硕士学位论文：基于乘客选择分析的公交票价定价模型.docx

1、硕士学位论文（20 届）基 于 乘 客 选 择 分 析 的 公 交 票 价 定 价 模 型A Bus Pricing Model Based On Passenger Choice Behavior Analysis姓 名学 科 、 专 业 物流工程与管理研 究 方 向指 导 教 师论文提交日期大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声 明本 人 郑重 声明 ： 本论 文是 在 导师 的指 导 下 ,独立 进 行研 究工 作 所取 得的 成 果， 撰 写 成 博 /硕士学位论 文 “基 于 乘客选择分 析的公交票 价定价 模 型 ” 。除论 文 中已经注明引用的内容外，对论文的研究做

2、出重要贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公 开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名： 学位论文 版权使用 授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库 （中国学术期刊 （

3、光盘版） 电子杂志社） 、 中国学位论文全 文数据库 （中国科学技术信息研究所） 等数据库中， 并以电子出版物形式出版发 行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于： 保 密 在 年解密后适用本授权书。 不保密 （请在以上方框内打“” ）论文作者签名： 导 师 签 名 ：日 期 ： 年 月 日中 文 摘 要摘 要随着经济的快速发展，城市化进程速度的不断加快，城市交通问题愈来愈严 重。优先发展公共交通是缓解城市交通拥堵、减少交通污染的有效手段。公共交 通的最优定价是城市公交优先发展的有力杠杆，科学、合理的确定公共交通价格 及策略具有重要实际意义。本文首先总结了国内外交通行业定

4、价方法，并对城市公共交通行业的需求特 征作了详细分析，列举了国内外多个城市的公交定价模式，分析其优点和缺点， 在此基础上提出了基于云模型的乘客出行方式选择模型。其次，提出了公交客流 量路网分配模型，并利用 TRANSCAD 来对小汽车客流进行分配，得到各自的路 网客流量。第三，利用广义费用最小化理论来对不同公交票价下小汽车和公交车 的出行成本进行讨论，研究了各种影响出行方式选择的因素权重值，以利用普通 数学方法对目标函数进行求解。最后，用金州新区的实例分析了金州公共交通市 场构成及需求，并使用本文提出定价方法试算了金州公共汽车的票价，验证了本 文所提定价方法的实用性。关 键 词 ： 公交定价

5、； 云模型；广义成本 ； 客流分配英 文 摘 要ABSTRACTWith the fast development of economy, the process of urbanization become quickly, the municipal traffic problem is getting more and more seriously. Developing public transportation preferentially is an effective means to alleviate the traffic jam and reduce traffic po

6、llution. Price strategy of transit is a lever that pushes the prior development of urban public transit. Then definite the price of transit scientifically and reasonable become an important subject.At first, the paper summarized the main types of traffic pricing methods. The characteristics of the d

7、emand of urban public transportation system are analyzed in details. And the advantages and disadvantages of the pricing models of cities at home are listed, then a passenger traveling behavior choice model based on the model theory pricing model is proposed in this paper. Secondly, a transit assign

8、ment model based on passenger volume network is established and the software TRANSCAD is used to assign the vehicle volume on the network. Thirdly, the travel cost is discussed under different price of bus tickets by using minimized generalized cost theory. In order to solve the model by using usual

9、 math methods, the weight of different travel modes is are determined. Finally, the model is tested with the data of the public transportation system in Jinzhou. The market composition and demand of the public transportation market is Jinzhou are also analyzed and the pricing model is also used to o

10、ptimize the current pricing system there. The results show that the model proposed in this paper is a practical and effective to optimize the price of public transportation system.Key Words: Bus Price ; Cloud Model ; Theory Pricing; Vehicle Volume目录目 录第 1 章 绪论 . 11.1 研究背景 . 11.2 研究意义 . 21.3 国内外研究现状

11、. 31.3.1 国外研究现状 . 31.3.2 国内研究现状 . 41.4 主要研究内容和技术路线 . 51.4.1 主要研究内容 . 51.4.2 技术路线 . 6第 2 章 国内外城市公交定价模式分析 . 72.1 国内城市公交定价模式现状及问题 . 72.1.1 香港 . 72.1.2 深圳 . 82.1.3 乌鲁木齐 . 92.2 国外城市公交定价模式及相关政策 . 102.2.1 汉堡 . 102.2.2 巴黎 . 112.2.3 多伦多 . 112.3 国内外城市定价模型分析 . 122.3.1 企业盈亏平衡的定价模型 . 122.3.2 缓解城市交通拥挤的定价模型 . 132.

12、3.3 社会损失福利最小化的定价模型 . 15第 3 章 云模型理论 . 213.1 云模型的基本概念 . 223.1.1 云的相关定义 . 223.1.2 云的数值特征 . 23目录3.2 正态云发生器 . 253.2.1 正态云 . 253.2.2 逆向正态云发生器 . 263.2.3 正向正态云发生器 . 273.3 云模型的不确定性推理 . 29第 4 章 公交定价优化模型研究 . 334.1 乘客出行方式预测 . 334.1.1 信息理解结果预测 . 334.1.2 乘客对出行方案的选择 . 364.1.3 出行方案预测模型 . 374.2 构建公交定价优化模型 . 38第 5 章

13、金州新区公交最优票价的制定 . 425.1 金州新区公共交通现状 . 425.2 金州新区公共交通票价制定方案 . 425.2.1 基础信息收集 . 425.2.2 信息理解情况调研 . 435.2.3 出行方式预测 . 475.2.4 交通流分配 . 485.2.5 票价优化比较 . 50第 6 章 结论与研究展望 . 526.1 结论 . 526.2 存在的不足与展望 . 52参 考 文 献 . 54致 谢 . 58作者简介 . 59基于乘客选择分析的公交票价定价模型第 1 章 绪论1.1 研究背景随着经济的快速发展和城市的大型化发展，人们对于交通出行的要求越来越 高。交通发展水平要适应现

14、代人们的出行需求，交通发展水平尤其是公共交通水 平的高低体现了国家现代化程度和综合经济实力。随着城市人口的迅速膨胀， 城市居民的出行总量以及机动车数量也迅速增加， 交通拥堵、环境污染、公共交通数量不足等问题也越来越多，对于公共交通的数 量以及结构安排有更高的要求；同时随着国家经济的大力发展，人民生活品质也 逐渐提高，对于交通出行的经济舒适也有很高的要求，所以综合交通发展水平亟 待快速提高，交通的快速性和通达性以及交通的安全可靠、经济舒适是现代城市 交通的重要发展目标。随着城镇化进程以及城市大型化的发展，公共交通，尤其 是公共汽车的地位越来越重要，逐渐成为城市交通主要的主要出行方式，是社会 生产

15、生活不可或缺的主要部分，决定了城市各部门的正常运转，对社会经济、政 治、文化教育等各方面都起着至关重要的作用。所以调整交通结构，加大公共交 通尤其是公共汽车的比重，对城市公共交通的合理网络布局，提高现代公共交通 设施条件，充分发挥公共交通运量大、经济舒适、安全可靠、方便快捷、节能环 保的优势，改善现代交通代城市交通拥堵、出行时间长、环境污染严重的现状， 推动现代经济社会的发展，否则如果公共交通不能满足居民出行需求，就会对经 济社会带来一系列不良后果。2005 年， 国务院审核通过了建设部、 发展改革委员会、 科技部、 公安部、 财 政部、 国土资源部联合发布的 关于优先发展城市公共交通的意见

16、， 指出优先发 展城市公共交通是提高交通资源利用效率、缓解交通拥堵的重要手段，并对优先 发展城市公共交通、改善城市交通现状提出众多意见。在意见中提出充分发挥政 府的规划调控作用、完善公共交通基础设施、优化公共交通运营结构和保障公共 交通的道路优先使用权等， 同时建设部在 2004 年下发 关于优先发展城市公共交通的通知 ， 提出要采取有效措施， 争取用 5 年左右的时间基本确立公共交通在城1第 1 章 绪论市交通中的主体地位，对公共汽电车的运营速度和准点率、站点的覆盖率、特大城市和大中城市的公共交通结构和建成区任意两点间可达时间以及公共交通的比 重提出了主要任务和工作目标。城市公共交通的发展，

17、要达到各方面的目标必然需要一个合理的定价模式与 其相适应。当然大力发展公共交通的前提是能够提高对人们的吸引力，使其成为 人们出行的主要交通方式，这就需要考虑提高该吸引力的诸多影响因素，比如价 格、 舒适度、 方便快捷度等。 价格低廉是城市居民选择公共交通的一个重要原因， 所以制定合理的公交价格对公共交通的健康快速发展起着至关重要的作用。1.2 研究意义（1 ） 合理的定价有利于提高交通资源利用效率 城市公共交通在短期内提高服务水平是不太可能的，然而随着社会经济的发展，人民生活水平提高，对出行的需求日益提高，且对于出行的要求也多样化， 引起目前公共交通的供给远远不能满足居民出行在数量和质量上的需

18、求。居民出 行成本对于出行行为选择影响巨大，其中包括人们的出行方式、出行时间和出行 路径。合理调整票价能够在调整人们的出行需求方面起到一定的调控作用，可以 作为政府进行交通调控管理的重要手段，因此合理票价能够引导人们更多地选择 公交作为出行方式，提高公交对于交通需求的出行分担率，平衡日益庞大的交通 需求更大限度地利用现有道路资源完成更多的交通出行需求，提高道路的通行能 力。（2 ） 合理的定价有利于公交企业提高经营效率和供给能力 公交企业在经营体制上严格受到政府的计划控制，而不是采用更加符合经济发展的市场调节，因此票价不能正确反映公交企业的经营状况。适当地将公交企 业放入市场上竞争，使其根据现

19、有交通需求以及供给合理调整公交供给及合理定 价，这样能够促使公交企业能够不断寻找自身缺点，引进其他企业优秀的经营手 段，具备企业自我发展的能力，改善经营状况，降低成本，提高经营利润。虽然 目前已有非国有企业和其他国有企业逐渐进驻城市公共交通业，形成多家竞争的 局面，但是在票价上政府还是实行严格的计划控制。随着城市的日益膨胀，公交2基于乘客选择分析的公交票价定价模型线路的加长以及线路网络的密集使得公交运量大幅度增长， 但是车辆设备、 燃料、维修、配件等价格都在大幅度上涨，但是票价价格的小幅度上涨与物价飞涨显然 不成比例，票价与其真实价值相差甚远，严重公交企业的健康发展。合理的定价 以及政府的合理

20、控制不仅与人们的日常生活息息相关， 同时对于城市的投资环境、 城市的交通环境以及企业的健康发展都有极其重大的影响。在新时代如何打破旧 体制，在市场经济体制下，实行科学有效的票价改革，是我国城市公共交通体制 改革的一个重大问题。因此对于城市公交的票价定价进行分析研究，具有重要的 理论和现实意义 1-2。1.3 国内外研究现状1.3.1 国外研究现状 随 着 公 共 交 通 的 出 现 ， 就 逐 渐 出 现 了 对 交 通 经 济 的 研 究 ， 这门 学 科 就 是 交通 经 济 学 ， 对 票 价 的 定 价 有 过 一 定 的 阐 述 ， 对 公 共 交 通 方 式 的 定 价 提 供 了

21、 理 论基 础 ， 随 着 公 共 交 通 的 日 益 发 展 ， 交 通 经 济 学 理 论 也 日 益 成 熟 ， 定 价 理 论 也 趋 于 完 善 ， 主 要 围 绕 票 价 结 构 、 平 均 票 价 和 政 府 的 票 价 补 贴 三 个 方 面 进 行 研 究 。 对 于 票 价 的 研 究 方 法 也 很 多 ， 主 要 有 边 际 成 本 定 价 方 法 、 次 优 定 价 理 论 、 拉 姆 齐 定 价 方 法 、 平 均 成 本 定 价 方 法 和 广 义 成 本 定 价 方 法 。 边 际 成 本 定 价 法 是 最 常 用 的 研 究 方 法 ， 在 经 济 学 里

22、， 当 边 际 收 入 大 于 边 际 成 本 时 企 业 获 得 利 润 ， 随 着 生 产 量 的 加 大 企 业 获 得 的 利 润 增 加 2-10。 次 优 定 价 理 论 在 1976 年 由 李 卜 西 等 人 研 究 提 出 ， 该 理 论 可 以 很 好 地 指 导公 共 交 通 的 票 价 定 价 。 平 均 成 本 定 价 方 法 提 出 边 际 成 本 定 价 法 具 有 缺 陷 ， 可 能 会 引 起 公 交 企 业 的 亏 算 ， 可 以 通 过 税 收 来 弥 补 这 一 亏 算 ， 这 一 观 点 最 早 有 DuPult(1884) 和 Hotelling(1

23、938)提 出 。 从 20 世 纪 70 年 代 起 ， 税 收 理 论 开 始 出 现 在 垄 断 行 业 的 定 价 问 题 上 ， 经过 分 析 研 究 ， 建 立 了 拉 姆 齐 模 型 ， 主 要 是 研 究 如 何 在 经 济 收 益 与 成 本 相 平 衡时 实 现 利 润 的 最 大 化 。 3第 1 章 绪论广 义 成 本 定 价 方 法 最 早 由 著 名 经 济 学 家 Vickrey 提 出 ， 他 认 为 公 交 票 价 定价 应 该 综 合 考 虑 广 义 成 本 和 外 部 性 效 益 两 方 面 。 后 来 Mohring(1972)、 Turvcy 和 Mo

24、hring(1975)建 立 了 一 个 基 于 广 义 成 本 的 简 单 模 型 ， 加 入 了 公 交票 价 定 价 应 以 实 现 最 少 的 总 资 源 消 耗 为 最 终 目 标 。 Kraus(1991)， Jasson(1993)，Evans 和 Morrison(1997)， Jasson(2002)在 上 一 代 的 基 础 上 进 行 了 更 深 入的 探 讨 研 究 ， 对 模 型 进 行 进 一 步 地 完 善 ， 更 好 地 应 用 于 公 交 定 价 系 统 。 补 贴 计 量 研 究 在 1993 年 主 要 分 析 了 公 交 在 节 能 环 保 方 面 的

25、优 势 ， 并 进 一步 研 究 了 规 模 经 济 效 益 ， 2003 年 澳 大 利 亚 学 者 提 出 了 更 加 科 学 有 效 的 补 贴 政策 对 于 公 共 交 通 管 理 的 作 用 ， 意 大 利 学 者 还 提 出 了 提 高 公 交 发 展 水 平 和 降 低经 营 成 本 的 要 求 ， 使 得 公 交 企 业 健 康 发 展 11-20。 1.3.2 国内研究现状 在 我 国 ， 城 市 公 共 交 通 处 于 国 家 垄 断 中 ， 票 价 由 政 府 控 制 制定 ， 给 国 家 带来 很 大 的 经 济 负 担 ， 同 时 不 利 用 公 交 企 业 独 立

26、健 康 发 展 ， 针 对 现 如 今 存 在 的 问题 ， 我 国 出 现 越 来 越 多 公 交 票 价 定 价 的 定 量 分 析 方 法 ， 同 时 对 于 量 化 公 交 成 本 的 方 法 也 开 始 出 现 ， 主 要 包 括 价 格 弹 性 分 析 法 和 经 营 博 弈 法 。 对 于 合 理 的 补 贴 制 度 研 究 也 层 出 不 穷 ， 用 于 更 好 地 指 导 公 交 系 统 的 正 常 运 行 。 全 允 恒 基 于 乘 客 时 间 价 值 模 型 和 运 量 的 价 格 弹 性 模 型 探 讨 票 价 和 交 通 运 量 之 间 的 关 系 ， 指 导 公 交

27、 票 价 的 定 价 政 策 ； 王 殿 海 、 吴 娟 等 通 过 研 究 现 有 的 交 通 数 据 ， 进 行 公 交 企 业 的 财 务 状 况 分 析 ， 定 量 分 析 了 成 本 和 交 通 运 量 之 间 的 关 系 ； 张 明 海 以 上 海 公 交 为 例 ， 研 究 了 公 交 价 格 的 需 求 弹 性 ， 得 出 公 交 价 格 的 变 化 对 于 交 通 需 求 无 明 显 影 响 的 结 论 。 周 晶 ， 徐 晏 (2000， 2001)摒 弃 了 传 统 的 以 经 营 者 之 间 竞 争 为 主 要 关 注 点 的 分析 方 法 ， 而 是 研 究 分 析 如 何 在 市 场 经 济 条 件 进 行 公 交 票 价 定 价 ， 利 用 博 弈 论 理 论 建 立 博 弈 模 型 研 究 公 交 票 价 对 于 企 业 收 益 的 影 响 ， 并 研 究 如 何 通 过 路 径 规 划 来 增 加 对 乘 客 的 吸 引 力 等 等 。 王 成 、 郑 树 清 (2005)在 博 弈 论 的 理 论 基 础 上 加 入 定 量 分 析 ， 建 立 了 数 学 模 型 ， 分 析 了 道 路 的 资 源 利 用 效 率 和 居 民 对 于 公 交 系 统 的 利 用 情 况 ， 并 分 析 道 路4