运输学2B_需求与供给(1)

1、运输管理,浙江大学管理学院 刘南 教授,运输需求与供给,运输需求与供给概述 个体行为选择模型 货物运输需求 运输供给分析 运输需求与运输供给均衡,2020/10/1,2,运输管理/刘南教授,运输需求的含义： 运输需求是指在一定时期内，一定价格水平下，社会经济活动（如上班、上学、购物、运货）在旅客与货物空间位移方面所提出的具有支付能力的需要。 需求与需要的区别：需要是一种要求，是人们在没有得到某些方面满足时的一种感受状态。需求是指有能力购买并且愿意购买某个产品的欲望。 运输需求与运输量的区别：运输需求不能简单地用运输量表示，而应与不同的服务水平（通行能力、交通工具、服务质量等）相联系才是有效的。

2、,运输需求与供给概述,2020/10/1,3,运输管理/刘南教授,运输需求的六要素： 运输需求量 流向 运输距离 运输价格 运送时间、送达速度 运输需求结构,2020/10/1,4,运输需求与供给概述,运输管理/刘南教授,运输需求的特征： 派生性 不平衡性 异质性 可替代性 运输需求的派生特性： 人们并不是为出行而出行，而是为了去从事某项社会经济活动（本源需求），如上班、上学、购物、运货。 运输需求的派生性可以通过其产生过程来说明。假定有A、B两地，A地是商品M的生产地，当地的销售价格为PA。如图所示，CAB是商品M从A地到B地的运输成本，PB是商品M在B地的销售价格：PB=PA+CAB,运输

3、需求与供给概述,2020/10/1,5,运输管理/刘南教授,运输需求与供给概述,2020/10/1,6,商品需求与运输需求的关系：显然，运输成本CAB的大小，影响商品M在B地的定价，从而影响其在B地的消费量QB的变化：A-B间运量V=QB=f(PA+ CAB),运输管理/刘南教授,运输需求分类 按运输对象种类不同可以分为： 货物运输需求、旅客运输需求 按运输需求产生的地域不同可以分为： 区域内运输需求、区域间运输需求、过境运输需求 按运输方式不同可以分为： 铁路运输需求、公路运输需求、水路运输需求、航空运输需求、管道运输需求、联合运输需求,运输需求与供给概述,2020/10/1,7,运输管理/

4、刘南教授,运输供给的含义： 运输供给是指运输生产厂商在特定的时期内，在一定的价格水平上，愿意并有能力提供的各种运输产品的数量。 从微观层次上，单个运输生产商所愿意提供的运输产品的数量与该产品的价格和成本有关。 从宏观层次上，运输产品市场总供给取决于市场中该运输产品生产者的数量和每个厂商所能够和愿意提供的产品数量。 运输供给包含四个方面的内容： 运输供给的数量、运输方式、运输布局、运输管理体制,运输需求与供给概述,2020/10/1,8,运输管理/刘南教授,运输供给的特点 运输产品不可储存性 运输供给的整体性 一是运输基础设施与运载设备能力相互匹配，形成不可分割的整体。二是运输基础设施自身具有整

5、体性。 运输供求不平衡性 表现在时间上和地区上的不平衡 运输供给的部分可替代性 运输生产的时空差异性 运输企业为了实现供需的时空结合，经常要付出空载的代价 运输供给的外部性,运输需求与供给概述,2020/10/1,9,运输管理/刘南教授,个体行为选择模型,由美国经济学家D. McFadden（2000年诺贝尔经济学奖得主）和交通科学家M.Ben-Akiva等于20世纪70年代初提出并加以发展。 最初研究侧重于交通方式选择问题。后来广泛应用于交通和城市规划（如居民居住位置选择）等领域。 模型假定：作为行为决策单位的个体（如出行者）在一个可以选择的集合（如各种交通方式）中，会选择使其效用达到最大化

6、可选项。,2020/10/1,10,运输管理/刘南教授,模型的基本原理： 假定旅客可按社会经济特性分为m类，可供选择的运输方式共有n种。第t类旅客选择第i种方式的效用函数为 Uit = Vit + it，i=1,2,n；t=1,2,m 其中，Vit为可观测的确定性效用；it为效用的随机部分，指由于干扰因素或观测误差引起的非确定性效用。 确定性效用函数 Vit =f(Xi,St) Xi为第i种运输方式的供给属性（如出行费用、旅行时间等）向量；St为第t类旅客需求属性（如收入水平、选择偏好等）向量。,个体行为选择模型,2020/10/1,11,运输管理/刘南教授,个体t 选择可选项i 的选择概率

7、Pit=Prob(UitUjt, ji) =Prob(Vit+itVjt+jt, ji) =Prob(jtit+Vit-Vjt, ji) 当效用函数的随机项it是相互独立的，并且服从双指数分布 F(x)=exp(-e-x), -x . 可得多项Logit模型的选择概率Pit =exp(Vit)/jexp(Vjt),个体行为选择模型,2020/10/1,12,运输管理/刘南教授,主要优点： （1）个体行为选择模型以明确的行为假说为基础，逻辑性强。 （2）可以用较少的样本估计出模型的系数，并可对所求得的参数采用统计方法进行检验。 （3）可以选用许多与个人决策相关的因素作为自变量，从而对交通政策进行

8、效果评价。,个体行为选择模型,2020/10/1,13,运输管理/刘南教授,案例分析：美国城市居民工作出行方式选择 McFadden等（1977）应用多项Logit模型 (MNL)研究了旧金山地区出行者所选择的4种工作出行方式： （1）单独乘小汽车； （2）乘巴士（步行可达车站）； （3）乘巴士（小汽车可达车站）； （4）搭车（2人或以上乘小汽车）。,个体行为选择模型： 案例分析1,2020/10/1,14,运输管理/刘南教授,影响出行方式的特性变量有： C=往返旅程可变货币成本（美分），包括停车、收费、汽油及维修费用 t=行车时间（分钟） t0=非行车时间（分钟），包括步行、等车及转车时间

9、w=出行者的税后工资率（美分/分钟）。 Dj =方式j的虚拟变量： Dj =1 如果方式j被选择； Dj =0未被选择； 因为只有效用差影响方式选择，4个虚拟变量中的一个D2可以省略，看作为“基本方式”，用于与其他方式作比较。,个体行为选择模型： 案例分析1,2020/10/1,15,运输管理/刘南教授,影响出行方式的特性变量有： C=往返旅程可变货币成本（美分），包括停车、收费、汽油及维修费用 t=行车时间（分钟） t0=非行车时间（分钟），包括步行、等车及转车时间 w=出行者的税后工资率（美分/分钟）。 Dj =方式j的虚拟变量： Dj =1 如果方式j被选择； Dj =0未被选择； 因为

10、只有效用差影响方式选择，4个虚拟变量中的一个D2可以省略，看作为“基本方式”，用于与其他方式作比较。,个体行为选择模型： 案例分析1,2020/10/1,16,运输管理/刘南教授,估计的效用函数为： V=-0.0412c/w -0.0201t -0.0531t0 - 0.89D1 -1.78D3 -2.15D4 参数估计的标准差：略 估计结果解释： （1）特性变量c/w,t,t0系数为负，说明对某种方式，较高的出行成本或较长的行车与非行车时间都会降低出行者选择该方式的概率。 （2）虚拟变量(D1,D3,D4)的负系数，表明面对相同的时间和成本，出行者宁愿选择第2种方式乘巴士/步行可达车站（基本

11、方式）。尤其是，D3和D4前面的较大负系数反映了方式3（乘小汽车到巴士车站）和方式4（安排搭车）所带来的不方便。,个体行为选择模型： 案例分析1,2020/10/1,17,运输管理/刘南教授,估计结果解释： （3）通过计算时间变量t,t0与成本变量c的系数之比，发现出行者的行车时间价值为其工资率的49%，而非行车时间价值为其工资率的129%。较高的非行车时间价值表明，出行者不喜欢花在到达、转乘、等待某一交通方式上的时间。 （4）上述发现的一个重要结论（同时也被其他研究所证实）是：由于小汽车具有较低的非行车时间，使得小汽车比其他交通方式具有显著的竞争优势。,个体行为选择模型： 案例分析1,202

12、0/10/1,18,运输管理/刘南教授,案例分析2：我国旅客运输方式选择分析 选自：中国旅客运输发展战略研究（第108-112页） 运输方式：公路、铁路、民航 用户选择方式时采用理性原则。即用户总是按照效用最大化（或负效用最小化）原则选择可能的运输方式，而不受习惯偏好、信息不灵等因素的影响。,个体行为选择模型： 案例分析2,2020/10/1,19,运输管理/刘南教授,需求属性变量St是旅客方式选择中的内在动因： 收入水平：农村低、农村中高、城镇中低、城镇高 选择偏好（旅客对方式各供给属性的特征反应系数） 时间价值 描述不同运输方式特征的供给属性变量： 出行费用变量 xi1; 旅行时间变量 x

13、i2; 方便性变量 xi3; 舒适性变量 xi4; 可得性变量 xi5;,个体行为选择模型： 案例分析2,2020/10/1,20,运输管理/刘南教授,第t类旅客选择第i种方式的效用函数Vit 是由旅客的需求属性和各方式的供给属性共同决定的： Vit = Xi1St1+ Xi2St2+ Xi3St3+ Xi4St4+ Xi5St5 多项Logit模型方式选择模型 Pit =exp(Vit)/jexp(Vjt) 主要结论：见参考资料,个体行为选择模型： 案例分析2,2020/10/1,21,运输管理/刘南教授,个体行为选择模型： 案例分析2,个体行为选择模型： 案例分析2,该模型对距离变量反应敏

14、感。在不同距离范围内，各种运输方式的分担率会发生显著变化 在较短的运距范围内（如100公里以内），选择公路运输方式的比例占有绝对的优势，在75.49到83.11之间。这是由于公路方便、灵活、班次密集等特点决定的。 随着距离的延长，铁路运输的低运价、舒适性较高等优势逐渐表现出来，当运距增加到400公里，铁路分担比例已达 62至80之间。到 800公里以后，铁路分担率达到90左右。 但随着运距的进一步延长，民航的高速运输特点就开始在方式选择中占有较重要的地位，分担比例逐渐提高。,个体行为选择模型： 案例分析2,2020/10/1,24,运输管理/刘南教授,模型计算的结果与实际情况基本上是吻合的。如

15、在1994年我国公路平均运距为52公里，铁路平均运距为321公里，民航平均运距为1300公里。 通过模型还可以推测，未来随着高级公路网的建立，公路的合理经济运距将进一步延长。同理，高速铁路的出现，也会同样影响铁路和民航的分担比例。 旅客的收入水平对方式选择影响很大，在同等距离范围内，收入水平低的旅客对经济性变量反应比较敏感，而收入水平较高的乘客则趋向于选择速度快，时效性强，且较为舒适的运输方式。,个体行为选择模型： 案例分析2,2020/10/1,25,运输管理/刘南教授,货物运输需求产生的原因,货物运输需求,2020/10/1,26,运输管理/刘南教授,影响货物运输需求的因素,货物运输需求,

16、2020/10/1,27,运输管理/刘南教授,运输需求函数,货物运输需求,2020/10/1,28,为了简化问题，假定其他因素不变，仅仅分析运输价格对该运输需求的影响：Q=F(P),运输管理/刘南教授,运输对象的需求曲线,货物运输需求,2020/10/1,29,运输管理/刘南教授,2020/10/1,30,图(a)中是产地A的煤炭供给曲线，我们把它画成最简单的直线形式，表示供给量随价格的上升而增加。该供给曲线的数字公式为： Q=1000PA 式中：Q煤炭供给量； PA产地价格。,图(b)是销售地的煤炭需求曲线，我们也把它画成最简单的直线形式，表示需求量随价格的上升而减少，该需求曲线的数字公式为

17、： Q=10000-1000PB 式中：Q煤炭需求量； PB销地价格。,上面给出的A地煤炭产地价格中不包含煤炭运输的价格，而B地的煤炭销地价格中显然包括了煤炭的运输价格，因此A地与B地之间存在着一个煤炭的价格差，假定该价格差仅仅是由于煤炭运输造成的。 因此，在产销地供求曲线已经分别确定的情况下，从A地运往B地的煤炭数量，取决于煤炭的运输价格。 煤炭运输价格的数学公式为： 式中：PT运输价格。 可以得到本例的运输需求公式：,货物运输需求,2020/10/1,31,运输管理/刘南教授,货物运输需求,2020/10/1,32,衍生的煤炭运输需求计算表,运输管理/刘南教授,把上表第一栏和第四栏的数字转

18、换到坐标图上，就可以得到下图，这是一条煤炭运输需求随运输价格变化的曲线。,货物运输需求,2020/10/1,33,运输管理/刘南教授,道路交通的需求曲线,货物运输需求,2020/10/1,34,边际成本：指多生产一个单位的公共物品所要增加的成本,边际效益：许多消费者中各个人得到的效益（由他愿意支付的价格来衡量）的总和,运输管理/刘南教授,公共物品（P）提供的最优条件： 其中，MC为边际成本，MBi为边际效益，表示个人i为多使用一单位产品所愿意支付的价值。,货物运输需求,2020/10/1,35,运输管理/刘南教授,运输需求的价格弹性 反映了一定时间内运输需求量变动对运输价格变动的反应程度 点弹

19、性的计算 弧弹性的计算,货物运输需求,2020/10/1,36,运输管理/刘南教授,运输需求价格弹性的五种情况,货物运输需求,2020/10/1,37,运输管理/刘南教授,不同的运输弹性下，运价变动对运输收入的影响 图（a）中，运输需求曲线的EP1。当运价为OPM时，运输收入OPMOQMS1+S2；当运价降为OPN时，运输收入OPNOQNS2+S3，因为S1S3，所以当缺乏弹性时，降低运价将减少运输收入，而提高运价将增加运输收入。,货物运输需求,2020/10/1,38,运输管理/刘南教授,不同的运输弹性下，运价变动对运输收入的影响,货物运输需求,2020/10/1,39,图（a）,图（b）,

20、运输管理/刘南教授,运输需求的收入弹性 反映一定时期内运输需求量的变动对消费者收入变化的反应程度，多用于分析客运需求 （1）派生性客运需求，是生产和生活过程必要的需求，它是维持生产和消费正常进行的基本需求。即使人们收入水平降低，但为了工作需要仍必须利用交通工具。 （2）本源性需求，如观光、旅游等利用交通工具，本身就是为了消费。这类需求的收入弹性较大。,货物运输需求,2020/10/1,40,运输管理/刘南教授,运输需求的交叉弹性 运输服务具有替代性，交叉弹性表示在一定时期内一种运输方式、一条运输线路和一家运输企业的运输需求量的变动对于另一种运输方式、另一条运输线路或另一家运输企业的价格变动的反

21、应程度，即一种可替代的运输服务的价格每变化百分之一将引起的另一种被替代的运输服务的需求量变化的百分数,货物运输需求,2020/10/1,41,运输管理/刘南教授,运输需求的派生弹性 分析运输需求随其本源需求的变化而变化的灵敏程度 运输需求的生产派生弹性 其中G表示工农业生产水平（一般用产值表示） 运输需求的商品派生弹性 其中C表示商品需求,货物运输需求,2020/10/1,42,运输管理/刘南教授,与交通规划的关系： 交通需求分析是交通规划中的一个重要组成部分和基本依据，需求分析的质量决定交通规划的成败。 交通需求分析是交通需求预测的先导，需求分析为需求预测模型提供了理论和思想上的框架。 需求

22、分析与需求预测的区别： 需求分析一般不考虑确切的时间长度问题； 需求预测模型必须考虑时间对其可用性的影响，如短期预测一般不同于长期预测。,货物运输需求,2020/10/1,43,运输管理/刘南教授,运输供给分析,2020/10/1,44,影响运输供给的因素,运输管理/刘南教授,运输供给分析,2020/10/1,45,运输供给函数 其中：Qs表示运输供给量；P表示运输服务价格；b1, b2，bn表示除运价以外的其他影响因素 可简化为： 运输供给曲线,运输管理/刘南教授,运输供给的价格弹性 在其他条件不变的情况下，运价变动所引起的供给量变动的灵敏程度 点弹性的计算 弧弹性的计算,运输供给分析,2020/10/1,46,运输管理/刘南教授,运输供给的价格弹性 Es 1，