高速客运专线客流分担率模型及其应用研究.docx

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1、第28卷第3期2006年6月铁 道 学 报J OURNAL OFTHE CHINA RA IL WA Y SOCIET YVol. 28 No. 3J une 2006文章编号：100128360 (2006) 0320018204高速客运专线客流分担率模型及其应用研究何宇强，毛保华，陈团生，杨静(北京交通大学交通运输学院，北京100044).，：摘要：目前，我国客运专线已在积极修建，2008年后，高速客运专线网将逐步形成，高速客运专线的建成将大幅度提高铁路的竞争能力。本文研究客运专线的建成对通道上其他运输方式的影响，即各种方式分担率的变化。Logit模型是预测运输通道上各种运输方式客流分担率

2、的种比较成熟的方法，它在交通运输领域有着广泛的应用。基于此，首先研究高速客运专线客流分担率模型(Logit模型)，选择经济性、快速性、方便性、舒适度、安全性为5个衡量指标，并建立其广义费用函数，利用相关研究结果和极大似然估计法，确定模型参数，最后以北京太原间各种运输方式的竞争为例来研究该模型的应用。结果显示建成后的北京太原间高速客运专线将吸引大量客流，使铁路客流分担率增加10 %o关键词：高速客运专线;竞争能力;Logit模型;广义费用函数中图分类号：U293. 13文献标识码：AThe Mode Share Model of the High2speed PassengerRail way

3、Line and Its ApplicationH E Yu2qiang , MAO Bao2hua , CH EN Tuan2sheng , YAN G Jing(School of Traffic and Transportation , Beijing Jiaotong University , Beijing 100044 , China)Abstract : A network of high2speed passenger railways ( HSPRs) are currently in planning and construction ha2ses t hroughout

4、China , and are set to begin operations in 2008. U nder t he current configuration of intercity pas2senger t ransport , t he rail network receives substantial competition f rom bus and air t ravel modes on t he manyof t he same corridors. It is expected t hat t he railway mode share will increase si

5、gnificantly after t he int roduc2tion of t he HSPR. The objective of t his paper is to predict t he magnit ude of t hese changes , and t he concomitantimpact s on t he competing modes , for intercity t ravel between t he cities of Beijing and Taiyuan. A logit modelwhich is widely applied in t he t r

6、ansortation research was used for t he analysis which selected economy , seedi2ness , convenience , comfort , safety as it s 5 target s. The model predict s t hat t he HSPR line between Beijing andTaiyuan will most significantly impact t he road and aviation industry , drawing away a large number of

7、 passen2gers and increasing t he railway mode share by 10%.Key words : HSPR line ; competitive ability ; logit model; utility f unction01994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 长期以来，客货共线运行的运输模式限制了我国铁路的行车速度和运输能力，造成大量的客流和货流损失。速度是现代社会高效率的标志，根据国外众多发达国家的经验，提高列车速度

8、是铁路赖以生存和适应社会发展的出路之一。据我国铁路网中长期规划，第一条高速客运专线将于2008年建成并开始运营。可以预计，高速客运专线的运营将大幅度提高铁收稿日期：2005210217:修回日期:2006203213基金项目：铁道部科技研究开发计划项目(2005 K0332C( X)作者简介：何宇强(1978 )，男,河南三门峡人.博士研究生。E2nail : heyuqiang5188 163 . com路运输的竞争力。Logit模型是预测运输通道上各种运输方式客流分担率的一种比较成熟的方法”2人打。本文将尝试应用该模型来研究未来高速铁路的竞争力。首先建立各种运输方式的广义费用函数，然后根据

9、高速客运专线建成前的现状对模型参数进行标定，进而研究当高速客运专线建成后各种运输方式分担率情况，从而得到高速客运专线的分担率。研究方法如下：(1)建立广义费用函数；第3期高速客运专线客流分担率模型及其应用研究21(2)根据现状校验模型参数；(3)依据模型对新建客运专线客流分担率进行预测。1各种运输方式的竞争模型1.1 各种运输方式的广义费用函数关于广义费用值的计算，一般有加法原理和乘法原理两种。若决定某一属性的诸因素具有独立性，它们各自所起的作用只有程度上的差别而无本质上的差别，且可以相互地补偿，则宜采用加法规则对各因素的广义费用加以合并。如果决定某一因素属性的各因素相互独立，所起的作用也是只

10、有程度上的差别而无本质上的差别，但只有当各因素都较优时，它们所决定的属性才能较优，而一旦其中某一因素较差，即使其他因素较优，整个属性也很差，则采用乘法规则求解。根据我们的研究，在广义费用函数中，设置安全性、经济性、快速性、方便性、舒适度5个服务特性。各种运输方式服务特性的量化处理如下：(1)经济性用各种运输方式的票价E作为经济性的衡量指标。Ei = R Li( 1 )式中，R为第/种运输方式的运价率;为第i种运输方式的运行里程。快速性用旅客在途中的旅行时间和市内交通的耗费时间作为快速性的衡量指标。城市内的旅行时间应包含在通道两端城市内的交通时间。Fi = (Livi +2livrV(T)( 2

11、 )式中,必为第/种运输方式的旅行速度；为第，.种运输方式枢纽与居民小区间的距离；u为市内交通的速度W(D为旅客的时间价值。对于距离在300 km以内的出行者来说，城市内交通耗时占整个旅行时间的比重为20 %-50 %/37 o这说明市内的交通衔接对高速条件下的运输具有十分重要的作用。旅客时间价值的计算公式为式中，GDP为地区国民生产总值;P为地区人口数量;为劳动者平均劳动时间。从i地到/地或从J地到，地的旅客平均时间价值,可视为两地旅客时间价值的平均值，即V(T) = (Vi(T) + Vj(T)2方便性这里考虑发车频率、候车时间等因素的影响。Ci = W V(T)(4 )当第/种运输方式采

12、取“公交化”模式运营时，旅客的平均候车时间为发车时间间隔的一半。而当发车数目较少，采用定点发车时，旅客的候车时间需要进行调查。根据我们所做的相关研究，各种运输方式的平均候车时间fE(W),如表1所示。表1各种运输方式的平均候车时间单位小方式铁路公路航空大城市1 .20.25/1 31 .5中等城市1 .80.25/1 31小城市112注；3为“公交化”运输条件下的候车时间/定点发车条件下的候车时间(4)舒适度各种运输方式的不同运行特性和服务设施导致其具有不同的舒适度(Mi) o为了在效用函数中体现各种运输方式的舒适度特性，必须将舒适度量化。由于票价在一定程度上反映了运输方式的舒适程度，同时根据

13、石家庄至太原通道旅客选择铁路出行的主要原因的调查，因乘坐舒适而选乘铁路的旅客占8. 26 %，如表2。经综合考虑，推荐舒适度的基础值取各种运输方式票价的5 %10 %。表2乘客选择铁路的主要原因调查结果选择铁路原因安全票价低舒适速度快服务好其他比例/%44.95 29. 82 8.26 7.804. 13 5.05(5)安全性对石太客运通道问卷调查的统计结果进行分析，因为铁路的安全性好而选择铁路的旅客，占调查旅客总数的44. 95 % ,如表2。因此，安全属性是旅客选择运输方式的主要考虑因素。关于安全性的取值，根据文献/4 /给出的各种运输方式的事故伤亡人数比例进行设定，具体取值见表3和表5。

14、由于安全性无法用时间和价格来衡量，我们认为安全性相对于其他服务特性具有独立性，并且其他特性与安全性同时较优时，该方式的效用才能最优，因而安全性与其他特性应是乘法关系。由于舒适度含有乘客的主观成分，因而为其单独设置系数。因、E和C同为价格单位，故采用同一系数。因此，研究用如下加法乘法相结合的关系式表示运输通道各种运输方式的广义费用V,=E + Fl + G) -Si ( 5 )式中，S,为第i种运输方式的安全特性；E为第i种运输方式的经济特性;凡为第，种运输方式的快速特性;G为第，种运输方式的方便特性;为第，种运输方式的舒适特性，生为特性系数。1.2 各种运输方式分担率模型Logit模型的一般形

15、式如下exp (二6 exp (- Vi)J = I为消除指数级增长导致的结果差异严重扩大，对模型进行改进。把广义费用值均化，改进后的模型为p = exp c yV6 exp J ViV)/=1式中R为各种运输方式的平均广义费用值(7)v = 6 匕/IV12案例研究以北京太原间各种运输方式的竞争为案例进行研究。随着经济的发展，北京太原间的旅客流量越来越大。而北京太原铁路和公路里程都在500 km左右，民航每天一班，往返迅速，3种运输方式竞争激烈。2. 1参数标定根据课题组的调研分析，同时参考铁道第三勘察设计院的相关研究，北京太原间客运通道各种运输方式服务特性参数，如表3。其中，快速性参数后的括号内为铁路旅行时间/城市内旅行时间，两项的和即为总的快速性参数。舒适度基础值取运价的8%0表3北京太