ETC系统市场优化模型及评价方法研究

来源 :商情·科教创新研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:QB582
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  摘 要 本文提出我国ETC系统进行支付模式选择时需要改进和改造的参数和模型;并介绍了ETC系统的评价方法。
  关键词 ETC 模型 评价方法
  
  一、市场优化模型——动态支付选择模型
  
  实施ETC系统可以节省收费公路、桥梁和隧道运营部门人员成本及减少时间延迟。由于收费管理部门熟悉该项技术以及其它原因,使用户在获取电子标签以及开户方面,浪费时间或财力;为了促进ETC系统应用,收费部门将成本节省部分作为折扣返还给ETC用户,提高车道使用率,各方都从中受益(在加利福尼亚的金门大桥上最初就选择这种策略);或者降低标签获取成本,例如,在日本,63个收费站使用ETC系统,却仅有12000套设备售出,于是日本交通部门宣布给20%的车载设备折扣。且在无车辆自动识别设备情况下,保证人工收费车道满足非电子标签用户使用。首先,介绍动态支付选择模型,该模型用于预测任意给定年份人工收费和电子收费的比例(由社会效益与成本和用户支付选择决定)。在这个模型里,旅行时间、车道配置、折扣和决定支付选择相互影响。
  1.支付选择模型
  假设现款支付成本和收费方式所需时间决定司机选择支付模式,支付选择也受ETC一次性固定成本、设备使用周期、非现金或票据支付的方便性和收费部门提供标签的方便性的影响。这些因素没有量化的数据,隐含在ETC特性常量中。在初期,旅行者需要获取电子标签并开户,因此这个常量是负的。考虑到分对数模型(Logitc函数,用于解决方案选择性问题,常用在交通方式分担计算中)使用简单,选取其来表达这个影响关系;运用线性效用函数表示旅行时间和现金支付成本的可替代性。模型中假定每年有一个条件发生变化(如交通增长、车道设置改变或折扣政策)时,人工付费用户就重新估算他们的支付机理。由于存在上述不可逆转的假设,需要用户不断地重估支付机理。
  这个模型用于估算现有收费方式(人工收费和ETC)的占有比例。模型中,有个不可逆转的假设即ETC用户依然选择使用ETC。但是,由于每年退休、搬迁或调动工作等,会减少一些ETC用户。那些没有变迁的用户比率称为“残存率R”。通过以前对残存用户的评价研究,这个值定为84%。残存用户的分配情况如式(1)。假定人工付费用户替代所有的非残存者(由于变迁产生的新用户)如式(2),但是模型忽略了新增ETC用户的分配,有个小的偏差。交通增长属于后增加的,不是份额计算的一部分,所有新增交通的分配如式(3)。由于交通增长(每年为3%)是按以前用户和替代的比例分配的,而不是作为人工收费交通量,产生的偏差就相互抵消了。
  


  2.模型系统
  给定ETC车道数、折扣政策和年交通量,可以根据支付选择模型估算出ETC市场份额。然后,计算出各主体(收费部门、道路使用者和社会)投入成本和产生效益。给定市场需求函数,采用迭代算法计算ETC车道设置(和延迟)和折扣政策的最优化组合,使得总社会效益最大化。在初始化阶段,对收费广场设置、残存率、支付选择参数和理想折扣进行初始化。给定折扣和车道设置,用格点搜索法计算市场份额。如果由车道设置得来的净现值(NePresent Value,简称NPV)优于先前所有的净现值,就存储该车道设置和折扣作为优化值,否则保留先前的优化组合。如果折扣不是最大值,处于增长状态,就重复优化过程。如果ETC车道不是最大数,处于增长状态,亦重复优化过程。在一年模型测试结束时,记录该年的信息并选择优化配置,直至第20年。
  
  二、评价方法研究
  
  在分析了ETC项目社会经济影响,定义ETC项目实施产生的效益,并对ETC实施应用的优化模型和影响因素敏感性分析进行了研究,接下来将对ETC效益评价进行研究,本节首先将对适合于ETC项目的评价方法进行研究。按照不同的划分方法,存在多种有关ETC项目的评价方法。
  1.由指标量化程度决定的评价方法
  按照评价指标的可量化程度,评价方法大致分为以下四类,即定性的评价方法、介于定性与定量间的评价方法、基于模糊数学或灰色系统理论评价方法及定量的评价方法。定性的评价方法应用于属性单一或各属性相对独立、且度量其属性的指标相对难以量化的评价对象,这类的评价方法有专家评分法、评语法等;介于定性与定量间的评价方法可应用于有多种属性且度量属性的指标难以或不能量化、且各属性的指标难以公度的评价对象。由于评价对象各目标涉及的范围不同、考虑问题的角度各异,问题中既有定量信息又有定性信息、既有精确信息又有模糊信息,对于这类的较为复杂的评价问题,常用的评价方法有ELECTRE法、层次分析法、多属性效用度法等;定量的评价方法应用于各属性的指标可以量化的评价对象,最具代表性的方法是费用效益法。
  2.经济分析法和多目标分析法
  经济分析法以费用效益分析法为代表,采用费用效益分析法、影响分析和费用效果分析法等三种方法来评价;IDAS(ITS Deployment Analysis Software)软件也是用费用效益分析法评估ITS项目实施的效果;盈亏平衡分析法也用于评价ITS效益,确定ITS项目评价的关键变量,筛选、排序和选择ITS项目;也可通过定义受益者:用户个人、设施供应者和管理者,社会、潜在的私人投资者/ITS供应商,费用和效益根据受益者来划分;另外还有将商业过程分析的价值链用于ITS环境,将“净价值”的概念用于ITS项目评价。
  曾有国外专家将ITS的评价方法分为四种:技术评价法、经验评价法、基于模型的预测评价方法和主观评价方法,以及探讨多准则分析法(或多目标分析法,Multi-Criteria Analysis,简称MCA)在ITS项目评价和效益评价中的应用。史其信、胡明伟就探讨了费用效益分析法和多目标分析方法在ITS项目评价中的具体应用,探讨了在ITS项目评价中费用效益分析法和多目标分析方法的应用范围。从已有研究来看,在ITS评价中费用效益分析法应用较多,即将ITS项目的费用和效益都折算成货币进行评价,如直接影响(如直接费用的节约)或间接的影响(如出行时间的减少)等,仅做ITS项目经济评价,或环境、社会评价中的大部分影响能够折算成货币的话,采用费用效益分析法就足够了;但如果ITS项目涉及环境、社会、政策等方面的评价中很多影响难以量化,有必要结合其他的方法。
  
  三、小结
  
  ETC用户的多少是ETC技术应用成功与否的重要标志。本章首先研究影响ETC市场开展的相关因素(残存率、时间价值、ETC特有常量和业务扩展及实施策略等),建立动态支付选择模型,假设影响因素值来确定人工付费用户和ETC用户的占有份额,并研究分析期内获得最大效益时这些影响因素的最佳组合;不同的假设产生不同的结果,于是对这些影响因素进行了敏感性分析。接着根据对ITS系统评价的研究成果,按照不同的划分方法,介绍了适合ETC系统的评价方法。
  
  参考文献:
  [1]秦寿康等.综合评价原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2003.6.
  [2]刘浩,王笑京,张可.我国ETC技术市场化模型研究[J].公路交通科技,2003,20(3):125-128.
  
  (作者单位:河南桐柏县公路管理局)
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