高铁快运需求预测四阶段法预测思路及模型研究
摘要：为了促进高铁快运发展，指导高铁快运基础设施建设，文章对高铁快运需求预测方法进行研究。首先详细阐述了高铁快运需求预测的特点，基于项目特点提出了“四阶段”需求预测法思路和各阶段可采用的模型，并对重点模型的优缺点及公式进行了分析。指出了该方法在高铁快运需求预测中的应用范围，对高铁物流基地、高铁通道干线和高铁网络的规划及建设，具有指导作用和实践意义。
关键词：高铁快运;物流需求;物流基地;四阶段法
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0引言
近年来，随着高铁物流的发展，高铁承担快递运输已经逐步成为一种趋势，国铁集团也将逐步把高铁快运打造为中国高铁第二张名片。高铁快运的开展对高铁站、高铁干线网络以及高铁物流基地的建设均有对应的规模要求，为了实现基础设施建设规模化、节约化，开展高铁快运需求预测方法研究能够有效地指导高铁快运基础设施建设，是十分必要且有意义的。本文拟将交通预测“四阶段”法应用到高铁快运需求预测中，根据高铁快运的特点，提出高铁快运需求预测“四阶段”法的完整思路以及各阶段的模型，并指出其应用范围。
1高铁快运需求预测特点
国铁集团印发的《高铁快件运输管理暂行办法》给出了高铁快件业务的定义：高铁快件业务是指铁路局、中铁快运股份有限公司等铁路企业利用高铁动车组列车，在高铁沿线城市间提供“门到门”“站到门”及“站到站”的小件物品运送服务。高铁快运需求预测具有以下几个特点：(1)高铁物流服务品类对运输要求基本一致。高铁物流服务的品类主要是指服装、医药品、零配件、3c消费品、出版物等品类，以上品类具有高附加值及时效性强、经济效益和社会效益高的特征，对高铁快运的服务要求趋于一致，主要是安全、便捷、高效。(2)高铁物流处于发展初期，历史数据匮乏。2014年11月开办了高铁快运业务以来，形成了一定的高铁快运产品体系，但是目前高铁快运基地大部分还在规划中，高铁快运网络还未充分形成，网络效益不能得到充分发挥，所以高铁快运业务量占全社会快递业务量的比重非常低，不能形成有效预测基础数据。
(3)全社会快递数据仅有发送量统计，到达量缺失。目前，国家邮政局和地方邮政管理局统计有快递发送量(收寄量)数据，缺乏到达量数据，无法形成全国快递OD数据。而国家严禁快递企业开放客户具体OD量数据，所以只能通过使用国家邮政局公布的数据作为四阶段法模型的基础数据。
2高铁快运“四阶段”法需求预测思路
高铁快运需求预测思路借鉴交通规划中的“四阶段”法，把以“快递为主的货流”比作以“人为主的客流”，将需求预测划分为：快递需求生成、快递需求分布、运输方式选择和快递需求分配四个阶段。
(1)快递需求生成阶段。快递需求生成预测是分析计算被划定的分区的快递生成量，即根据当前各分区的快递发生量与吸引量、当前的社会经济特征值等，找出它们之间的相互关系，然后根据未来各区的社会经济发展值，预测出各分区快递发生量、吸引量。从目前快递业的统计资料来看，快递的发生量即为邮政统计公报中快递的收寄量，而快递吸引量暂未统计，所以在快递需求生成预测阶段，首先要根据一定的方法或者模型测算出现状的快递吸引量。
(2)快递需求分布阶段。快递需求分布预测是分析计算各分区之间的快递交换量，即根据各分区现状的快递交换量以及未来的发生、吸引量，找出各分区未来的快递交换量。影响分区之间快递交换量的因素很多，如两个分区自身的经济发展水平，生产与消费水平，两个分区之间的资源、生产、消费的互补性，两个分区之间的空间距离和物流通道的能力与费用等。
(3)运输方式选择阶段。运输方式选择主要是指针对某一OD对，对以不同运输方式为主的物流模式进行分担比例测算，也是對快递运输所基于的货运方式和运输工具的选择和组合。运输方式选择中货主对各种物流模式的偏好尤其重要，是决定各运输方式分担比例的重要因素，需要进行意愿调查来确定。
(4)快递需求分配阶段。快递需求分配是按照广义综合费用最小的原则将快递需求量分配到不同运输方式为主构成的快递物流网络上。快递网络的构成是复杂多样的，在以某一种运输方式为主的物流模式中，路径构成也不是单一的。例如，以高铁为主的运输方式，在进行路径选择，由于高铁线路承担客运量的不同，导致货运能力受限，所以在路径需求分配上，还需要增加采用路网分工以及分流原则定性确定。
3高铁快运“四阶段”法各阶段模型分析
高铁快运“四阶段”需求预测各个阶段需要采用相关模型来进行阶段的数据预测，不同的阶段所采用的模型不同，同一阶段也可以采用多种模型进行相互验证。以下对各个阶段所能采用的模型以及模型的优缺点进行分析。
3.1快递需求生成模型分析。快递需求生成预测又分为快递发生预测和快递吸引预测。在快递生成预测中通常采用的预测方法有增长率法、弹性系数法、趋势外推法、回归分析法、组合预测等。采用以上方法一般需要取得现状快递发生量数据和快递吸引量数据，其中弹性系数法、回归分析法等还需要查询历年的GDP、社会消费品零售总额等经济数据。
从上文分析可知，目前统计数据缺乏快递吸引量数据，需要采用一定的模型来求解现状快递吸引量，并利用部分已有数据进行验证。计算快递吸引量模型原理都是利用一些经济指标来计算OD之间(主要为城市之间)的快递吸引强度，再用吸引强度乘以该城市的快递发生量，从而计算城市的吸引量。吸引量模型公式如下：
城市质量为城市的快递业务综合实力评价值，可采用主成分分析的方法计算各城市评价值。主成分分析指标可采用城市快递业务量、货运量、地区生产总值、第三产业增加值、社会消费品零售总额、城镇居民家庭人均可支配收入、居民消费水平、常住人口等综合指标。
3.2快递需求分布模型分析。快递需求分布模型有常系数增长率模型、平均增长率模型、单约束重力模型、双约束重力模型等。其中，增长率模型要求有基年的OD，数据要求高，但是求解方便;重力模型引入了物流阻抗，综合考虑了影响需求分布的各种等因素，适用于长期预测并且不受交通网络变化的影响。双约束重力模型公式如下：
4高铁快运“四阶段”法适用性分析
高铁快运“四阶段”需求预测法适用于预测高铁物流基地运量、高铁快运通道运量以及高铁快运网络规划中的需求预测。
4.1高铁物流基地需求预测。高铁物流基地主要是指具有办理整列高铁快运列车接发条件的物流作业场所。“四阶段”需求 预测法能够预测高铁物流基地所在小区总的快运量，结合高铁物流基地周围产业物流规划，则能准确预测高铁物流基地具体项目总量，可以指导高铁物流基地各分区功能规模测算;同时能较为准确地预测高铁物流基地与全国其他高铁物流基地所在区域的交流，对于高铁物流基地如何开行快运列车有很好的指导作用。
4.2高铁物流通道需求预测。高铁物流通道需求预测一般是指在进行高铁或者客运专线项目设计时，需要考虑高铁项目的快运物流需求量。高铁项目快运需求量的大小影响着高铁干线的线路运输能力及站场到发线能力，反之既有高铁干线能力富裕程度也是决定其否适合作为高铁物流主通道的决定因素。“四阶段”需求预测法能预测高铁物流通道的需求量，以应用到高铁项目规划设计中，是高铁项目在设计阶段功能更加完善，投资更加合理。
4.3高铁快运网络规划需求预测。高铁快运网络规划的核心就是首先必须要对整个快运网络的需求进行预测，准确的需求预测才能指导网络规划的合理性，充分发挥网络的整体功能作用。“四阶段”需求预测法能够预测整个网络中的点、线运量，非常适用于高铁快运网络规划。
5研究结论
本文详细地阐述了高铁快运需求预测的特点、提出了“四阶段”需求预测法思路和各阶段可采用的模型。研究了各阶段模型的优缺点及对重点模型公式进行了介绍，最后分析了“四阶段”法在高铁快运需求预测中的适用范围，指出其对指导高铁物流基地、高铁通道干线以及高铁网络规划的具有的指导作用和实践意义。后续还需要利用“四阶段”需求预测法进行案例分析，以验证该方法的可操作性，并在模型参数方面进行进一步研究。