Measuring Dominate Transport Distance of Highway Passenger Transportation in Comprehensive Transportation Channel:A Case Study of Yunnan Province

  • JI Xiaofeng ,
  • CHEN Xiaoyu ,
  • WU Jishi
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  • Faculty of Traffic Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650504,Yunnan,China

Received date: 2018-04-08

  Revised date: 2018-10-25

  Online published: 2025-04-29

Abstract

The calculation of dominant transportation distance of highway passenger transportation can provide a theoretical basis for the management and facility layout of regional highway passenger transportation. This paper, taking Yunnan Province as a research area and based on the data of 1 759 valid questionnaires concerning passenger travel surveys, measured the ranges of dominant transportation distance of regional highway passenger transportation and proposed for the measure method of relative dominant transportation distance of highway passenger transportation based on the generalized cost theory. Firstly, this paper analyzed the relationship among the three modes of passenger transportation, transportation distance and ridership rate, and revealed the heterogeneous features of regional transportation channels in terms of absolute dominant transportation distance of highway passenger transportation, equipment technical level, and competitive situations of passenger transportation mode. Secondly, maximizing the efficiency of highway passenger transportation, it built the measure model of relative dominant transportation distance, analyzed the sensitivity factors of the competitiveness of highway passenger transportation on the basis of elasticity model, and explored the mechanism of how the behavior features of passengers led to differences in relative dominant transportation distance of regional highway passenger transportation. The results of the study showed that within the transportation range of 50-550 km, the five major passenger transportation channels in Yunnan Province had significant differences in absolute dominant transportation distance. Meanwhile, economic-sensitive passengers’ relative dominant transportation distance of highway was in 50-190 km, service-sensitive passenger was between 441and 506 km, while time-sensitive passenger was in the range of 209 to 315 km. Differences in income level and travel purposes of passengers directly caused the relative dominant transportation distance of highway passenger transportation in different types. And the actual travel distance was a key factor facilitating the formation of differences in absolute dominant transportation distance of highway passenger transportation in different types.

Cite this article

JI Xiaofeng , CHEN Xiaoyu , WU Jishi . Measuring Dominate Transport Distance of Highway Passenger Transportation in Comprehensive Transportation Channel:A Case Study of Yunnan Province[J]. Economic geography, 2019 , 39(3) : 93 -99 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2019.03.011

随着综合运输方式竞争的日益激烈,运输方式的优势运距成为综合运输规划与客运组织的重要指标[1]。运输通道是连接不同区域一种或多种运输干线的组合,而公路客运是提升“门到门”服务质量的重要方式[2]。通过测算不同运输通道的公路客运优势运距并开展公路客运竞争力评估,有助于制定公路客运发展政策,对改善公路交通资源优化配置和服务水平具有重要意义。
综合交通运输通道客运方式运输范围及运输方式间关系的相关研究是交通地理学、运输经济学的重要交叉研究方向,目前研究多集中于利用非集计模型构造效用函数得出方式分担率等[3-4];如Aljarad等应用非集计模型分析了沙特拉伯—巴林、多伦多—蒙特利运输通道的客运方式分担率问题[5-6];孙全欣利用改进Logit模型得到了石家庄—太原客运通道的竞争能力特征[7];孙启鹏基于动态广义费用的Logit模型,分析了郑州—西安客运通道内各种客运方式供给能力的配置量[8];Chang以韩国的西北—东南运输通道为实例,利用时间—空间网络结构得到了各方式的竞争关系[9]。随着相关研究的深入,学者开始探索经济运距对客运方式竞争的影响机制,主要通过量化广义费用和分担率效用函数,依据经济运距来分析运输方式的竞争关系。显然,以往研究多以单一运输通道为研究对象,描述通道内多种客运方式的竞争关系及客运方式配置合理性等问题。而云南省作为我国边疆地区,具有对外开放的战略地位,已有学者对其区域功能及可达性开展了相关研究工作,如马仁峰等以云南省区域空间为研究对象,分析了边疆省份的空间主题区域的功能划分[10];马颖忆等从可达性变化与空间演变格局两方面,探讨了泛亚高铁建设对我国西南边疆地区及中南半岛可达性的变化[11]。区域功能划分及可达性的影响不仅受到外在经济环境的影响,同时也受到交通走廊的基础设施影响。因此,在区域内一般同时存在多个综合性客运通道,在此背景下测算优势运距并探索运输方式的竞争力影响因素,还未见报道。
因此,本文针对综合运输通道中公路客运优势运距测算的实际需要,以客运方式分担率分析为基础,以旅客选择公路客运出行效益最大化为目标,考虑旅客所关注的时间和费用等因素构造广义费用函数,测算各运输通道的公路客运相对优势运距,进一步通过弹性分析法获取异质性通道公路客运优势运距的差异,并研究旅客出行行为特征对公路客运相对优势运距的影响机制。

1 研究方法

1.1 优势运距概念界定

在传统理论认为公路运输距离小于500 km时为其最佳运输距离,而这种描述总体是较为笼统而模糊的。为此本文将从供给和需求两个角度,同时结合公路客运经济运输特性,将公路客运优势运距分为绝对优势运距和相对优势运距。
绝对优势运距:从客运供给角度来看,是指公路运输在一定运输距离内的旅客分担量超过其他运输方式,具有明显的优势。
相对优势运距:从旅客需求角度来看,是指公路运输在一定的运输距离内旅客出行“效用”最大的运输距离。

1.2 相对优势运距分析方法

在以旅客需求为主导客运市场的经济条件下,旅客选择公路客运时,必然会考虑自身出行的时间成本、经济成本及各种因素的偏好,这种偏好在经济学中将其称为“效用”,而广义费用函数能够较好地刻画旅客出行过程中影响因素的综合效用,旅客更期望在选择公路客运出行时能达到最大效用,以此作为相对优势运距测算的方法基础具有一定的理论依据。因此,首先基于大规模旅客出行行为调查,获取经济性、乘坐舒适性、换乘便捷性、快速性、安全性作为优势运距测算指标,并由相关指标分别构建广义经济费用和广义时间费用;然后,依据广义费用理论构造目标函数[12],测算各客运通道的公路客运相对优势运距;最后,进一步利用敏感性因素测度优势运距的弹性系数,并结合公路客运优势运距开展公路客运竞争力影响因素的敏感性分析,如图1所示。
图1 分析流程

Fig.1 Technological process

1.2.1 公路客运广义费用函数构建

①公路客运广义时间费用函数分析。公路客运广义时间费用包括快速性费用、换乘便捷性费用,将其量化为:
V = T × v o t = r v + t 1 + t 2 × v o t
G = t w + t b × v o t
式中: V为快速性费用; T为旅客选择公路运输的总时间(单位:h); v为公路运输的运行速度(单位:km/h); t 1为旅客从出发点到公路客运站的时间(单位:h); t 2为公路客运站到目的地时间(单位:h); r为运输距离(单位:km); v o t为旅客时间价值,其中 v o t = M a b M为社会生产总值(单位:万元), a为社会平均劳动时间,取社会平均劳动时间为8 h, b为社会总人口数(万人); G为换乘便捷性费用; t w为旅客平均候车时间; t b为平均购票时间。
②公路客运广义经济费用函数分析。公路客运广义经济费用包括社会费用和旅客个体费用两部分。社会费用可以用安全性费用表征,安全性费用是公路客运可信度、运输距离、旅客平均在途时间的综合定量表示,可表示为:
S = 1 θ t r 2 - b r + δ
式中: S为公路客运安全性费用; θ为安全运输的可信度,通过客运企业调查和文献检索,一般取值为0.85; t为旅客平均在途时间(单位: h); δ b为待定系数。
旅客个体费用是旅客经济性费用和乘坐舒适性费用之和,表示为:
E = E 1 + E 2 = α × r + e 1 + e 2
W = E 1 ω = α × r × ω
式中: E为公路客运经济性费用; E 1为直接费用(单位:元); E 2为公路客运换乘费用(单位:元); α为公路运输的运价率(单位:元/人⋅km); e 1为旅客起始点至公路客运站的费用(单位:元); e 2为公路客运站至目的地的费用(单位:元); W为舒适性费用(单位:元); ω为票价的百分比,本文取8%[13]
③公路客运旅客广义费用函数定义。广义费用函数[14]是由非集计理论中效用函数演化而来,在构成公路客运效用函数要素组成中有广义经济性费用和广义时间性费用,结合乘法和加法规则,本文认为构成要素之间是相互独立的。因此,宜采用加法和乘法相互结合的原则构建其目标效用函数,目标效用函数表示为:
H = λ 1 E + λ 2 V + λ 3 W + λ 4 G S
式中: E为经济性费用; V为快速性费用; W为舒适性费用; G为换乘便捷性费用; S为安全性费用; λ 1 λ 2 λ 3 λ 4为权重系数, i = 1 4 λ i = 1
服务特性因素的参数确定为避免专家打分的主观影响,采用问卷调查对旅客出行信息进行采集,获得旅客出行选择公路方式各种因素的数据,再用各种因素的比例作为层次分析法中的评分,然后两两因素相比较,构建判断矩阵 C[15],表示为:
C = c i j m × n     i j = 1,2 , 3 , , n
对矩阵 C进行规范化处理得:
C - = c - i j m × n     i j = 1,2 , 3 , , n
式中: c - i j = c i j i = 1 n c i j     i j = 1,2 , 3 , , n
最后得到规范化后的矩阵 C -,进行列平均处理得:
λ i = 1 n i = 1 n c i j     i j = 1,2 , 3 , , n
λ i为各项因素的权重系数。

1.2.2 公路客运相对优势运距测度模型

H增长率取最小值时的公路客运运输距离即为公路客运相对优势运距。将式(1)~(5)代入式(6),并化简得:
H = θ A r 3 + r 2 2 B θ t - b A + δ A - B b r + δ B
式中: A = λ 1 α + λ 2 v o t v + λ 4 W α B = λ 1 e + 1 e 2 + λ 2 v o t t 1 + t 2 + λ 3 v o t t w + t b
将式(9)对 r求二阶导数:
d 2 H d r 2 = 6 θ A r + 2 2 θ B t - b A
d 2 H d r 2 = 0结合实际调研情况,得出公路客运相对优势运距 r *范围为:
50 r * n A - 2 b θ t 3 θ A

1.3 弹性分析模型

为客观评价运输通道内公路客运的竞争能力,对影响公路客运竞争能力的因素进行敏感性分析[16-17]。安全因素是客运方式的必要条件,选取经济性、快速性、换乘便捷性、乘坐舒适性等因素,作为影响公路客运竞争力的敏感性因素。因此,应用弹性分析法描述因变量变化对自变量的反应程度,即在其它敏感因素不变的情况下,取某一因素作为扰动参数,所引起的优势运距变化的相对变化率,计算公式如下:
E k = r * 1 r * - 1 × 100 %
式中: E k为弹性系数,当弹性系数越大则敏感程度越大; r * 1为经过扰动参数计算后的优势运距。

2 云南省公路优势运距测度分析

本文以云南省为实例分析,从2013—2015年云南省公路、铁路、民航旅客运输量来看,公路旅客运输量一直保持在87%以上(表1)。
表1 云南省综合运输方式客运量占比

Tab.1 The proportion of comprehensive transportation in Yunnan Province

年份 综合运输方式客运量占比(%)
公路 铁路 水运 航空
2013 88.93 6.76 2.49 1.85
2014 88.82 6.78 2.19 2.21
2015 87.57 7.61 2.40 2.42
为科学测定公路客运相对优势运距,保证问卷的有效性,在取得客运管理部门配合的前提下,聘请30名有经验的调查员分别进入汽车客运站、火车站、机场候车厅及待发车辆内,进行一对一问卷调查,共完成2 000份问卷,回收有效问卷1 759份,问卷有效率为87.95%。其中,选择公路客运的样本中男性占53.50%,女性占46.50%;旅客年龄主要分布在20~29岁,占总样本的53.9%;月收入在3 000元以下占51.2%;本科或大专学历占58.89%。调查内容包括旅客个体属性、客运方式服务属性两部分。其中,旅客个体属性包括年龄、性别、月收入、学历等;客运方式服务属性包括到站时间、候车时间、到站换乘费用、票价经济性、乘坐舒适性、换乘便捷性、乘坐安全性等,见表2
表2 问卷设计属性和属性取值

Tab.2 Attributes and values of questionnaire design

类别 变量 变量取值
个体属性 年龄 A.0~19;B.20~29;C.30~39;D.40~49;E.50~59;F.60~∞
性别 A.男;B.女
月收入/元 A.0~3 000;B.3 000~5 000;C.5 000~8 000;D.8 000~12 000;E.12 000~+∞
学历 A.小学;B.初中;C.高中;D.本科或大专;E.硕士及以上
公路客运服务属性 到站时间 依据旅客实际到站时间
候车时间 依据旅客实际候车时间
到站换乘费用 依据旅客实际换乘费用
购票票价 依据旅客实际购买票价
票价经济性 A.很合理;B较为合理;C一般;D.较为不合理;E.很不合理
乘坐舒适性 A.很舒适;B较为舒适;C一般;D.较为不舒适;E.很不舒适
换乘便捷性 A.很方便;B较为方便;C一般;D.较为不方便;E很不方便
乘坐快速性 A.2小时以内;B.4小时以内;C.6小时以内;D.8小时以内;E10.小时以上
乘坐安全性 A.很安全;B.较为安全;C.一般;D.较为不安全;E.很不安全
乘坐目的地 依据旅客实际到达目的地

2.1 公路客运绝对优势运距分析

实际的区域交通系统中,一个特定区域内一般拥有多条客运通道,且各客运通道的功能定位、客流需求、竞争关系等具有差异性。前期研究[18]表明,云南省主要有以昆明为核心呈放射状的五大客运通道,分别为西北部客运通道(昆明—楚雄—丽江—迪庆)、西部客运通道(昆明—大理—保山—临沧—德宏—怒江)、东部客运通道(昆明—文山—红河)、南部客运通道(昆明—玉溪—普洱—西双版纳)、北部客运通道(昆明—曲靖—昭通)。在此基础上,本文利用2016年10月份在昆明市五大公路客运站、火车站、机场开展的旅客出行调查问卷数据,得到各个运输通道内的运输方式运距—分担率,如图2所示。
图2 云南省异质性通道的客运方式分担率—运距曲线

Fig.2 Heterogeneity of regional channels based on transportation distance and ridership rate in Yunnan Province

①在各客运通道的公路客运中短途运输优势明显,但其绝对优势运距的差别显著。各客运通道中公路客运分担率随运距的增长呈现距离衰减特征,其中西部客运通道公路客运分担率下降最快。通过分担率的变化情况,西北部客运通道、西部客运通道、南部客运通道、东部客运通道、南部客运通道的公路客运绝对优势运距范围分别为50~500 km、50~250 km、50~550 km、50~350 km、50~400 km。
②各客运通道的运输方式竞争态势存在较大差异。首先,南部客运通道主要是航空和公路客运的竞争,当运距超过550 km时公路客运将不具备优势地位。其次,西北部客运通道、西部客运通道、东部客运通道、北部客运通道主要是公路客运与铁路客运的竞争,西北部客运通道、西部客运通道、东部客运通道的拐点区间分别为450~500 km、20~250 km、300~350 km,北部客运通道在运距区间内没有出现拐点。可以发现,公路客运受铁路客运影响较大是西部客运通道,影响较小是北部客运通道。

2.2 公路客运相对优势运距分析

通过建立客运通道与票价经济性、换乘便捷性、乘坐快速性、乘坐舒适性、乘坐安全性的交叉表(表3)。
表3 样本主要参数统计分布

Tab.3 The statistical distribution of main parameters

通道 样本主要参数占比/%
经济性 快速性 便捷性 安全性 舒适性
北部客运通道 16.41 15.92 51.74 13.43 2.49
东部客运通道 17.41 18.90 44.21 15.42 3.98
南部客运通道 14.42 16.41 48.25 17.41 3.48
西部客运通道 21.60 26.31 38.59 11.11 3.90
西北部客运通道 21.23 18.89 40.74 15.28 3.70
表3可知,便捷性是旅客选择公路方式的主要考虑因素,均占各通道调查人数的40%左右,而乘坐舒适性对旅客选择公路运输的影响不大。
表3统计结果代入式(7)~(8),得出权重系数 λ i,见表4
表4 各参数权重系数

Tab.4 The weight of each factor coefficient

通道 权重系数
λ 1 λ 2 λ 3 λ 4
北部客运通道 0.2 0.2 0.5 0.1
东部客运通道 0.2 0.2 0.5 0.1
南部客运通道 0.2 0.2 0.5 0.1
西部客运通道 0.2 0.2 0.4 0.2
西北部客运通道 0.2 0.2 0.4 0.2
从统计数据获取旅客到站时间,候车时间、换乘费用、购票费用等,并依据式(1)~(6)计算得到经济性费用、乘坐舒适性费用、换乘便捷性费用、快速性费用、安全性费用相关指标,见表5
表5 公路客运优势运距的指标计算

Tab.5 Results of each index in regional passenger transportation channels

通道 指标计算
α e 1 e 2 t 1 t 2 v t b t w W S
西北部客运通道 0.41 20.8 7.4 1.06 0.40 67.50 0.10 1.05 11.60 21.91
西部客运通道 0.36 28.6 11.0 1.02 1.33 75.69 0.20 1.04 13.44 23.79
南部客运通道 0.41 14.5 11.6 1.04 0.20 72.92 0.15 0.57 10.88 24.21
东部客运通道 0.38 25.5 11.0 1.05 0.54 63.66 0.15 1.06 9.44 22.48
北部客运通道 0.27 13.5 8.4 1.06 0.51 60.35 0.10 0.46 10.77 21.86
将权重系数和指标参数代入式(10)~(12)计算得出云南省五大客运通道的公路客运相对优势运距:西北部客运通道为50~441 km,西部客运通道为50~506 km,南部客运通道为50~209 km,东部客运通道为50~315 km,北部客运通道为50~190 km。

2.3 综合运输通道相对优势弹性分析

依据式(13)计算,当敏感性因素变化10%时,各客运通道相对优势运距变化弹性系数,计算结果见表6
表6 公路客运敏感性因素敏感度计算结果

Tab.6 Results of sensitive factor of highway passenger transportation

敏感因素 调整方案/% 客运通道/%
北部客运通道 东部客运通道 南部客运通道 西部客运通道 西北部客运通道
票价经济性 +10 3.56 2.55 2.21 3.32 2.42
-10 -2.63 -1.83 -1.72 -2.15 -2.18
快速性 +10 2.88 3.65 3.15 2.08 2.15
-10 -1.93 -2.85 -2.64 -1.54 -1.63
换乘便捷性 +10 5.46 5.83 5.34 7.65 8.42
-10 -4.81 -5.03 -4.89 -6.85 -7.55
乘坐舒适性 +10 2.28 1.48 1.83 1.75 2.16
-10 -1.84 -0.88 -1.07 -1.96 -1.76
基于表6的计算结果,并结合各客运通道优势运距,对比发现:在云南省五大客运通道中,换乘便捷性的公路客运优势运距弹性系数值,远高于其他因素,表明旅客选择公路客运时对换乘便捷性更加敏感。显然,为提高公路客运竞争力,须加快公路客运的换乘服务体系建设,为旅客提供更加便捷、快速的换乘体验。
进一步分析公路客运的票价经济性、快速性、乘坐舒适性对五大客运通道公路优势运距的弹性系数值影响,发现票价经济性对北部公路客运相对优势运距弹性系数影响较大,乘坐的舒适性对西北部、西部客运通道的公路客运相对优势影响更大,而南部、东部客运通道的优势运距弹性系数受快速性影响较大。因此,可将云南省五大客运通道划分为经济敏感型通道、时间敏感型通道和服务敏感型通道。
①经济敏感型客运通道:旅客在选择公路客运时,对出行费用成本敏感度较高,公路客运相对优势运距范围在190 km以内,说明旅客在选择公路客运短途出行时,比较注重出行费用的经济性,这与公路客运方式的速度居中、票价相对较低等特征相匹配。
②时间敏感型客运通道:旅客在选择公路客运时,对出行时间成本敏感度较高,其公路客运相对优势运距范围一般在209~315 km。说明旅客在选择公路客运进行中距离出行时,出行时间是重要影响因素,这与公路客运方式的便捷性特征相匹配。
③服务敏感型客运通道:旅客在选择公路客运出行时,对公路客运的舒适性敏感程度较高,其公路相对优势运距范围普遍在441~506 km。表明旅客在长距离出行中选择公路客运时,更注重乘坐的舒适性。

3 结论

①从大规模旅客调查数据统计结合云南省空间地域主体功能分析,云南省区域交通基础设施发展水平不均衡,使得五大客运通道在公路客运绝对优势运距、运输装备方面具有明显的异质性。
②通过对相对优势运距测度及敏感性分析发现,云南省五大主要客运通道的公路客运相对优势运距差异显著,且经济敏感型客运通道的公路客运相对优势运距为50~190 km、服务敏感型客运通道公路客运相对优势运距为441~506 km,而时间敏感型客运通道的公路客运相对优势运距为209~315 km。
③敏感性因素的波动结果表明,旅客收入水平与出行目的的差异是公路客运相对优势运距产生差异的直接原因,而实际出行距离则是推动不同类型客运通道公路客运绝对优势运距差异化的主要因素。
本文构建的公路客运相对优势运距模型主要考虑了公路运输技术服务特性,但在弹性分析方面未纳入其他运输方式对优势运距的影响,这也是作者下一步的研究方向。
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