1、運輸管理,浙江大學(xué)管理學(xué)院 劉南 教授,運輸需求與供給,運輸需求與供給概述 個體行為選擇模型 貨物運輸需求 運輸供給分析 運輸需求與運輸供給均衡,2020/10/1,2,運輸管理/劉南教授,運輸需求的含義： 運輸需求是指在一定時期內(nèi)，一定價格水平下，社會經(jīng)濟活動（如上班、上學(xué)、購物、運貨）在旅客與貨物空間位移方面所提出的具有支付能力的需要。 需求與需要的區(qū)別：需要是一種要求，是人們在沒有得到某些方面滿足時的一種感受狀態(tài)。需求是指有能力購買并且愿意購買某個產(chǎn)品的欲望。 運輸需求與運輸量的區(qū)別：運輸需求不能簡單地用運輸量表示，而應(yīng)與不同的服務(wù)水平（通行能力、交通工具、服務(wù)質(zhì)量等）相聯(lián)系才是有效的。

2、,運輸需求與供給概述,2020/10/1,3,運輸管理/劉南教授,運輸需求的六要素： 運輸需求量 流向 運輸距離 運輸價格 運送時間、送達速度 運輸需求結(jié)構(gòu),2020/10/1,4,運輸需求與供給概述,運輸管理/劉南教授,運輸需求的特征： 派生性 不平衡性 異質(zhì)性 可替代性 運輸需求的派生特性： 人們并不是為出行而出行，而是為了去從事某項社會經(jīng)濟活動（本源需求），如上班、上學(xué)、購物、運貨。 運輸需求的派生性可以通過其產(chǎn)生過程來說明。假定有A、B兩地，A地是商品M的生產(chǎn)地，當(dāng)?shù)氐匿N售價格為PA。如圖所示，CAB是商品M從A地到B地的運輸成本，PB是商品M在B地的銷售價格：PB=PA+CAB,運輸

3、需求與供給概述,2020/10/1,5,運輸管理/劉南教授,運輸需求與供給概述,2020/10/1,6,商品需求與運輸需求的關(guān)系：顯然，運輸成本CAB的大小，影響商品M在B地的定價，從而影響其在B地的消費量QB的變化：A-B間運量V=QB=f(PA+ CAB),運輸管理/劉南教授,運輸需求分類 按運輸對象種類不同可以分為： 貨物運輸需求、旅客運輸需求 按運輸需求產(chǎn)生的地域不同可以分為： 區(qū)域內(nèi)運輸需求、區(qū)域間運輸需求、過境運輸需求 按運輸方式不同可以分為： 鐵路運輸需求、公路運輸需求、水路運輸需求、航空運輸需求、管道運輸需求、聯(lián)合運輸需求,運輸需求與供給概述,2020/10/1,7,運輸管理/

4、劉南教授,運輸供給的含義： 運輸供給是指運輸生產(chǎn)廠商在特定的時期內(nèi)，在一定的價格水平上，愿意并有能力提供的各種運輸產(chǎn)品的數(shù)量。 從微觀層次上，單個運輸生產(chǎn)商所愿意提供的運輸產(chǎn)品的數(shù)量與該產(chǎn)品的價格和成本有關(guān)。 從宏觀層次上，運輸產(chǎn)品市場總供給取決于市場中該運輸產(chǎn)品生產(chǎn)者的數(shù)量和每個廠商所能夠和愿意提供的產(chǎn)品數(shù)量。 運輸供給包含四個方面的內(nèi)容： 運輸供給的數(shù)量、運輸方式、運輸布局、運輸管理體制,運輸需求與供給概述,2020/10/1,8,運輸管理/劉南教授,運輸供給的特點 運輸產(chǎn)品不可儲存性 運輸供給的整體性 一是運輸基礎(chǔ)設(shè)施與運載設(shè)備能力相互匹配，形成不可分割的整體。二是運輸基礎(chǔ)設(shè)施自身具有整

5、體性。 運輸供求不平衡性 表現(xiàn)在時間上和地區(qū)上的不平衡 運輸供給的部分可替代性 運輸生產(chǎn)的時空差異性 運輸企業(yè)為了實現(xiàn)供需的時空結(jié)合，經(jīng)常要付出空載的代價 運輸供給的外部性,運輸需求與供給概述,2020/10/1,9,運輸管理/劉南教授,個體行為選擇模型,由美國經(jīng)濟學(xué)家D. McFadden（2000年諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎得主）和交通科學(xué)家M.Ben-Akiva等于20世紀70年代初提出并加以發(fā)展。 最初研究側(cè)重于交通方式選擇問題。后來廣泛應(yīng)用于交通和城市規(guī)劃（如居民居住位置選擇）等領(lǐng)域。 模型假定：作為行為決策單位的個體（如出行者）在一個可以選擇的集合（如各種交通方式）中，會選擇使其效用達到最大化

6、可選項。,2020/10/1,10,運輸管理/劉南教授,模型的基本原理： 假定旅客可按社會經(jīng)濟特性分為m類，可供選擇的運輸方式共有n種。第t類旅客選擇第i種方式的效用函數(shù)為 Uit = Vit + it，i=1,2,n；t=1,2,m 其中，Vit為可觀測的確定性效用；it為效用的隨機部分，指由于干擾因素或觀測誤差引起的非確定性效用。 確定性效用函數(shù) Vit =f(Xi,St) Xi為第i種運輸方式的供給屬性（如出行費用、旅行時間等）向量；St為第t類旅客需求屬性（如收入水平、選擇偏好等）向量。,個體行為選擇模型,2020/10/1,11,運輸管理/劉南教授,個體t 選擇可選項i 的選擇概率

7、Pit=Prob(UitUjt, ji) =Prob(Vit+itVjt+jt, ji) =Prob(jtit+Vit-Vjt, ji) 當(dāng)效用函數(shù)的隨機項it是相互獨立的，并且服從雙指數(shù)分布 F(x)=exp(-e-x), -x . 可得多項Logit模型的選擇概率Pit =exp(Vit)/jexp(Vjt),個體行為選擇模型,2020/10/1,12,運輸管理/劉南教授,主要優(yōu)點： （1）個體行為選擇模型以明確的行為假說為基礎(chǔ)，邏輯性強。 （2）可以用較少的樣本估計出模型的系數(shù)，并可對所求得的參數(shù)采用統(tǒng)計方法進行檢驗。 （3）可以選用許多與個人決策相關(guān)的因素作為自變量，從而對交通政策進行

8、效果評價。,個體行為選擇模型,2020/10/1,13,運輸管理/劉南教授,案例分析：美國城市居民工作出行方式選擇 McFadden等（1977）應(yīng)用多項Logit模型 (MNL)研究了舊金山地區(qū)出行者所選擇的4種工作出行方式： （1）單獨乘小汽車； （2）乘巴士（步行可達車站）； （3）乘巴士（小汽車可達車站）； （4）搭車（2人或以上乘小汽車）。,個體行為選擇模型： 案例分析1,2020/10/1,14,運輸管理/劉南教授,影響出行方式的特性變量有： C=往返旅程可變貨幣成本（美分），包括停車、收費、汽油及維修費用 t=行車時間（分鐘） t0=非行車時間（分鐘），包括步行、等車及轉(zhuǎn)車時間

9、w=出行者的稅后工資率（美分/分鐘）。 Dj =方式j(luò)的虛擬變量： Dj =1 如果方式j(luò)被選擇； Dj =0未被選擇； 因為只有效用差影響方式選擇，4個虛擬變量中的一個D2可以省略，看作為“基本方式”，用于與其他方式作比較。,個體行為選擇模型： 案例分析1,2020/10/1,15,運輸管理/劉南教授,影響出行方式的特性變量有： C=往返旅程可變貨幣成本（美分），包括停車、收費、汽油及維修費用 t=行車時間（分鐘） t0=非行車時間（分鐘），包括步行、等車及轉(zhuǎn)車時間 w=出行者的稅后工資率（美分/分鐘）。 Dj =方式j(luò)的虛擬變量： Dj =1 如果方式j(luò)被選擇； Dj =0未被選擇； 因為

10、只有效用差影響方式選擇，4個虛擬變量中的一個D2可以省略，看作為“基本方式”，用于與其他方式作比較。,個體行為選擇模型： 案例分析1,2020/10/1,16,運輸管理/劉南教授,估計的效用函數(shù)為： V=-0.0412c/w -0.0201t -0.0531t0 - 0.89D1 -1.78D3 -2.15D4 參數(shù)估計的標準差：略 估計結(jié)果解釋： （1）特性變量c/w,t,t0系數(shù)為負，說明對某種方式，較高的出行成本或較長的行車與非行車時間都會降低出行者選擇該方式的概率。 （2）虛擬變量(D1,D3,D4)的負系數(shù)，表明面對相同的時間和成本，出行者寧愿選擇第2種方式乘巴士/步行可達車站（基本

11、方式）。尤其是，D3和D4前面的較大負系數(shù)反映了方式3（乘小汽車到巴士車站）和方式4（安排搭車）所帶來的不方便。,個體行為選擇模型： 案例分析1,2020/10/1,17,運輸管理/劉南教授,估計結(jié)果解釋： （3）通過計算時間變量t,t0與成本變量c的系數(shù)之比，發(fā)現(xiàn)出行者的行車時間價值為其工資率的49%，而非行車時間價值為其工資率的129%。較高的非行車時間價值表明，出行者不喜歡花在到達、轉(zhuǎn)乘、等待某一交通方式上的時間。 （4）上述發(fā)現(xiàn)的一個重要結(jié)論（同時也被其他研究所證實）是：由于小汽車具有較低的非行車時間，使得小汽車比其他交通方式具有顯著的競爭優(yōu)勢。,個體行為選擇模型： 案例分析1,202

12、0/10/1,18,運輸管理/劉南教授,案例分析2：我國旅客運輸方式選擇分析 選自：中國旅客運輸發(fā)展戰(zhàn)略研究（第108-112頁） 運輸方式：公路、鐵路、民航 用戶選擇方式時采用理性原則。即用戶總是按照效用最大化（或負效用最小化）原則選擇可能的運輸方式，而不受習(xí)慣偏好、信息不靈等因素的影響。,個體行為選擇模型： 案例分析2,2020/10/1,19,運輸管理/劉南教授,需求屬性變量St是旅客方式選擇中的內(nèi)在動因： 收入水平：農(nóng)村低、農(nóng)村中高、城鎮(zhèn)中低、城鎮(zhèn)高 選擇偏好（旅客對方式各供給屬性的特征反應(yīng)系數(shù)） 時間價值 描述不同運輸方式特征的供給屬性變量： 出行費用變量 xi1; 旅行時間變量 x

13、i2; 方便性變量 xi3; 舒適性變量 xi4; 可得性變量 xi5;,個體行為選擇模型： 案例分析2,2020/10/1,20,運輸管理/劉南教授,第t類旅客選擇第i種方式的效用函數(shù)Vit 是由旅客的需求屬性和各方式的供給屬性共同決定的： Vit = Xi1St1+ Xi2St2+ Xi3St3+ Xi4St4+ Xi5St5 多項Logit模型方式選擇模型 Pit =exp(Vit)/jexp(Vjt) 主要結(jié)論：見參考資料,個體行為選擇模型： 案例分析2,2020/10/1,21,運輸管理/劉南教授,個體行為選擇模型： 案例分析2,個體行為選擇模型： 案例分析2,該模型對距離變量反應(yīng)敏

14、感。在不同距離范圍內(nèi)，各種運輸方式的分擔(dān)率會發(fā)生顯著變化 在較短的運距范圍內(nèi)（如100公里以內(nèi)），選擇公路運輸方式的比例占有絕對的優(yōu)勢，在75.49到83.11之間。這是由于公路方便、靈活、班次密集等特點決定的。 隨著距離的延長，鐵路運輸?shù)牡瓦\價、舒適性較高等優(yōu)勢逐漸表現(xiàn)出來，當(dāng)運距增加到400公里，鐵路分擔(dān)比例已達 62至80之間。到 800公里以后，鐵路分擔(dān)率達到90左右。 但隨著運距的進一步延長，民航的高速運輸特點就開始在方式選擇中占有較重要的地位，分擔(dān)比例逐漸提高。,個體行為選擇模型： 案例分析2,2020/10/1,24,運輸管理/劉南教授,模型計算的結(jié)果與實際情況基本上是吻合的。如

15、在1994年我國公路平均運距為52公里，鐵路平均運距為321公里，民航平均運距為1300公里。 通過模型還可以推測，未來隨著高級公路網(wǎng)的建立，公路的合理經(jīng)濟運距將進一步延長。同理，高速鐵路的出現(xiàn)，也會同樣影響鐵路和民航的分擔(dān)比例。 旅客的收入水平對方式選擇影響很大，在同等距離范圍內(nèi)，收入水平低的旅客對經(jīng)濟性變量反應(yīng)比較敏感，而收入水平較高的乘客則趨向于選擇速度快，時效性強，且較為舒適的運輸方式。,個體行為選擇模型： 案例分析2,2020/10/1,25,運輸管理/劉南教授,貨物運輸需求產(chǎn)生的原因,貨物運輸需求,2020/10/1,26,運輸管理/劉南教授,影響貨物運輸需求的因素,貨物運輸需求,

16、2020/10/1,27,運輸管理/劉南教授,運輸需求函數(shù),貨物運輸需求,2020/10/1,28,為了簡化問題，假定其他因素不變，僅僅分析運輸價格對該運輸需求的影響：Q=F(P),運輸管理/劉南教授,運輸對象的需求曲線,貨物運輸需求,2020/10/1,29,運輸管理/劉南教授,2020/10/1,30,圖(a)中是產(chǎn)地A的煤炭供給曲線，我們把它畫成最簡單的直線形式，表示供給量隨價格的上升而增加。該供給曲線的數(shù)字公式為： Q=1000PA 式中：Q煤炭供給量； PA產(chǎn)地價格。,圖(b)是銷售地的煤炭需求曲線，我們也把它畫成最簡單的直線形式，表示需求量隨價格的上升而減少，該需求曲線的數(shù)字公式為

17、： Q=10000-1000PB 式中：Q煤炭需求量； PB銷地價格。,上面給出的A地煤炭產(chǎn)地價格中不包含煤炭運輸?shù)膬r格，而B地的煤炭銷地價格中顯然包括了煤炭的運輸價格，因此A地與B地之間存在著一個煤炭的價格差，假定該價格差僅僅是由于煤炭運輸造成的。 因此，在產(chǎn)銷地供求曲線已經(jīng)分別確定的情況下，從A地運往B地的煤炭數(shù)量，取決于煤炭的運輸價格。 煤炭運輸價格的數(shù)學(xué)公式為： 式中：PT運輸價格。 可以得到本例的運輸需求公式：,貨物運輸需求,2020/10/1,31,運輸管理/劉南教授,貨物運輸需求,2020/10/1,32,衍生的煤炭運輸需求計算表,運輸管理/劉南教授,把上表第一欄和第四欄的數(shù)字轉(zhuǎn)

18、換到坐標圖上，就可以得到下圖，這是一條煤炭運輸需求隨運輸價格變化的曲線。,貨物運輸需求,2020/10/1,33,運輸管理/劉南教授,道路交通的需求曲線,貨物運輸需求,2020/10/1,34,邊際成本：指多生產(chǎn)一個單位的公共物品所要增加的成本,邊際效益：許多消費者中各個人得到的效益（由他愿意支付的價格來衡量）的總和,運輸管理/劉南教授,公共物品（P）提供的最優(yōu)條件： 其中，MC為邊際成本，MBi為邊際效益，表示個人i為多使用一單位產(chǎn)品所愿意支付的價值。,貨物運輸需求,2020/10/1,35,運輸管理/劉南教授,運輸需求的價格彈性 反映了一定時間內(nèi)運輸需求量變動對運輸價格變動的反應(yīng)程度 點彈

19、性的計算 弧彈性的計算,貨物運輸需求,2020/10/1,36,運輸管理/劉南教授,運輸需求價格彈性的五種情況,貨物運輸需求,2020/10/1,37,運輸管理/劉南教授,不同的運輸彈性下，運價變動對運輸收入的影響 圖（a）中，運輸需求曲線的EP1。當(dāng)運價為OPM時，運輸收入OPMOQMS1+S2；當(dāng)運價降為OPN時，運輸收入OPNOQNS2+S3，因為S1S3，所以當(dāng)缺乏彈性時，降低運價將減少運輸收入，而提高運價將增加運輸收入。,貨物運輸需求,2020/10/1,38,運輸管理/劉南教授,不同的運輸彈性下，運價變動對運輸收入的影響,貨物運輸需求,2020/10/1,39,圖（a）,圖（b）,

20、運輸管理/劉南教授,運輸需求的收入彈性 反映一定時期內(nèi)運輸需求量的變動對消費者收入變化的反應(yīng)程度，多用于分析客運需求 （1）派生性客運需求，是生產(chǎn)和生活過程必要的需求，它是維持生產(chǎn)和消費正常進行的基本需求。即使人們收入水平降低，但為了工作需要仍必須利用交通工具。 （2）本源性需求，如觀光、旅游等利用交通工具，本身就是為了消費。這類需求的收入彈性較大。,貨物運輸需求,2020/10/1,40,運輸管理/劉南教授,運輸需求的交叉彈性 運輸服務(wù)具有替代性，交叉彈性表示在一定時期內(nèi)一種運輸方式、一條運輸線路和一家運輸企業(yè)的運輸需求量的變動對于另一種運輸方式、另一條運輸線路或另一家運輸企業(yè)的價格變動的反

21、應(yīng)程度，即一種可替代的運輸服務(wù)的價格每變化百分之一將引起的另一種被替代的運輸服務(wù)的需求量變化的百分數(shù),貨物運輸需求,2020/10/1,41,運輸管理/劉南教授,運輸需求的派生彈性 分析運輸需求隨其本源需求的變化而變化的靈敏程度 運輸需求的生產(chǎn)派生彈性 其中G表示工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平（一般用產(chǎn)值表示） 運輸需求的商品派生彈性 其中C表示商品需求,貨物運輸需求,2020/10/1,42,運輸管理/劉南教授,與交通規(guī)劃的關(guān)系： 交通需求分析是交通規(guī)劃中的一個重要組成部分和基本依據(jù)，需求分析的質(zhì)量決定交通規(guī)劃的成敗。 交通需求分析是交通需求預(yù)測的先導(dǎo)，需求分析為需求預(yù)測模型提供了理論和思想上的框架。 需求

22、分析與需求預(yù)測的區(qū)別： 需求分析一般不考慮確切的時間長度問題； 需求預(yù)測模型必須考慮時間對其可用性的影響，如短期預(yù)測一般不同于長期預(yù)測。,貨物運輸需求,2020/10/1,43,運輸管理/劉南教授,運輸供給分析,2020/10/1,44,影響運輸供給的因素,運輸管理/劉南教授,運輸供給分析,2020/10/1,45,運輸供給函數(shù) 其中：Qs表示運輸供給量；P表示運輸服務(wù)價格；b1, b2，bn表示除運價以外的其他影響因素 可簡化為： 運輸供給曲線,運輸管理/劉南教授,運輸供給的價格彈性 在其他條件不變的情況下，運價變動所引起的供給量變動的靈敏程度 點彈性的計算 弧彈性的計算,運輸供給分析,2020/10/1,46,運輸管理/劉南教授,運輸供給的價格彈性 Es 1，