基于功效系数法的区域公路客运供需均衡性研究

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摘要：随着国内城市化水平不断上升，城市客运需求急剧增加，而城市客运基础设施却相对滞后，城市客运系统供需矛盾日益突出。本文在供需平衡基本理论的基础上，对交通客运供需关系进行研究，构建一种基于功效系数法的客运供需平衡判定模型，定量分析客运系统的供需均衡性，并通过实际案例进行说明，为决策部门制定缓解客运供需矛盾相关政策提供一定的理论依据。

关键词：功效系数法；客运系统；供需均衡；哈大齐高速

中图分类号：F560文献标识码： A

1、前言

近年来，随着社会经济的快速发展、城市化水平的不断提高，人们的出行需求快速增长，使得城市客运总量不断攀升，而城市客运基础设施却相对滞后，客运系统供需矛盾与结构不合理问题日益突出，尤其是诸如春运等客运高峰时节。目前交通供给设施的建设与客运需求的引导两者之间基本上无任何关联的。如何定量分析城市客运供需均衡问题，来缓解城市客运供需矛盾，是一个非常具有现实意义的问题。

本文在供需平衡基本理论的基础上，依托于黑龙江省公路客运的历史数据，构建黑龙江省公路客运供需平衡判定模型，来分析现状公路客运系统的供需均衡性，制定合理的客运系统总投入量、运输结构比例及各种运输方式协调发展策略，来缓解客运系统供需矛盾、合理配置客运资源，提高城市客运系统的运行效率，具有十分重要的社会意义。

2、文献综述

在客运供需平衡性方面，国内外学者作出了大量的相关研究。

Firesz[1](1994)在分析对出行路线的影响因素――交通信息时研究网络流由一个均衡状态转变为另一个均衡状态，阐述了网络均衡的思想；Zhang H M [2]（2000）提出并分析了均衡交通流理论与模型，研究了均衡模型解的结构。齐悦[3]运用供给与需求理论对综合运输的需求进行研究，并用实验对模型进行验证。吴文征[4]将经济学均衡理论应用到交通运输系统，提出了动态交通平衡理论。邹海波[5]从道路供给方面考虑供给系统的内在机理及其协调发展的机制。

从研究来看，当客运系统需求大于供给时，单从供给方面考虑解决的对策，并不能从根本上解决客运系统中的供需失衡的矛盾，需要加强交通需求管理。国内外专家对交通领域中的供需均衡问题从微观层面进行了较深入、较全面的分析与阐述，但在宏观方面缺乏相应的研究。因此，本文主要从宏观的角度出发，应用功效系数法建立交通客运系统供需均衡模型，揭示交通客运供需矛盾的内涵，确定交通客运供给与需求平衡发展的基本关系，从而达到缓解交通客运系统供需矛盾与合理配置交通客运资源的目的。

3、交通客运供需关系研究

（1）客运供给特性分析

客运供给指的是在特定的时间内、确定的价格因素下，客运提供方自身愿意且能够提供一定的运力。交通客运系统以设施的投入、服务的变化来使客运供给适应客运需求。本文主要从客运供给的服务水平对客运的影响来分析交通供给，给予以下定义：

式中：为服务水平的矢量，，，，，，分别的表示了交通供给的安全性、方便性、便利性、可靠性、经济性、舒适性等服务水平指标。

（2）客运需求特性研究

在特定的时期内，一定的价格因素下，社会生活中的乘客为空间位移所提出需求称为客运需求。

客运需求特性是乘客在出行过程中可以享受到的供给的服务，主要通过乘客自身来决定，并通过态度、评价等方式来实现。本文选择快速性、安全性、经济性、方便性、乘客时间价值等五个指标作为衡量客运需求特性的标准。

式中：为反映的是客运需求品质的服务水平的矢量，，，，，分别表示其快速性、安全性、经济性、方便性、乘客时间价值等5个反应需求服务的指标。

（3）需求与供给的互动关系分析

客运系统供需关系是一个双向制约、双向互动的关系。一般的，认为只要不断的扩大客运供给就会满足需求，却忽略了在扩大客运供给的同时又刺激了新的客运需求以更快速度增长，瞬时的供需平衡关系就会被打破。因此，我们不能从单独需求或供给来缓解城市客运供需矛盾，应着眼于两者均衡化发展。

4、客运供给与需求均衡模型

4.1客运供需均衡涵义

客运系统为了实现最优质的客运供给服务及在最大程度上满足各层次的客运需求，在宏观调控及社会经济发展的作用下，供需系统与外部环境系统及各子系统或要素间的协作下，供需系统内部的分工协作帮助下，形成一种相互适应、协作、促进、配合的相对均衡的一种状态与发展趋势。

4.2客运供需系统均衡的界定

均衡分析从客运供给需两个方面的关系来考察客运市场的运行现状及其变化的规律。从理论上看客运供给与需求之间只有以下的三种关系：

①供给与需求的“不均衡”：客运供需的不均衡是指两者在量上或质上出现了不平衡；

②供给与需求的“绝对均衡”：即供需之间始终保持着均衡发展的态势，客运供需双方刚好相一致；

③供给与需求的“相对均衡”：即客运供给能够满足客运需求的增长，或两者间并没有较大的差距，两者之间均衡地向前发展。

显然，供需不均衡是不可取的，绝对均衡是不可能实现的，我们力求达到客运供需间的相对均衡状态。

4.3客运供需功效系数评价模型

功效系数评价法是以协同学理论为基础。供需子系统间的协同作用是系统逐步走向有序的关键，系统慢驰豫变量间的作用决定着系统的发展方向。因此，要判定供需系统的均衡发展程度，需要建立供需系统间的均衡模型。

一、系统整体均衡程度评价

对于一个客运供需系统，将系统内的每个指标对系统整体发展的作用看成是系统发展的目标，则供需系统的均衡问题是一个多目标函数的问题。于是，可以采用多目标函数的决策技术，建立衡量供需均衡状态的模型。

（1）确定供需系统子系统内各要素的评价指标

考虑到客运子系统、，系统发展的评价指标为，其中或；；，，和为该评价指标的阀值。那么、可以改写为。不失一般性我们可以继续假设的值越大，系统的有序程度越高，其值越小系统的有序程度就越低；假设与前者相仿其取值越大，系统的有序程度越低，其取值越小，系统的有序程度反而越高。则子系统评价指标的系统有序度可以表示为：

（16）

由以上的理解可以知道，，其值越大，对系统有序的促进作用越大，在实际的供需系统中，还会有一些评价指标，其取值过大与过小对系统的有序程度都不好，而是集中在某一特征值周围为最佳，这些可以通过调整该评价指标的取值区间，使其满足上式。

（2）确定子系统评价指标的有序度

在整体的角度来看，评价指标对子系有序程度的作用可通的集成来实现。从理论上讲客运供需系统的整体表现及性能不仅仅取决于各评价指标值的大小，更重要的是取决于它们构成的系统结构。常用的集成方法有以下两种：

①几何平均法

（17）

②加权平均法

（18）

其中，为的权重，且，

评价指标的子系统有序程度从上述两中方法中可以看出，，越大，对系统有序的帮助就越大，系统有序度就会越高，反之就会越低。在加权平均法中权系数的确定要考虑以下两点：①客运系统的现实状态；②能够在一定的时期内反映客运系统的目标。

（3）客运供需系统均衡模型的建立

在系统指定的某一初始的时刻，设各客运子系统评价指标的系统有序度为，，则对于客运供需复合系统在时刻来讲，如果此时的各子系统评价指标的系统有序度为，，定义为复合系统的均衡度，则：

（19）

其中：，其值越大客运供需系统均衡发展的越好，反之则越差。

考虑了全部子系统情况，如一个子系统的系统有序度上升较快，而另一子系统的系统有序程度上升的较慢或者下降，则整个客运供需系统就处于亚均衡状态或者根本不均衡，具体体现为。

二、子系统间的均衡程度评价

上述均衡模型表述的是客运系统的整体均衡程度，并不能表现客运子系统间的相对均衡程度。用相对均衡度来表示两子系统间的相对均衡程度，具体如下所示：

（20）

式中：、为各子系统评价指标的有序度。

从上式的结果可以看出，，值越大，两个子系统间的均衡程度越高，反之就越低。表示某一时刻各子系统间的均衡度。

5、案例分析――以哈大齐高速客运通道为例

5.1案例介绍及数据来源

本文以哈大齐高速客运通道为例，针对上文中研究并选取的评价指标，收集并甄选相应的数据，对该客运供需系统的均衡状态进行详细的分析与阐述，考虑到所研究的问题的复杂性及获取数据的困难性，仅考虑哈大齐高速通道内的两种运输形式组成的客运供需系统在2008年和2012年的系统均衡发展情况。

本节主要对哈大齐高速运输通道内客运系统进行量化的计算与分析，其数据来源如下：2008年相关数据来源于黑龙江省年鉴、哈大齐高速通道城市群内汽车客运站的调查与统计；2012年数据来源于课题前期调研数据。详细数据见下表1至表4。

表1 2008年需求评价指标统计数据

表2 2012年需求评价指标统计数据

表3 2008年供给评价指标统计数据

表4 2012年供给评价指标统计数据

5.2定量分析

根据各评价指标的具体计算方法，结合本案例的实际情况，得到结果如下：

（1）供给与需求子系统评价指标的系统有序度

本文中需求于供给两个子系统的序参量有序度应用几何平均法来集成。计算得到的系统有序度结果如下表5所示。

表5 供需子系统评价指标的有序度

（2）供需系统均衡度

客运供需系统的均衡度为系统的整体的均衡度，计算如下：

由上式可以得到：。

（3）供给与需求子系统间的相对均衡度

2008年供给与需求间的相对均衡度为：

2012年供给与需求间的相对协均衡为：

5.3结果分析

根据计算结果，供给子系统的均衡程度（有序度）由2008年0.735增加到2012年0.875，表明供给系统的需求强烈，且处于继续增长的态势。而需求子系统的均衡程度由2008年0.727增长到2012年的0.847，虽有较大涨幅但增长程度较供给子系统发展较缓慢；对比两个子系统的均衡系数，可以看出供给能力明显高于客运的需求，客运系统一直处在供大于求的亚均衡状态。

同时，需求与供给子系统的相对均衡程度由2008年0.980上升为2012年0.988，说明需求子系统相对于供给子系统的均衡发展程度相对较低，但其有明显的上升趋势；同时说明两者之间的均衡发展程度相对较高，而且两者会随着时间的推移最终实现系统均衡的结果。

6、结论

本文对供需平衡基本理论的基础上，对交通客运中的供需关系进行分析，对客运供需均衡状态进行界定，建立基于功效系数评价法的供需均衡评价模型，通过实例对现状公路客运系统的供需均衡性进行定性与定量分析，为相关部门制定合理的客运系统发展策略提供一定的依据，达到缓解客运系统供需矛盾、合理配置客运资源，提高城市客运系统的运行效率，具有一定的实际意义。

参考文献

[1] Terry L. Friesz, David Bernstein, Nihal J.Mehta, Roger L.Tobin, Saiid Ganjalizadeh.Day-To-Day Dynamic Network Disequilibria and Idealized Traveler Information Systems.Operations Research, Vo1.42, No.6 (Nov.- Dec,1994) 1994：1120-1136.

[2] Zhang H M.Structural properties of solutions arising from a non- equilibrium traffic flow theory. Transportation Research Part B，Vo1.34, Issue 7,2000： 583-603.

[3] 齐悦.综合运输需求特征及其指标体系研究[D].北京：北京交通大学学位论文，2008

[4] 吴文征.交通运输供给与需求均衡的理论研究与实证分析[D].西安：长安大学学位论文，2005

[5] 邹海波，吴群琪.道路运输供给系统协调发展的机理分析[J].长安大学学报(社会科学版)，2007，9，9(3):18-21

作者简介：

周红飞（1988.11―），男，助理工程师，硕士，主要研究领域为城市交通规划及城市交通定价理论