线国家合作机制建设的策略

加强沿线国家合作机制建设，其他因素保持不变，两种情况下的中欧班列吸引力百分比前后对比如图11所示。

由图11可以看出，加强沿线国家合作机制建设可以提高中欧班列的吸引力，这是因为沿线国家合作可以降低通关费用从而降低货运成本和价格，此外还可以提高通关效率，减少运营时间，这都能增加班列吸引力。

图11　加强沿线国家合作机制建设前后中欧班列吸引力对比

(五)调整进出口贸易结构的策略

调整进出口贸易结构，两种情况下出入境货运量百分比前后对比如图12、13所示。

图12　调整进出口贸易结构前后出境货运量对比

图13　调整进出口贸易结构前后入境货运量对比

通过图12、13可以看出，调整中欧进出口贸易结构，使两者朝互补的方向发展，可以促进中欧国家的贸易货运需求，从而增加货源、提高出入境货运量。

六、结语

通过对中欧班列发展的系统动力学模型分析，可以得出提高国家层面统筹规划、加强基础设施及配套服务建设、加大沿线国家合作机制建设以及调整进出口贸易结构是促进中欧班列不断发展的主要措施，但单纯地增加中欧班列吸引力或者增加运力并不能提高班列的货运量，只有两者同时增加才是中欧班列不断发展的科学有效措施。

[1]叶燕程，朱道立，王晓蕾.中欧铁路货运集拼模式研究[J].上海管理科学，2014(6):1-7.

[2]李耀华.中欧班列的运行现状与发展对策[J].对外经贸实务，2015(2):91-93.

[3]杨明强.中欧货运合作发展构想[J].商业经济研究，2015(12):42-43.

[4]车探来.中欧国际物流陆路运输的发展与创新[J].综合运输，2010(5):53-56.

[5]古龙高.基于陆桥通道视角的“中欧班列”优化与建设的思考[J].大陆桥视野，2015(9):46-49.

[6]曹霞，周世伟.物流服务模式选择的影响因素研究[J].铁道运输与经济，2012(8):67-72.

[7]王其藩.系统动力学[M].上海：上海财经大学出版社，2009.

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(责任编辑魏艳君)

Analysis of Trains Between China and Europe Based on System Dynamics

CHEN Zhen-jiang, GONG Ying

(School of Business Planning, Chongqing Technology and Business University， Chongqing 400067, China)

Through carding the factors that affect the development of trains between China and Europe, It can be divided into four subsystems by using system dynamics method: the cooperation mechanism construction subsystem of countries along the line, the subsystem of outbound shipments, the subsystem of competition between trains and the subsystem of infrastructure and supporting services construction. Through the system dynamics model analysis, we can concluded that the main measures to promote the development of trains between China and Europe continuously is to improve overall plans of national level, strengthen the construction of infrastructure and supporting services, increase the cooperation of countries along the line and adjust the structure of import and export trade. But simply increasing its appeal or capacity cannot improve freight trains continually, only increasing both of them is the effective measures.

trains between China and Europe；system dynamics；national cooperation mechanism

2015-10-16；

2016-06-20

重庆市教委研究生教改项目“以‘一带一路’发展拉动的重庆物流协同创新与研究生综合能力创新研究”(yjg153057)；重庆市企业管理研究中心开放基金项目“‘新丝路’战略下基于公司推动的重庆物流协同创新研究”(15AGL024)；重庆工商大学应急教改项目“《供应链管理》课程教学范式改革”(15yjjg05)；教育部人文社会科学规划项目“基于‘一带一路’国家战略的中欧班列集装箱多式联运协同发展研究”(16YJAZH012)

陈振江(1991—)，男，山东菏泽人，硕士研究生，研究方向：物流与供应链管理；通讯作者：龚英(1968—)，女，重庆人，教授，研究方向：物流与供应链管理。

引用格式：陈振江，龚英.基于系统动力学的中欧班列发展趋势分析[J].重庆理工大学学报(社会科学)，2016(8):46-53.

format：CHEN Zhen-jiang, GONG Ying.Analysis of Trains Between China and Europe Based on System Dynamics [J].Journal of Chongqing University of Technology(Social Science)，2016(8):46-53.

10.3969/j.issn.1674-8425(s).2016.08.008

F203

A

1674-8425(2016)08-0046-08