李诣
摘 要：近年来，随着高铁行业的迅猛发展，高铁对民航运输的冲击力越来越大，如何让高铁和民航实现合作共赢，成为人们越来越关注的问题。在这种前提下，空铁联运模式被提出。新模式下，旅客的出行方式更加丰富，如何选择更加合适的出行方式，成为人们越来越关注的问题。为了找出更合适的出行方式，以时间和花费为参数，得出城市对之间的运力模型，并对比高铁、航空、联运三种模式的出行成本，得到最优的出行方法。并以最近五天的实时数据为参考，分析五日内，每日最优出行方式，并分析了三种方式的优缺点，提供了出行参考。
关键词：空铁联运；运力；出行成本；民航；高铁；出行方式
中图分类号：F505 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）31-0019-03
1 概述
最近几年以来，国家为了拉动内需，出台了一提系列政策，中国高铁建设的脚步随着这些政策的发布大踏步的前进。按照《中长期铁路网规划（2008年调整）》中提出的构想，至2020年，我国客运专线的长度将达到16000千米以上，并将各省会城市及大中城市连接起来，建成“四横四纵“高铁运输网络。我国的高速铁路在国家的大力投资和技术创新带动下，开始进入到飞速发展的新时代[1]。
众所周知，在我国现有的综合运输体系中，铁路和民航系统都是它的重要组成部分。民航和高铁之间存在竞争关系，如果放任高铁和民航进行不良的竞争，一定会出现很多十分严重的社会现象和社会问题。在确保航空业顺利发展的前提下，如何化解高铁带来的强烈冲击并实现双赢，共同促进中国交通运输业的发展是未来的一个趋势。在这种情况下，空铁联运模式被提出，并在国外一些枢纽机场如戴高乐、法兰克福等率先进行实践。国内空铁联运模式以上海虹桥为代表，虽然起步较晚，但发展迅速。
对于空铁联运，国内外学者都做过一系列的研究。国外方面，2007年，Makoto Okumura等人对容量限制模式下的空铁联运网络进行了探讨，给出了空铁联运网络模型[2]；2012年，Blainey等人对英国运输系统长期容量和需求做了评估[3]；2013年，ChangminJiang等人讨论了枢纽机场容量对空铁联运的影响[4]；2013年，PaolaPellegrini等人对欧洲单一天空模式下的空铁联运进行了分析[5]；2014年，Kimitoshi等人建立了空铁联运的多项logit模型[6]。国内方面，2008年，任鹏等人对空铁联运信息共享平台进行研究，开发了空铁联运信息共享平台[7]；2011年，李纯芳等人对空铁联运模式的路径进行了分析，得出空铁联运可用路径的最佳选择方案[8]；2012年，杨年对空铁联运网络进行了研究，得出了空铁联合运输网络的数学模型[9]；2012年，宋祥波、刘冠颖对国内空铁联运的发展做了一定研究，得出了适合国内国情的空铁联运模型[10]；2016年，李晓津，邢伟永等人对国内空铁联运的定价做了研究，得出了旅客出行的时间价值[11]。
本文在前人的研究成果之上，以票价和出行时间为参数，研究空铁联运模式下城市对之间运力，并与单独城市对之间空运与铁路运输相比较，得出空铁联运的优势。
2 空铁联运模型建立
2.1 模型说明及参数设定
构建城市对空铁联运模式下的运力模型，为了方便计算，不考虑航空和高铁的延误，仅以官方规定时间为计算依据。模型中的参数设定如下：
（1）w1i：两城之间运行的第i架航空器的座位数；
（2）ρ1i：第i架航空器的上座率；
（3）εi：第i架航空器的票价折扣率；
（4）P1i：第i架航空器票价
（5）t1i：第i架航空器在两个城市间的运行时间；
（6）wij：两城之间运行的第i列高铁第j类座位的数量；
（7）ρij：第i列高铁第j类座位的上座率；
（8）Pij：第i列高铁第j类座位的票价；
（9）ti：第i列高铁在两个城市间的运行时间；
（10）L：城市之间的客运能力
2.2 数学模型及运力分析
只考虑空运和高铁运输，城市对之间每天开通的航班数和高铁数是有限的[12]。航空运输和高铁在价格和时间上存在一定的差距，而经研究发现，航空运输和高铁运输两者票价和时间的乘积较为接近，可以作为参数对运力进行阐述，本文选取票价与时间的乘积作为运力衡量单位，则两城市之间客运量为：
其中p中转为空铁联运模式下为两地带来的额外旅客量，βi为选择第i种出行方式的人数占中转客流量的百分比。
3 旅客选择性分析
随着空铁联运的开通，旅客出行的选择性越来越多样化。可以选择高铁或者航班直达，也可以选择通过空铁联运在第三城市换乘。至于如何选择，这里提出一个旅客的运力成本作为参考。
旅客出行成本分为时间成本和价格成本，当两者单独分析时，我们发现航空和铁路差别较大。当我们取二者乘积——价格·时间——作为评判标准时，民航和铁路存在的差异有限。因此，本文将旅客出行所用时间和价格的乘积作为标准，来确定旅客的出行方式，单位为（元·小时）。
假设有一个城市群，存在N个城市，其中有M个城市开通了空铁联运，我们把这种城市称之为枢纽城市。假设旅客希望从城市i去往城市j，则可选择的出行方式有以下三种：乘坐航班直达、乘坐高铁直达、在枢纽城市利用空铁联运中转到达。
其中C高铁为乘坐高铁的成本，C民航为乘坐民航的成本，C联运为采用空铁联运的成本，t高铁为乘坐高铁用时，t民航为乘坐民航用时，P高铁为高铁的价格（这里指二等座的价格），P民航为民航的价格（这里指经济舱全票的价格），ρ为民航的折扣率。
当旅客决定出行时，利用（4）、（5）、（6）三式分别算出民航直达、高铁直达和通过枢纽城市空铁联运中转到达的出行成本，取成本最小的方式。其中（6）式由于可能存在多种联运方式，顾视为为所有可行的空铁联运方式中，成本最小的方式。
4 实例分析
在我国，空铁联运尚在起步阶段，开通空铁联运的城市有限，其中以上海虹桥和京津机场为代表。这里以上海虹桥作为联运枢纽为例，进行出行分析。选取三日以后连续五天（工作日）的数据，即5月15日至5月19日，北京到南昌的出行数据为例，票价信息如下表所示：
将上述数据经过公式计算，可以得出每日选择高铁、民航、联运方式出行的成本分别如表3。
由上表可见，5月15日出行采用空铁联运为宜，5月16日、5月17日、5月18日、5月19日采用民航出行为宜。经分析，由于这几日民航折扣率比较高，因此大多数时候以民航出行为宜，但空铁联运仍有自己的优势，在民航折扣率不高时，选择空铁联运，从枢纽城市中转，成本更低。且分析历史数据可知，枢纽机场之间的航班票价折扣率普遍更低，因此，在城市对中间的枢纽城市通过空铁联运方式中转出行，有时候更为节省成本。
5 结束语
本文以出行的金钱和时间为参数，探讨了空铁联运模式下，旅客出行的出行成本，并通过出行成本分析了旅客对出行方式的选择倾向以及空铁联运的优势。在未来，空铁联运是大型交通枢纽发展的必然趋势，空铁联运必然是一个研究的热点。接下来我们可以更进一步的研究将普通列车、公路运输等出行方式加入到联运模式中来，探讨更加方便的出行方式[13]，并结合各运输的优点，完善联运模式，提高客运能力，为旅客出行提供更快捷、方便、经济的出行选择。
参考文献：
[1]南天伟.铁路综合客运枢纽衔接方式运营匹配性评价及方案优化研究[D].北京交通大学，2015.
[2]Okumura M， Tsukai M. AIR-RAIL INTER-MODAL NETWORK DESIGN UNDER HUB CAPACITY CONSTRAINT[J]. Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies， 2008，7：180-194.
[3]Blainey S P， Preston J M， Mcleod F N. A long term capacity and demand assessment model for the UK transport system[C]// European Transport Conference. 2012.
[4]Jiang C， Zhang A. Effects of high-speed rail and airline cooperation under hub airport capacity constraint[J]. Transportation Research Part B Methodological， 2014，60（2）：33-49.
[5]Pellegrini P， Rodriguez J. Single European Sky and Single European Railway Area： A system level analysis of air and rail transportation[J].Transportation Research Part A Policy & Practice， 2013，57（11）：64-86.
[6]Sato K， Chen Y. High-speed rail and airline cooperation under the multinomial logit model： model and properties[C]// International Forum on Shipping， Ports and Airports. 2014.
[7]任鹏，徐瑞华，陶勇剑.空铁联运信息共享平台的构建[J].交通信息与安全，2009，27（1）：109-112.
[8]李纯芳，郑悦锋，陈洁，等.空铁联运模式及其实施路径分析[J].空运商务，2011（1）：4-11.
[9]杨年.国内空铁联合运输网络规划方法研究[D].南京航空航天大学，2012.
[10]宋祥波，刘冠颖.基于“空铁联运”模型的民航与高铁发展研究[J].中国民航飞行学院学报，2012（2）：5-9.
[11]李晓津，邢伟永，杨斌，等.我国空铁联运服务定价研究——基于旅客时间价值的实证分析[J].价格理论与实践，2016（7）：75-78.
[12]王铭艳，王亿方.城市群发展格局下航空枢纽多层次轨道交通系统规划——以厦门新机场为例[C]//中国城市交通规划年会，2016.
[13]耿彦斌，孙颖.基于供需平衡的综合运输通道网络布局方法[J].综合运输，2016（1）：42-48.
