基于运输模式转移的货运碳减排研究综述

李 琳，张小强

(西南交通大学 a.交通运输与物流学院,b.综合交通大数据应用技术国家工程实验室,c.综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室，成都 611756)

国际能源署2018年报告显示，交通运输活动产生的碳排放占据与能源相关的总碳排放的24%，是继发电和供热之后所占比重最大的行业，且其中仅公路运输一项就达到18%[1].全球经济发展导致运输需求增加，公路运输的能源需求持续攀升，预计从2015年到2050年将增长33%[2].传统的运输问题主要是从收益最大化的角度进行优化，随着可持续发展意识的提高，绿色低碳将成为运输规划与管理中不可或缺的一部分.

在节能减排的研究中，交通运输减排是热点问题.但很少有研究进一步分析客货运活动，且货运经常被忽视.随着经济全球化，货运业的碳排放问题日益突出：货运量的增长比客流量的增长更为强劲且这种趋势很可能持续下去[3]，运输服务多样化且运输规模日益加大[4].因此交通运输业的可持续发展必须考虑将货运对环境的影响降到最低.货运活动是由复杂且相互关联的生产、贸易和消费驱动的，是供应链中最重要且成本最高的活动之一，是不同供应链合作伙伴之间的连接纽带.货运比客运涉及更多的利益相关者，因此对其脱碳也比客运更复杂[5].当前针对可持续货运的研究日益增多，这对减少二氧化碳排放和发展可持续交通运输具有重要意义[6].

本文作者综述了货运碳减排策略研究(特别是其中的模式转移策略)已经取得的研究成果、存在的问题以及新的发展趋势.可以为后续研究者针对此领域研究提出前沿性科学问题提供重要参考.

1 货运碳减排策略

已有的货运系统碳减排策略研究可分为三类，即减少不合理的运输、利用技术手段提高能源效率和发展清洁能源、从高碳排放强度运输方式向低碳排放强度运输方式的模式转移，即AIS(Avoid-Improve-Shift)策略[7].

1.1 减少不合理的运输

通过提高运输效率来减少运力冗余是被广泛考虑的减少不合理的运输的方法，这不仅可以减少运输排放，也可以降低运输成本以及提高运输利润.文献[8]对公路货运为减少温室气体排放与能耗而进行的系统性提升进行了详细全面的说明，包含运输路线优化，车辆利用率的提升，驾驶员培训等等.国内学者针对公路低碳物流的研究主要从运输车辆路径优化、物流网络优化等角度展开[9].

减少不必要的运输的另一个要点是减少货运需求，货运需求的增长和经济增长密切相关[10].这种强相关关系的存在将使得通过降低货运需求来减少碳排放难以实现，因为与经济增长同步的货运需求的持续增长可能会超过减排措施，除非运输需求与经济发展强劲脱钩.随着产业结构调整，服务业在国内生产总值中所占份额扩大，这可能会使经济增长速度高于运输需求增长速度[11].然而，尽管货运需求可能会由于经济的非物质化，货物装载和采购得到进一步优化等原因而部分与经济增长脱钩，但迄今为止，考虑到全球化、外包和生产业务细分等普遍趋势，在全球范围内并没有足够的证据表明货运需求与经济增长将最终脱钩，尤其是公路货运活动与经济增长之间的脱钩极为困难[6].文献[12]应用地理加权回归模型研究了我国286个城市货运碳排放的时空变化规律，结论表示随着我国经济发展和人口增长，货运需求仍会持续上升.

在许多行业，供应链模式会直接影响货运需求.例如，在汽车工业中实施新的生产和采购原则通常需要在供应链中增加额外环节，进而现有物流也需要重新组织，直接导致货运需求的变化.供应链管理的结构性变革或是降低货运需求的有效策略[13],它将导致供应链中生产地点和消费地点的改变、对所消费商品需求的变化、以及新的生产技术的发展.但目前供应链管理的许多新趋势，如准时化生产、库存集中化、全球化贸易和采购导致了运输需求的增加，而不是减少[14].有研究认为，从供应链的角度来看，刺激本地化生产是减少运输需求的有效方式，如将制造业转移到更靠近市场的地方进行零部件生产和组装，从而减少交货时间和运输距离[15].但这种方式面临着规模经济、制造速度和质量控制的问题.

1.2 提高能源效率和发展清洁能源

技术进步是推动减少碳排放的核心手段之一.广义而言，能源需求不变的情况下，提高能源效率可以减少运输工具的能源使用和温室气体排放.然而，回弹效应的存在会降低通过提高能源效率来减少能源消耗政策的有效性.回弹效应的概念源于杰文斯悖论，指能源效率提高而能源消耗反而增加的现象[16].部分原因可解释为能源效率的提高意味着服务费用的相对减少，进而导致能源需求增加.文献[17]指出，燃油效率的提高降低了货物运输的成本，导致运输需求、运输距离和运输频率的增加.这意味着，因能源效率的提高使得燃料消耗减少的幅度可能低于预期.文献[18]测算了2002—2016年我国30个省市公路交通长期和短期能源回弹效应，结果表明以能源服务对燃料价格的弹性作为能源回弹效应的度量指标时，能源回弹效应的空间溢出效应作用显著.忽视回弹效应可能会导致夸大能效政策措施的益处，进而导致诸如将公共资金过度分配给无效的环境和能源政策的情况.

不同类型的燃料所产生的温室气体排放不同，生物燃料、电燃料、氢是近年来研究最多的可在交通运输行业使用的替代能源.生物燃料在生产过程中会产生负排放，要使用生物燃料代替化石燃料，就必须在其生产过程中使用良好的碳去除技术[19].电燃料是由二氧化碳和水产生的碳基燃料，电力是主要的能源来源.使用电燃料可能不需要在新的基础设施上进行大量投资，且在电燃料的生产过程中还会产生可销售的副产品，即高纯度氧气和热量[20].建立能够安全储存和运输氢的基础设施对于发展氢燃料极为重要[21].各运输模式的经济性、运输工具和燃料处理基础设施等特征不同，并由此决定了各自对燃料的选择.如远洋运输可能更看重燃料的价格，而高能源密度对航空运输来说更为重要.

1.3 运输模式转移

从全球范围来看，货运模式发展的不平衡加剧.如2018年我国公路货运量占总货运量的76.8%[22].这种发展是不可持续的，因为货运系统的碳排放不仅取决于货运服务的需求趋势，还取决于该服务的碳排放强度，公路货运单位周转量的外部性远远高于铁路运输和水运.为实现货运可持续发展，将运输模式向环境友好型转变是被广泛考虑的方法.模式转移在国外的研究中有专有名词为“modal shift”，此问题在国内的研究中没有统一说法，一定程度上包含于运输结构调整.文献[23]在其研究中表示模式转移的目的是要均衡各种运输方式间的货流分配从而减少运输活动成本与缓解对环境的负外部影响等.模式转移在多方面具有有效性，如减少温室气体排放[24]、减少颗粒物排放[25]、减少卡车运输超载[26].欧盟在其2001年发布的《欧洲运输政策白皮书》中将从公路向铁路的模式转移作为欧洲运输政策的总目标，并启动了一系列旨在重振铁路货运的政策举措[27].我国在2018年也提出了推进大宗货物运输“公路转铁路、公路转水路”的战略[28].文献[29]通过对京津冀地区货运碳排放效率的研究，给出了京津冀应该不断优化货物运输结构的政策建议.

对地区进行模式转移潜力评估可以为决策者量化减排目标提供建议.文献[13]总结了不同国家的政治目标，估计从公路到铁路的模式转换潜力在4.1%到50%之间.目前，更需要研究的不是计算模式转移潜力，而是分析模式转移导致碳排放减少的这种转变背后的细节，如这些更可持续的运输模式在哪些市场获得了市场份额，这种转变是否可持续等，即评估模式转移如何影响碳排放以及如何促进模式转移.国家统计局数据显示，2018年我国公路货运、铁路货运、水路货运的平均运距分别为180、716、1 410 km[30].可见铁路运输和水路运输在中长距货运市场更有优势，模式转移应重点把握这一细分市场.

2 货物运输方式选择

要实现运输模式转移，本质上是需要改变托运人或承运人的运输方式选择.站在承运人角度的研究主要集中于多式联运网络，一般将运输方式选择作为决策变量，以减少运输成本和时间[31]，降低运输风险[32]，减少碳排放[33]等为优化目标来进行运筹优化.站在托运人角度的研究要复杂得多，表1给出了近10年此领域的代表性文献，介绍了各研究考虑的备选运输方式，影响选择行为的因素及建模方法.

表1 托运人货运方式选择的相关文献

可以发现，针对托运人运输方式选择行为的常用研究方法是离散选择模型中的Logit模型.最基础的是多项Logit模型(MNL)，它假设随机项是独立同分布(Gumbel分布)的.巢式Logit模型(NL)主要针对MNL模型中随机项相互独立的假设而提出，接受备选项间的相关关系，并以此为依据建构树形结构.混合Logit模型(ML)主要针对MNL模型忽略个体异质性、无法处理随机偏好差异的不足而提出，与MNL中的恒定系数相区别，ML模型允许解释变量的系数是随机的，因此又可称为随机系数Logit模型，混合多项Logit模型.混合巢式Logit模型(MXNL)是ML和NL的综合应用，以便同时处理随机项相关性与个体异质性.潜在类别条件Logit模型(LC)假定选择行为依赖于可观测的特征变量与潜在的异质性，量化后的潜变量可与特征变量一同放入效用函数(应用效用理论的情形下).ML和LC都可以表征托运人异质性，ML通过随机参数来体现托运人异质性，LC通过设置不同的类别参数来表征托运人异质性，同一个类别的托运人有着同样的参数，不需要像ML那样事先假设参数服从某个分布.从表1可知，不同主体选择行为异质性分析是货运选择建模领域的重要研究内容，ML和LC模型被广泛应用[37,39-40,42-44].文献[41]认为传统的货运建模方法依靠统计分析各因素与运输选择的相关性，难以对个体异质性以及交互行为(如谈判)进行建模，故使用了基于主体的建模方法(Agent-Based Model,ABM).ABM是一种仿真工具，可以在虚拟环境中模拟自治主体的行动及其与环境的交互行为，进而评估对整个系统的影响.选择行为研究的理论主要包括效用理论、前景理论和后悔理论三种，效用理论以托运人完全理性为前提，用效用函数描述托运人决策所带来的心理满意程度，从而以效用最大化做出选择.前景理论和后悔理论考虑到托运人的有限理性，分别以前景最大化和后悔最小化进行决策.目前前景理论和后悔理论在交通运输领域的应用主要集中于出行行为研究，而托运人运输方式选择模型大多基于效用理论展开，考虑托运人有限理性的研究极少[34-35]，还有待进一步完善.

大多数研究考虑了两至三种运输方式，尤其是托运人在公路运输与铁路运输之间的选择行为.最常被研究的影响因素是运输成本、运输时间、服务频次、可靠性、货物特性(如货物尺寸、密度、价值、重量、状态、是否有温度要求、易腐性、贸易类型、数量)，而环境因素没有得到充分体现[39,43].几乎所有研究都考虑了运输方式的经济属性与服务属性，这二者并不相互独立，例如，在途运输成本随装运时间而变化，库存成本受服务频次和可靠性的影响.可以看出，要促进运输模式向相对绿色的非公路运输转移需要紧密围绕运输成本和运输服务质量两方面展开，尤其是铁路运输与多式联运这两种学术研究与各国政策关注的重点运输方式.具体的货运模式转移促进策略可结合微观层和宏观层考虑，在运输企业微观运营层面，需要提高环境友好型运输方式的竞争力，在国家宏观调控层面，诱导模式转移的政策实施是有效手段.

3 模式转移一：从公路货运向铁路货运

根据文献[45]的研究，实现公路货运向铁路货运的模式转移需要解决三项问题:①铁路货运如何制定与公路货运相比有竞争力的价格；②铁路货运如何提供高质量的服务；③铁路货运如何满足因模式转移而增长的需求.

3.1 灵活制定运价

铁路货运竞争性定价目前已有广泛的研究，博弈论[46]和双层规划模型[47]是此领域常用的研究方法.文献[48]基于博弈理论分析公路与铁路的竞争行为研究表明，在产品可替代性强的情况下，在双方均不改善服务质量、只进行价格竞争时可以达到纳什均衡.而在产品可替代性弱的情况下，纳什均衡则在双方均改善服务质量的情况下达到.可见铁路运营商针对不同的细分市场需要差异化使用价格策略和服务质量策略.了解竞争对手的价格对于实现竞争性定价是必要的[49]，但这通常会受到数据保密性的限制.降低运营成本可以使铁路有能力向客户提供有竞争力的价格.运输成本主要取决于所使用的生产过程和该生产过程的运营效率的结合，因此，运价制定与运输组织应当集成优化[50].另外，货物运输的外部成本在运输成本中没有得到充分的体现，这些外部成本应通过实际的定价政策计为费用，以实现可持续的货运系统[51].

文献[52]中介绍了铁路运输定价策略与收益管理的研究和应用，指出基于市场定价可有效调节供需平衡.当前我国铁路货运已进行市场化改革，推行以市场需求为导向的定价机制是必然趋势[53].在收益管理思想下，铁路运输企业应综合考虑市场竞争、客户支付意愿、运输成本等因素，充分利用运力资源，灵活应对市场变化，采用动态定价方式达到最佳运输效益[54].2017年，中国铁路总公司制定了新的铁路货运进款清算办法，铁路运输企业应该深层次、全方位分析承运制清算改革的影响，理清运价和货运量之间的关系，构建货运需求的价格反应函数，在准确的预测货运量的基础上，制定科学的价格调整机制[55].

3.2 提升运输质量

2018年，我国国家铁路局印发的《国家铁路局开展质量提升行动实施方案》指出了在铁路行业推进供给侧结构性改革，把提高供给质量作为改革的主攻方向[56].货物运输质量可从运输产品质量和衍生服务质量两方面来考虑[57].

优质的运输产品是企业的核心竞争力.运输产品设计在国内的研究更丰富，包括铁路快捷货运产品设计[58]、集装箱运输产品设计[59]、大宗货物运输产品设计[60]等，国外的研究核心在于运输服务设计[61].全程物流是物流行业发展大趋势之一，这需要物流公司根据对客户需求的预测来优化产品和服务.在此背景下，铁路运输企业应以客户需求为导向，积极构建全程物流服务产品[62].文献[63]将全程物流看作“门到门”运输和“定制物流”的有机结合.需求导向是货运产品设计中需要遵循的首要原则[64].需要在挖掘铁路货运客户选择偏好的基础上，形成较为系统的货运客户市场细分，准确把握客户对于铁路物流服务在业务功能、产品价格和服务水平上各项要求，结合铁路运输企业的运输能力、经济效益以及社会效益，设计出具有高服务水平的产品体系.为推进我国铁路货运向现代物流转变，铁路运输应该与其他运输方式开展多式联运，从而将物流链向两端延长，构建“门到门”接取送达网络，实现“门到门”全程一口价收费[65].依托云计算和大数据等先进技术设计开发“门到门”铁路货运产品，可以延伸铁路货运服务范围、提高客户满意度、提升物流运输效率和运输质量[66].

运输服务质量属性包括运输时间、服务频次、可靠性、灵活性、安全性等[67].由于铁路作业的复杂性，列车运行时间不是铁路运输时间的唯一构成，还包括编组时间和中转时间，因此铁路运输时间通常比公路运输时间长.以减少运输时间和提高运输效率为目标对相关铁路运输问题进行优化一直是研究的热点.同时，运输时间不仅应考虑“站到站”，还应该考虑“门到门”.对许多托运人来说，运输可靠性比运输时间更重要[45].列车延误使得货物在车站和途中停留时间延长，导致运输可靠性降低.有效的延误管理可以最大程度地减少在车站和途中花费的高停留时间，从而安全可靠地交付货物[68].列车时刻表应考虑必要的松弛时间，以应对运输过程中运输时间的变化.为了防止列车路线冲突，应该强制列车在其分配的时段内运行.需求容量必须始终与基础设施容量匹配，以高效率地满足需求.起点和终点的服务可用性非常重要，灵活性是服务可用性的一个关键因素.尽管铁路在灵活性方面无法与公路运输竞争，但提供更优的服务频率仍可以弥补这方面的劣势.一般来说，铁路货物运输在安全方面比公路运输更具有优势[69].随着环保压力逐渐增大，越来越多的托运人想要使用环保的运输服务，但却不愿意为此而支付更高的运输费用，在这方面铁路运输比公路运输更有优势[45].

3.3 扩建基础设施

铁路货物运输能力供给不足会导致部分托运人即使有选择铁路运输的意向也无法最终使用铁路.为了吸引和适应更多的运输需求，优化铁路网的结构可以使铁路的运输能力扩大或使已有运输能力得到更好的利用.文献[70]提出了一种可以在缺少需求信息的情况下识别潜在的运输网络瓶颈的方法.文献[71]分两种情况解决公路向铁路的模式转移瓶颈.在铁路遭遇瓶颈程度较低时，可通过对铁路货流的输送径路进行调整以腾出部分铁路繁忙区段的运输能力.当铁路网存在明显的瓶颈区段，仅仅依靠铁路货流分配优化并不能满足公路向铁路的模式转移需求.这种情况下需要有针对性地对铁路网实施扩能改造，包括对既有线进行能力扩充和新建铁路线路.

决定是否建设新线或提高既有线的网络容量是铁路网络设计问题，属于战略层次的规划，文献[72]对此方面的问题进行了综述，提出了一种多周期铁路网络设计模型，并以伊朗铁路网络进行了案例研究.建设新线或改善既有线运输能力需要时间和经济成本，而给予基础设施网络建设的预算总是有限的，这就体现了铁路运力扩展项目决策工具的重要性，决策支持工具应具有生成和评估可能的扩展方案的能力，并提出最佳的运输网络运力扩展计划，以最大程度地降低提升运力的成本.文献[73]为北美1级铁路的运力规划和实施提出了一个全面的决策框架,以帮助运力规划人员决定如何以最优的方式分配资金，以及帮助铁路运营商最大限度地从运力扩展项目中获取收益，从而提高其为客户提供优质运输服务的能力.

4 模式转移二：从公路货运向多式联运

多式联运具体包含公铁联运、公水联运、铁水联运等运输组织模式，对节能减排、降本提质具有重要作用.2018年我国国务院办公厅印发的《推进运输结构调整三年行动计划》中明确提出多式联运提速行动[28].

4.1 运输组织优化

多式联运的运输组织优化问题可从战略层、战术层、运营层三方面展开.战略层的优化问题主要是物理网络设计，即对联运货场的选址、布局等进行优化；战术层的优化问题主要是服务网络设计，在战术层对服务网络进行设计时考虑系统的可靠性和灵活性有利于运营层的优化；运营层是对战术层规划的具体执行，属于微观层面的优化，如资源配置和计划调整[74].文献[75]撰写了关于多式联运规划问题的文献综述，此处不再赘述.多式联运优化问题规模巨大复杂，求解耗时，尤其是运营层的问题.深入研究问题的结构和设计更智能的求解算法，才能在更短的计算时间内得出良好的解决方案.

转运是多式联运中不可忽视的一环，尤其在对时间敏感产品的按时交付中非常关键，通过更好的协作和集成可以显著提高多式联运系统性能[76].文献[77]表明多式联运网络的设计对网络参数非常敏感，尤其是对联运中各运输方式的成本以及转运成本敏感，更好地了解多式联运链的成本结构是得到有效的模式转移政策措施的重要方式.多式联运服务水平受到承运商合作关系的影响.例如承运商对货物及时状态的了解可以使其对运输活动中的意外情况做出迅速响应，从而及时规划转运，提高运输效率.

4.2 促进同步运输

在最近的研究中，同步运输(Synchromodal Transportation)这一概念兴起，被视为多式联运的最新发展.关于同步运输的研究目前大多停留在定性阶段.文献[78]是最新的对同步运输进行综述的文献，同步运输涉及两种或多种运输方式的结构化、高效率和同步的组合.通过同步运输，承运商可以根据运营情况及客户要求，随时自主切换最佳的运输方式.同步运输的特点是实时信息，灵活性，合作与协调[79].有了实时信息，就可以采取有效的重计划程序对意外事件做出及时反应.灵活性通常与客户放宽对货运的某些限制，同时给物流供应商更大的自由度有关.例如，无模式预订意味着客户不选择运输方式和路线.这样，物流供应商可以优化可用容量，并在发生中断时通过自动切换模式或优先安排装运来做出有效反应.利益相关者之间的合作与协调对于构建弹性网络和更好的信息可见性至关重要.

实际上，同步除了应用于运输环节外，还应扩展到整个供应链，例如库存管理和生产计划[80].影响多式联运发展的原因之一是许多利益相关者没有充分考虑多式联运对供应链的整体影响.一般来说，铁路运输与水运更便宜、更环保，但它们在运输货物数量、运输频率和调度上缺乏灵活性.因此，在没有对供应链流程进行任何相关调整的情况下，从公路运输向铁路运输和水运的模式转移往往会导致目的地库存增加.在多式联运过程中，由铁路运输和水运这种速度较慢且频率较低的运输方式承担路段的货物积压可能比由公路运输承担路段的货物积压要高.铁路运输和水运需要大量且稳定的运输量，以达到预期收益目标，这使其难以满足波动性较大的运输需求.进一步的研究中应考虑与供应链中如动态库存管理等决策同步的运输决策.

4.3 发展信息和通信技术

多式联运中各种模式之间缺乏有效的信息连接是限制多式联运发展的主要因素之一.文献[81]指出，成功的同步运输需要物流链的所有利益相关者之间的密切合作，包括协调运输规则，数据共享等.信息和通信技术(Information and Communications Technology,ICT)的发展可在此过程中发挥重要作用.在多式联运网络中，ICT的使用可以带来诸多好处，包括实时跟踪、可视性和缩短交货时间等[82].这些功能可有效利用运输资源，简化供应链管理.因此，ICT在货运走廊的应用可以减少碳排放，从而推进绿色交通发展.此外，运输成本、时间和可靠性等非环境属性也可得到改善[83].

虽然ICT已经进入所有的交通运输系统，但ICT在控制、监控和管理系统运行方面的渗透程度目前是非常不同的.其原因之一是缺乏同质的ICT标准，从而导致不同系统、流程、应用程序和利益相关者之间互联性的技术障碍[84].将云计算、物联网等技术用于多式联运的决策支持系统可以使得决策的实时性，动态性和集成性功能得到增强，同时将改善用户对相关功能的可访问性.充分利用和捕获决策支持系统从深度和实时信息中获得的价值可以提升多式联运运营商的竞争力.例如，如果运输过程中出现问题，ICT技术的提升将开发高效的替代方案以应对不确定性和干扰.使用远程信息处理实时跟踪车辆有助于卡车驾驶员行为管理.交易中的自动化将减少对文书工作的需求，并缩短交货时间.但是，挑战在于如何高效处理海量数据.

5 政策措施

政府可以通过基础设施投资、财政措施、监管措施进一步促进运输模式转移[26].

5.1 基础设施投资

良好的交通基础设施是促进运输模式向环境友好型转变的有力方式.交通基础设施投资可以增加铁路和水运运力，增强多式联运能力，使运输网络能力得到更好的利用以及提高服务质量.在非洲，因现存的铁路基础设施没有得到足够的资金支持，导致从铁路到公路的巨大逆向模式转变[13].印度政府已经启动了大型多式联运基础设施建设项目，试图建设货运专用通道，扩大铁路运力[85].政策措施应根据地区经济发展做出调整，如我国模式转移面临的挑战不仅来自技术问题，而且来自不同地区社会经济的差异，这反过来要求实施面向地方的政策.文献[86]针对这种情况提出了一种区域性方法，即较富裕的东部地区可以尝试征收燃油税等措施，而西部地区应重点关注基础设施建设.

为达到特定的模式转移目标，确定交通基础设施投资最优规模是必要的.文献[87]给出了有关运输使用能源投资的现有研究，以用于提高能源效率和发展清洁能源等.文献[88]量化了2015年至2080年期间全球范围内在高碳和低碳模式下的交通基础设施投资需求，考虑了公路、铁路轨道、BRT(Bus Rapid Transit)车道、高速铁路和机场，并使用了敏感性分析确定了低碳情景中投资的决定因素.结论表明，铁路利用率和公路建设成本是所有区域投资的决定性因素，与高碳途径相比，低碳情景下的全球累计投资需求有所减少.

5.2 财政措施

政府可以通过对承运人进行补贴与对托运人进行补贴两种方式来促进模式转移.在“一带一路”的背景下，对铁路运输的相关补贴可以降低运输成本，从而吸引托运人从海运转向铁路运输[89].然而，激励托运人从海运转向铁路运输的理想补贴仍是未知的.从长远来看，政府持续提供此类补贴可能并不经济.因此，设计和评估合理的补贴机制对吸引更多的货运需求和实现政府的财政可持续性是必要的.此过程一般是涉及到多维利益相关者：政府，承运人和托运人的复杂决策过程，博弈论和多目标规划是可行的方法[90].补贴政策可以使运营商向货运代理和托运人提供更低的价格.然而这只是影响托运人在选择运输方式时所考虑的因素之一，其他因素例如灵活性、可靠性和准时性的提高仍需要大量投资来加强铁路基础设施以及高质量的运营管理.

运输活动往往会对环境造成负面影响，如空气污染、噪音、交通堵塞等.在没有政策干预的情况下，这些外部成本一般不由托运人和承运人承担，也不会影响运输方式的选择.外部成本的内部化意味着使这些负影响成为运输方式决策过程的一部分.外部成本内部化可以更有效地利用基础设施，减少运输活动的负面影响，提高运输用户之间的公平性[91].就能源税、环境税等税费政策而言，所有运输方式都将变得更加昂贵，但更清洁的运输方式的外部成本更低，从而将吸引更多的市场份额.碳交易是有效地实现外部成本内部化手段，但交通运输行业的移动源排放难以监测和管理[92].能源税和环境税可以增强清洁运输方式的竞争优势，且易于实施.但是，征收碳排放税会增加企业的经营成本，这些成本可能通过传递的形式体现在对消费者价格的上涨，从而导致社会福利降低[93].因此，政府需要在利益和损失之间做出权衡，进而制定合理的税费政策.

通过调整燃油价格来控制货运活动水平得到了广泛研究，但相关文献得出的结论并不一致.有部分研究表明，货运需求是燃料价格弹性的.如果燃料价格对货运模式有显著影响，则可以预期，价格政策可能导致从低能源效率模式向高能源效率模式转变.通过燃料价格控制货运活动对发达经济体更有效[94].也有部分研究表明，货运需求往往是燃料价格无弹性的.文献[95]研究了燃油价格对上海水路、公路、铁路和航空运输方式的货运量的影响，结论表明无论是短期还是长期，实际燃油价格均不会影响货运量.在宏观经济政策方面，各国政府很难仅仅通过提高燃料价格来促进货物运输方式之间的转变，以实现可持续的节约能源的货物运输.

5.3 监管措施

征收重型卡车通行费是规范公路运输的重要方式.2017年，欧盟开始根据运输距离实施通行费，这比单一额度收费更能达到“污染者付费”的目的.通行费还可以为基础设施维护提供资金，减少交通拥堵，提高物流效率[13].良好的收费系统有助于此项政策的实施，ICT技术可以提高收费效率，并提高遵守率.车辆超载会造成许多不良影响.首先，当路网过载时，会加大对运输基础设施的损耗.尤其是在低收入国家，用于维护和更新基础设施的资金缺乏.超载往往会使基础设施迅速退化到质量不佳的状态，从而导致公路运输的速度变慢和不可靠.其次，对超载规定的遵守率不足会导致物流供应商之间缺乏公平竞争环境[96].通过加强卡车超载监管，将降低公路货运行业在运输成本方面的竞争力，从而促进货运模式向铁路的转变[71].在许多发达国家，讨论的重点是允许尺寸和载重更大的车辆(LHVs).比利时的一项研究表明，双挂汽车的使用可提高运输效率，降低运输成本，这可能会引发从铁路和内河水路集装箱运输向公路运输的逆向模式转移[97].但LHVs由于结构复杂及驾驶人驾驶水平限制而很容易发生交通事故，以行驶安全为前提加强对LHVs的监管是实现公路货运可持续发展的一部分.LHVs对公路和铁路货运的市场份额的影响因国家而异，取决于相关的运输成本和铁路货运的集装箱化比例[98].

6 结论

1)在实现货运碳减排的AIS策略中，因运输需求和经济发展密切相关，通过减少运输需求来实现货运脱碳难以完成.回弹效应的存在使得通过提高能源效率来降低碳排放并没有达到预期效果，且目前清洁能源的发展存在瓶颈，对基础设施的要求较高.欧盟、中国均在实施运输模式向环境友好型转变的相关政策，但是要达到预期的模式转移目标仍面临很大困难.

2)在政府大力推进运输模式转移的背景下，碳排放强度较低的铁路运输应以提高运输质量(经济性、时效性、方便性、可靠性等)为重点提升竞争力，积极发展多式联运，大力发展“门到门”物流服务，以市场需求为导向制定运价，设计多样化和个性化运输产品和服务.多式联运的发展需要各运输方式的有效衔接及良好的转运效率，为此可大力发展同步运输.同步运输的研究仍处在定性阶段，对运输过程中的实时信息、灵活性、合作与协调有较高要求，要发展同步运输需要将ICT技术有效应用到运输中来.

3)“一刀切”的政策无法实现环境、经济和社会的可持续发展.在欠发达货运市场，应优先考虑补贴和基础设施投资.在发达货运市场，应优先考虑内部化外部成本以及调整燃油价格.综合多种政策往往比单一政策的实施对减少碳排放更有效.

4)对于进一步的研究，可考虑三方面：一是从供应链整体的角度进行运输组织优化；二是探索权衡环境目标和经济目标的模式转移政策的制定；三是现有研究对托运人的有限理性研究不足，可在更准确的运输方式选择行为建模基础上，综合考虑国家宏观政策层和运输企业微观运营层进行模式转移促进策略研究.