【《城轨灵活编组运营方案经济效益评价指标体系构建分析案例》10000字】

城轨灵活编组运营方案经济效益评价指标体系构建分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u18627城轨灵活编组运营方案经济效益评价指标体系构建分析案例 1151311.1城轨灵活编组运营方案经济效益评价指标体系设计 1183171.1.1城轨灵活编组运营投入分析 1312221.1.2城轨灵活编组运营产出分析 353571.1.3评价指标体系初步构建 4166761.2评价指标计算方法研究 5189701.2.1投资成本 5142311.2.2与行车量有关的支出测算 76241.2.3固定设施维修费的支出测算 1088731.2.4定量指标计算方法 12203861.2.5定性指标计算方法 14122761.3评价指标体系筛选 15268071.3.1评价指标体系筛选原则 15171401.3.2指标相关性分析法 15127001.3.3城轨灵活编组运营方案经济效益评价指标体系筛选 1632591.4评价方法分析及比选 17267651.1.1评价方法分析 1797871.1.2评价方法比选 181.1城轨灵活编组运营方案经济效益评价指标体系设计1.1.1城轨灵活编组运营投入分析城市轨道运输系统是一个涉及到众多相关运营管理部门的复杂系统，城轨灵活编组列车运营投入涉及内容较多。城轨公司从分行业和分产品两种角度对投入成本进行数据分析。以上海地铁集团公司2019年成本分析表为例，如图1.1所示图1.1上海地铁2019年成本分析图从上图可知，这四种费用能够将所有的投入费用包含在内，其中运营成本在投入资金所占比例最大，约占总投入的60%，资产使用费和大修费占比约为17%和13%，折旧费占比为10%。由于在进行经济效益比选的过程中，涉及到的关键资金投入包含在四种费用之中，本文根据城轨灵活编组的运营特性以及在四类费用中具有代表性的费用，将四种费用细化，在运营成本中提取资金投入以及人工投入；在资产使用费中提取设备投入费，大修费和折旧费来做为城轨灵活编组的投入指标。主要为以下几方面：（1）资金投入本文假设城轨灵活编组运营方式是在既有线路上进行的，在资金投入中不包括改扩建的工程资金投入。灵活编组开行方式下的城轨运营所产生的总费用叫做资金投入，其中在城轨灵活编组列车运营的资金投入是列车开行成本。伴随着客运需求的增加以及客运量的增加，会导致列车开行的成本增加，但在不改变固定设施和线路情况下，列车开行收益会因客运量的增加而增大，且它的增大幅度大于列车开行成本增加程度。因此客运量与列车开行收益有很强的关联性。（2）设备投入列车开行设备投入研究的对象是列车车辆和编组列车。为了满足因客运量增加造成的客运需求，需要根据客流量大小适当增加列车车底数以及编组的车辆数，直接影响到列车的购置费用，在一段时间运营过程中，列车的折旧费就会产生，为能够保障列车安全运行，日常的维修保养工作又会产生列车的维修费用。城轨列车运营车辆能够完成城市轨道交通任务的大部分任务，合理运用运营车辆是有效的提高运输效率的关键。由于客流时空不均衡等问题导致了旅客的满意程度下降，运输成本增加等问题，而灵活编组运营方式的推广能够有效的避免该类问题的发生。平均折返时间能够反映出运营列车的利用率，平均每日一级维修次数与城轨运营呈负相关，将这两个因素放入投入指标当中。（3）人工投入城轨公司的工作人员的工作任务主要是组织列车运行、组织引导乘客服务等工作，综合素质和工作效率较高的工作群体，能够增加公司的经济效益产出。公司应向生产人员发放工资福利，因此，人工投入是列车运营方案经济效益的重要指标，其中应包含生产人员的工作效率和城市轨道运输企业付出的工资成本。（4）经济风险经济风险是指在城市轨道交通运营过程中出现经济效益亏损的可能性。本文利用前面介绍的盈亏平衡点来反映城轨公司面临的经济风险。根据以上分析，城轨灵活编组列车运营经济投入分类如图1.2所示：图1.2城轨灵活编组列车运营经济投入分类1.1.2城轨灵活编组运营产出分析将城轨灵活编组运营产出分为三个部分：客运产出、资金产出、效率产出。（1）客运产出客运产出在很大程度上受到城轨客流量的影响，客流量的增加会导致列车的上座率的增加，从而使得城轨运营的资源利用率上升。在列车的开行线路不变的情况下，客流量的增加又会导致客运周转量的增加，而客运周转量能够反映出城轨企业运营的工作量。顾客对乘坐地铁的偏好性可以通过旅客满意度表现出来，旅客的满意度是对企业生产产品的评价，旅客满意度的高低又会影响到运输企业吸引旅客的能力以及市场的竞争力。在城市轨道交通运输市场当中，吸引并占据更多的客流是实现城轨运输经济利益的根本方法，同时也是提高与其它交通方式进行客流争夺和对抗能力的体现。因此，市场竞争力对城轨灵活编组运营方案经济效益有着重要作用。（2）资金产出城轨灵活编组列车运营资金产出主要是指财务收入，在财务收入当中，客票收入占总收入的很大的比例，本文将财务收入等价于客票收入。灵活编组运营的经济效益情况能够通过开行净利润直接反映出来，客票收入与开行成本的差值为开行净利润。边际贡献则是由财务收入减去可变成本得出的，能够继续弥补因前期投入的固定成本的能力。城轨灵活编组列车运营的经济效益情况可通过客票收入、净利润和边际贡献反映出来。（3）效率产出根据以上分析，城轨灵活编组列车开行经济产出分类如图1.3所示。图1.3城轨灵活编组列车开行经济产出分类1.1.3评价指标体系初步构建根据1.1中对城轨列车运营经济投入和经济产出内容的分析，本文建立的城轨灵活编组列车运营方案经济效益评价指标体系如图1.4所示：图1.4城轨灵活编组运营方案经济效益评价指标体系1.2评价指标计算方法研究评价指标分为定量指标和定性指标。定量指标是可以精确表达的指标；定性指标是指对某一事物的评估和评判，无法准确的用数值表示出来。在城轨灵活编组运营过程中，涉及到的与行车量、车辆维修或客票收益等有关的经济成本和收入的定量指标，利用引入的运营支出法进行计算，若在投入和产出中存在不能精确表达的定性指标时，利用模糊数来表示。1.2.1投资成本本文将不同编组与统一编组涉及的购置及建设投资成本主要概括为车辆购置成本、设备设施成本和列车扩编改造成本。（1）车辆购置成本车辆购置成本是车辆单价、配属车辆数的结合。三种基本城轨车辆单价如表1.3所示。本文取A型车950万人民币/辆，B型车600万人民币/辆，C型车725万人民币/辆。表1.1三种基本城轨车型价格区间车辆类型A型车B型车C型车购置费用（万人民币/辆）900-1000400-800600-850列车数和列车编组形式决定了配置的车辆数，列车数是指上线的最大列车数与在车辆段的检修车数的总和。其中，（1.1）式中，m车表示最大上线列车数；l表示运营线路长度；v旅表示旅行速度，取35.2公里/h；t全折返表示折返时间，包括纯折返时间，以及列车在折返站上下行站台的停站时间，取5min；t间隔表示最小行车间隔，且t间隔≤r列/R高峰；r列表示每列车定员人数；R高峰表示高峰小时高峰断面客流量，本文取t间隔≤r列/R高峰。另外，备用车和检修车，按m车的20%计算[60]。（2）设备设施成本本文选取车站、信号系统、安防及门禁和车辆段及综合基地四个方面来评价各个方案的设备设施成本。其中，对于固定编组方案，相关设备设施成本只需要按照一种列车编组来设计。而对于不同编组方案，相关设备设施不仅要满足初期近期列车编组的要求，还要适应远期列车编组的要求，同时对于近期到远期中的过渡阶段可能出现的“3，6混跑”或“4，6混跑”或“4，8混跑”情况也要考虑到，否则将给远期列车运营工作带来相当大的困难。本文设备设施费用的相关计算设定为：将远期列车编组数目相同的方案进行对比。根据对资料的收集以及文章第三章的有关分析，更改编组方案比固定重联方案在信号系统上要增加5%的费用，安防及门禁增加约390万元[61]。另外，由于更改编组和固定重联的车站和车辆段都要按远期列车编组来建设，所以费用都按固定编组的费用计算。表1.4是6A编组和8A编组关于车站、信号系统、安防及门禁和车辆段及综合基地的成本数据[61]，表1.3是对各方案设备设施成本的分析计算结果。表1.26A和8A相关的设备设施成本（万元）6A8A车站551157.32716797.89信号64132.3468932.62车辆段及综合基地122461.9378422.07安防及门禁11448.9112341.01表1.3各方案相关设备设施成本（万元）方案车站信号车辆段及综合基地安防及门禁总计年费用（平摊到25年）6-6-6551157.3264132.34122461.911448.91749200.5029968.028-8-8716797.8968932.62378422.0712341.011176494047059.744-4-6551157.3267338.957122461.911838.91752797.1030111.884-4-8716797.8972379.251378422.0712731.01118033047213.213-3-6551157.3267338.957122461.911838.91752797.130111.88（3）列车扩编改造成本除去增购新列车不谈，本文列车扩编改造成本是不同编组方案相对于固定编组所独有的费用成本。对于不同编组方案中的更改编组，根据具体选择的更改编组方案的不同，列车扩编改造会涉及到对部分旧车司机室的改造和购入新车编入旧车等内容。具体如表1.4所示：表1.4不同方案列车扩编改造所涉及的具体成本方案主要涉及到的列车扩编改造成本6-6-6和8-8-8无3-3-6和4-4-8为远期重联而花费的技术预留费用4-4-6新购车辆编入旧车的费用、为远期扩编而准备的技术预留费用据对相关文献的检索，为方便远期重联，初期和近期的列车改造费用为平均每辆车增加5%-10%的金额，本文选取8%；新购车辆编入旧车的费用比新购同型车辆增加46%的费用。1.2.2与行车量有关的支出测算（1）车辆定期修理费按照城轨车辆车体材料分类，可以将车辆分为普通钢车车辆、不锈钢车车辆以及铝合金车车辆。根据车辆材质的不同，检修的难度和程序会有所不同，产生的费用也会不同，如表1.5所示：表1.5地铁车辆检修费用检修费平均值每车百千米月修每车定期每车架修每车厂修普通钢车车辆8元240元1.4万元3.8万元50万元不锈钢车车辆6.8元206元1.2万元3.2万元43万元铝合金车车辆3.2元96元0.6万元1.5万元20万元普通钢车车辆、不锈钢车车辆、铝合金车车辆的每年列检维修费用以及厂修车体维修费，如表1.6所示。表1.6地铁车辆维修费用车辆材质普通钢车车辆不锈钢车车辆铝合金车车辆每年维修费28666192881198198厂修车体维修费43622901350003963957（2）日常维修费城轨车辆列检的周期是每四天列检一次，或是按照车辆走行里程来计算则是每运营100km列检一次。一年里列检一辆车的费用是9600元，平摊到每天的列检费用为27元。对车体的检查和维修工作不包含在日常的列检的范围内，因此车辆的材质与检修费用的高低无关。（3）拖车支出计算拖车的定期维修费和日常维修费的影响因素的程度如表1.7所示：表1.7地铁车辆消耗因素占比维修种类定期维修费日常维修费消耗原因阻力机械功时间消耗阻力机械功时间消耗所占比例值25%75%95%5%根据上表计算得出普通钢拖车得维修支出表1.8。表1.86编组和8编组情况下，普通钢拖车支出表车辆修理费划分定期修理费/（元∙a日常维修费/（元∙a全部修理费/元每天完成的工作量单位支出比例/%费用/元比例/%费用/元全年每天阻力功/(t∙km)车辆小时元/(t∙km)元/h全部费用100416229100192004354291193————与阻力机械功有关25104057951824012229733538.448—8.715—与时间消耗有关753121725960313132858—16—53.6同理得出，不锈钢拖车和铝合金拖车的维修费支出如表1.9所示。表1.96编组和8编组情况下，不锈钢和铝合金拖车支出表车辆修理费划分不锈钢拖车单位支出铝合金拖车单位支出与阻力机械功有关部分9.547元/9.910元/t∙km与时间消耗有关部分49.710元/h51.070元/h（4）动车支出计算根据不同的编组方式，各种材质的车辆单位支出表1.10和表1.11所示。表1.106编组情况下，普通钢、不锈钢及铝合金动车单位支出表指标名称单位普通钢不锈钢铝合金Ⅰ与耗电量有关元/(kWh)0.7460.7390.777Ⅱ与牵引机械功有关元/(tkm)1.1561.1161.325Ⅲ与阻力机械功有关元/(tkm)1.1561.1161.325Ⅳ与车辆小时有关元/h7.4566.9347.120表1.118编组情况下，普通钢、不锈钢及铝合金动车单位支出表指标名称单位普通钢不锈钢铝合金Ⅰ与耗电量有关元/(kWh)1.1201.1091.165Ⅱ与牵引机械功有关元/(tkm)6.2346.1746.487Ⅲ与阻力机械功有关元/(tkm)6.2346.1746.487Ⅳ与车辆小时有关元/h11.18410.40110.675（5）车辆基本折旧费根据日本统计的车辆维修费用表明，在车辆运营二十年的时候，车辆维修费会因车辆长时间的消耗而剧增，不同材质车辆的基本折旧费（20年期限）如表1.12。表1.12每辆车的基本折旧费指标单位普通钢车不锈钢车铝合金车购置价格元/辆4960000.005950000.008930000.00使用年限a202020年折旧费元/a248000.00297500.00446500.00基本折旧费元/车辆小时42.4750.9476.46（6）员工劳务支出费用员工工资成本主要取决于员工数量、工作性质以及所在公司的基础待遇水平，员工数量包括运营以及维护人员的总人数。表1.13表示国内各城市的员工工资成本。表1.13国内部分城市城轨员工工资统计员工数平均工资/（元）平均年终奖/（元）人工成本/（万元）北京地铁1000074022411831520上海地铁1000075002200029500广州地铁1000061071918425291深圳地铁1000069372742834365西安地铁10000400457609764天津地铁1000061732857134744武汉地铁1000070281350020528南京地铁100005819797913798重庆地铁100006206900015206成都地铁1000051221084215964平均人工成本/（万元）23068（7）耗电费用主要指车辆牵引能耗。计算公式如下：年耗电量=车公里平均能耗×车辆年运行公里数×车辆数×电费×运营时间为方便各方案运营成本计算，本文参照《城市轨道交通2019年统计和分析报告》将单位车公里运营成本定为23.4元。方案年运营成本（单位：元）计算公式如下：Z4=列车编组数×m车×年运行公里×平均单位车公里运营成本式中，m车表示最大上线列车数。1.2.3固定设施维修费的支出测算城市轨道交通钢轨的特点：=1\*GB3①用轨规格：钢轨规格一般为50kg/m，也有用60kg/m的。=2\*GB3②城市轨道交通线和铁路正线的轨距都是1435mm。=3\*GB3③为保证列车运营平稳、旅客乘坐舒适，城轨钢轨的线采用超长无缝钢轨，与多数重载铁路线路一样。（1）正线维修费=1\*GB3①参考北京地铁公司统计数据以及铁路日常维修定额，城轨正线日常维修为20000元/km，大中修费为57000元/km，中修周期为10年，大修周期为30~40年。=2\*GB3②城轨钢轨的平均造价为100.62万元/千米，折旧费率为2%，则每年分摊为20.23万元/千米。=3\*GB3③隧道的平均造价为每公里836.24万元，折旧费率取0.2%。=4\*GB3④修建路基每千米需要74600立方米的土石方，铺盖10厘米厚的路基碎石为名平方米15元，按照折旧费率为0.5%计算。根据以上考虑，正线维修费为450000元/km。（2）站线维修费不同站线的维修类型和对应的维修费的金额，如表1.14所示。表1.14不同站线维修费维修类别日常维修中修费大修费到发线编组线其它站线维修费12820.51元/km8971.36元/km6410.26元/km6000元/km5700元/km（3）道岔维修费道岔维修的种类和相应的维修金额如表1.15所示。表1.15道岔维修费道岔维修分类日常维修费道岔更新费道岔折旧费正线、到发线其他站线道岔维修费3200元/组·a3000元/组·a600元/组·a1400元/组·a则道岔维修费支出定额为8200元/组·a。（4）与运营量有关的车站内信、联、闭及通信设备维修费参考铁路和北京地铁公司数据可以得出，通信设备及通信电路、区间轨道电路及自动闭塞信号、集中调度信号的日常维修费(包括中修费)、大修费平均费、每年应摊大修费的额度如表1.16所示。表1.16车站内信、联、闭及通信设备维修费通信设备及通信电路区间轨道电路及自动闭塞信号集中调度信号日常维修费125502062020490大修费平均费11200011710550000年分摊费用20020781036670注：以上单位均为元/万列运营千米则综合考虑以上的三种设备的维修费用为145700元/万列运营千米。（5）电力牵引变电所与接触网维修费根据北京地铁公司的统计数据将电力牵引变电所与接触网维修费汇总如表1.17所示。表1.17电力牵引变电所与接触网维修费日常维修费大修费用大修周期年分摊费用维修费电力牵引变电所100000元/所1400000元/所20年70000元/所170000元/所接触网75000元/km1000000元/km15年86666.7元/km161666.7元/km（6）其他固定设备维修费根据北京地铁公司的统计数据将其他固定设备维修费汇总于表1.18。表1.18其他固定设备维修费支出固定设施系统寿命周期维修费/万元寿命周期/a年维修费/万元通风空调1042.008130.25自动扶梯及电梯790.001079.00自动售检票895.001089.50防灾报警267.001517.80设备监控310.001520.67通信753.001550.2信号1171.001578.27屏蔽门652.002032.60车辆段及停车场3210.0018173.331.2.4定量指标计算方法（1）与行车量有关的运营费Ey=365N式中，NL表示列车对数（对/d）；e1表示与能耗有关的动车维修费支出（元/KW·h）；e2表示与牵引功有关的动车维修费支出（元/KW·km）；e3表示与阻力有关的动车维修费支出（元/KW·km）；e4表示与阻力有关拖车维修费支出（元/KW·km）；e5表示电力单价（元/KW·h）；e6表示与时间有关的动车维修费支出（元/h）；e7表示乘务组工资（元/h）e8表示与时间有关的拖车维修费支出（元/车辆·h）；βLN、AQ、AZ、TN表示每列车双向能耗（kW∙h）、牵引功（kN∙km）（2）固定设备维修费E×10−4（1.3）式中，LLx表示Ld表示Lbi表示Lz表示Lzx表示ezhe表示ew表示ex表示eb表示ed表示ebi表示ez表示ezx表示edx表示ec表示Nb表示Nc表示（3）开行成本根据以上分析可得出，城轨灵活编组运营成本计算模型为：E=Ey+（4）客运量城轨列车的发送量能够反映运输旅客人数。列车发送量的计算公式为：Q=式中，Qi（5）客票收入车票收入由两种计票方式：一票制，计价标准按照人数进行计算，计算公式如下所示：I=P∗PF#式中,I表示城轨公司直接运营的收入；P表示系统采用一票制的单位票价；PF表示某一时期的客流量（人）。记价制是按照里程数或记站数进行计算，采用公式1.7的计算方法。I=P'∗L∗PF式中，P'表示对票价转化后的单位价格，单位是元/km；L（6）客运周转量客运周转量是一个综合性指标，客运周转量的计算公式：M=Q×L（式中，L表示旅客平均运距。其它没有给出计算公式的指标，需要在给出运营方案后进行统计才能够得出，或是根据企业运营资料直接获取。经济风险等指标在上面章节己介绍。1.2.5定性指标计算方法本文建立的评价指标体系中包含无形产出，不易获得精确值的指标。模糊数与精确数值相比，其概念和外延性都有其自身特点，若直接用“平均值”或“近似值”来大致算出模糊性指标，是不具有针对性和科学性的。旅客满意度和市场竞争力的优劣存在不明确界限的变化层次，它们存在于完全和非完全属于的两种状态之间。由于概念外延的不确定性，导致判断也存在不确定性。模糊语意是专家对事物的主观判断，能够完整传达模糊信息。因此，本文将利用模糊语意来表示定性指标值。模糊语意表达方式主要有三角模糊和梯形模糊，它们的分布图如1.5所示：三角模糊函数梯形模糊函数图1.5三角模糊数和梯形模糊数的图形表达式三角模糊的定义如下：若a=(a1,aμ显然，当a1、a2、a3相等时，三角模糊数a为一个正实数；当a1与b1相等，a2与b2相等，a3与b3等时，a与b等价。a1和a3是三角模糊函数的上下界。1.3评价指标体系筛选1.3.1评价指标体系筛选原则在建立初始的评价指标体系中，有部分指标中有一定的关联性，通过解析评价指标体系中的指标的关联程度，排除关联程度较高的相似指标，来实现建立出相对准确且简单的评价指标体系的目的。根据指标相关性对评价指标体系进行简化过程中，需要遵循以下原则：（1）非同类指标保留原则在所构建的评价指标体系当中，存在不同类别的指标，不同类别指标对城轨灵活编组运营方案经济效益的侧重有所不同，它们之间含义差异性较大，反映的经济效益相差很多。因此，在简化评价指标体系时，要尽量保留关联性较强的非同类指标，删减关联性较强的同一类别中的指标。（2）同类指标高认可度原则为了实现建立的评价指标体系更加具有科学和有效性，在筛选同一类指标的过程当中，若有两个关联程度较强的指标，多数情况下保留认可度较大、使用频率较高、获取数据较为容易的指标，清除与其关联性较高的指标。（3）同类指标低相关度保留原则为使评价指标体系的内容丰富、视角全面，无过多的冗余指标，可以较为充分的反映出评价对象的某些特点。1.3.2指标相关性分析法利用指标相关性分析方法可以反映指标之间的关联程度。该方法首先对样本数据进行定量分析，找出其主要的量变规律。本文采用Pesrson简单相关系数法对城轨灵活编组运营方案初步指标体系中的指标进行相关性分析，它的数学定义为：r=式中，n表示样本数；xi,x,y在对相关指标转变为简单相关系数时，将变量指标进行标准化，它的计算公式为：r=根据上面的方式，可以求出指标之间的相关系数，相关系数矩阵如式（1.12）所示r=本文利用SPSS软件对城轨灵活编组运营方案初步建立的指标体系中的指标进行相关性分析，利用SPSS软件可以算出简单相关系数r及其显著性水平p。1.3.3城轨灵活编组运营方案经济效益评价指标体系筛选城轨灵活编组运营方案的评价指标体系在本章已经构建出来，在指标体系中的定量指标可根据运营方案和公式计算得出，由于定性指标无法用准确的数值来表示，因此在进行指标相关性分析过程中，不将模糊指标考虑进去。投入产出指标的表示以及单位如表1.19所示。表1.19投入产出指标的表示以及单位投入指标单位产出指标单位运营成本x1亿元客运量y1万人列车对数x2列旅客满意度y2百分车辆需求数x3辆客运周转量y3万人公里续表1.19固定设施维修费x4次市场竞争力y4百分平均折返时间x5小时净利润y5亿元雇员人数x6百人边际贡献y6百分雇员工资x7千元客票收入y7亿元盈亏平衡点x8—平均满载率y8百分资金投入x9亿元平均一级维修里程y9万千米本文以同样运用城轨灵活编组运营模式的上海16号线作为样本，参考从2020年10月6日至2020年10月15日的10天城轨灵活编组运营方式下的运营数据。借助SPSS23.0进行相关性分析，原始数据和相关性系数见附录。根据附录和筛选原则得到筛选后的评价指标优化体系如表1.20所示：表1.20城轨灵活编组运营方案评价指标体系指标性质指标名称输入指标运营成本x1固定设备维修费x2列车对数x3雇员人数x4车辆需求数x5平均折返时间x6输出指标客票收入y1旅客满意度y2市场竞争力y3客运周转量y4平均满载率y51.4评价方法分析及比选1.1.1评价方法分析（1）层次分析法：通过对因素划分若干层，实现将各个因素建立成一个递阶层次模型，并分类出在平级指标体系中具有一定关联性、互相影响，且可以分划出多个层次的指标。它的优点是利用数据将分析逻辑数学化，将复杂问题简单化。（2）主成分分析法：为实现全面分析系统问题的目的，主成分分析法的宗旨是