文摘
高速公路项目是公私合作伙伴关系(PPP)投资者的最爱,因为他们的稳定的现金流。然而,有高交通量方面的不确定性,导致不可预测的收入,吸引购买力平价投资者的主要问题。道路网络中,交通量是由交通分配率,不仅影响该地区交通总量也被其他交通风险因素,如旅行时间、人数,和舒适性。传统交通分配预测技术主要取决于旅行时间,忽略其他风险因素。因此,交通分配预测通常是不准确的。改善道路交通分配预测的准确性PPP项目,本文提出了考虑交通风险一起交通时间的影响通过使用平均效用。多项logit MNL模型基于效用是用来预测交通分配率。验证该模型,建立了系统动力学(SD)模型预测的交通量情况下高速公路使用提出了交通分配预测模型。模拟结果表明,模拟近年来的交通量模型与实际高度一致,证明了该模型可以大大提高交通预测的准确性。
1。介绍
购买力平价投资者更喜欢高速公路项目由于其稳定的现金流和相对低水平的竞争。广深高速等高速公路早期,在中国,在泰国曼谷的高速公路,和南北高速公路在马来西亚,都建立了通过构建操作转移(BOT) /公私合作伙伴关系(PPP)计划。然而,许多早期的机器人/ PPP项目包括在中国高速公路项目是由中央政府停止在1999年因不公平的合同条件(1]。加快开发新高速公路和促进全国高速公路网络在中国,交通融资和投资公司已经建立了通过收费公路项目融资。在这个方案下,高速公路的发展大大加速。到2015年,高速公路里程已达到120000公里(2]。然而,由于一些高速公路的实际交通量小于预测值(3)和施工速度高,地方政府的债务大幅增加。根据交通运输部的中华人民共和国,债务和收入之间的差距在2015年达到3187.3亿元人民币(4]。缓解压力的地方政府,国务院发布“改善地方政府债务管理的指南。”的投资企业,国有和私人,然后再鼓励使用购买力平价投资公路建设计划的条款下让步。建筑是一个高风险的业务,尤其是在基础设施项目(5,6]。早期失败的重要原因之一,机器人/ PPP项目的过失是需求的风险。因此,交通量总是将最关键的风险投资的回报。
一些研究调查了交通量风险从风险管理的角度。Ashuri et al。7)指出,未来交通需求的不确定性是一个最重要的BOT项目的风险在操作阶段。他们应用实物期权理论来确定最低收入保障(著)BOT项目的期权价格。艾耶和Sagheer8]采用模型(MCA)让步协议,一个标准化的风险分配框架,将在印度高速公路BOT项目风险。如果实际的交通量偏离计划的交通,MCA显示不同的特许期长度preagreed公式来减轻交通需求的风险。避免获得超额利润或无法获得预期利润的情况下交通需求偏离预期,歌曲等。9]讨论了单调整收费标准的调整和联系,特许期。这些研究主要集中在交通风险的定量影响分析其他因素。很少有文献讨论了其他因素对交通量的影响的风险,尽管他们实际上是互动的。
交通量的风险已经在交通工程的背景下讨论。Apronti et al。10]估计交通量怀俄明州容量道路上使用线性和逻辑回归方法。香(11)提出了一种基于传统的绿色盾牌道路阻抗模型线性模型的交通波理论。Solino et al。12)测量的不确定性在高速公路交通量让步使用时间序列模型。歌等。13)提高了动态阻抗函数基于交通波理论的道路。刘和陈14]链接之间的关系推导出流和旅行时间在拥挤和noncongested条件基于伊迪模型。然而,这些研究主要讨论旅行时间对交通量的影响,忽略了其他风险,如用户的支付意愿,人数率高,购买力平价高速公路项目的特许期长。
分析其他风险因素对交通量的影响,风险评估是必要的。根据风险管理:原则和指导方针(如国际ISO31000, 18页)(15),”风险分析可以定性、半定量或定量,或这些方法的组合,这取决于环境。“虽然是理想的定量统计分析评估,大部分在PPP项目风险难以量化,因为基础信息通常是不可用或不足。因此,定性风险评估主要进行。在早期阶段,王et al。16通过使用5-scale法)评估风险。库奇马(17)提出模糊测量项目活动的临界的方法。最近,徐et al。18)建立了一个模糊综合模型可直接用于PPP公路项目。李和邹19)开发了一个基于模糊PPP项目的风险评估方法。宁和赵20.)建立了一个风险评估程序通过德尔菲专家访谈和两轮。王等人。21应用实物期权理论和讨价还价的游戏理论分配两党之间的选项值,建立PPP项目的分配原则的超额回报。吴et al。22在购买力平价)评估风险发电项目使用模糊综合评价方法。然而,沃克和史密斯(23)指出,通过研究可能影响的大小可能是偶然因素造成的,双方可以更好地分配风险通过合同条款,采购保险或其他风险响应措施。Ng和Loosemore26)还指出“有相当多的证据表明,风险转移通常是处理许多PPP项目各方之间的差。由于一系列原因,各方让步项目承担风险,他们是不清楚的,或者他们无法应付,他们没有胃口,不能收费。“因此,精心准备的定量风险分析是必要的生产更加积极和理性的冒险的态度如果冒险党知道他们的立场。
提高交通量预测的准确性,分配率是关键。本文提出了预测交通量通过考虑风险交通分配率的影响。首先,最近的购买力平价分析了高速公路项目风险识别的主要影响交通量。交通风险一起交通时间的影响被使用的模型意味着用户的效用。然后,MNL模型提出了基于意味着用户的效用计算交通分配率。确定风险流量分配的影响,他们是定量测量使用SPSS的多重线性回归分析基于调查问卷。最后,系统动力学(SD)模型提出了交通分配模型的建立验证模型通过比较模拟案件近年来高速公路的交通量与实际体积。
2。购买力平价的高速公路项目的案例分析
讨论,PPP公路项目覆盖了道路和桥梁。投资者获得的投资回报(ROI)通过收集通行费。七个BOT / PPP公路项目选择分析(表的相关风险1)。这些项目遍布中国,即例1,3,4,5在东部,南部的情况2部分,6例在北部,在西方和例7部分。它们建立在购买力平价在中国发展的不同阶段,各种来源的投资。在中国,BOT / PPP项目投资的投资者从国外和香港在1999年之前(1]。例2、4、5、6在1999年之前被处决,香港投资者投资。1999年以后,机器人/ PPP项目被内地投资者投资固定回报条件(因为投资者不允许特许合同和失去了吸引外国和香港投资者届时);例1、3、7是1999年之后。虽然位置,执行时间,投资者的这些项目是不同的,他们都遇到的常见问题。一些停止合同补偿回报远低于承诺的固定回报率在特许合同。有些人在操作,但反对由用户,因为交通拥堵和/或人数率高。定性风险分析(表1)表明,交通量风险是最常见的风险,出现在五个项目在两个方面:交通容量不足和低估了交通量。其他风险包括人数率高、长人数收集时期,公众的反对,交通堵塞,道路条件差,竞争道路转移,政府信用的缺失。大多数这些风险是密切相关的交通量,除了政府信用的缺失。还应该注意,虽然竞争道路转移可能导致流量不足,本文将不考虑,因为它已经失控的项目经理,可以考虑进一步的研究。
正在考虑的风险可分为不同的类别。人数率高、长期代价收集和公众反对减少用户的支付意愿。交通拥堵和道路条件影响实际旅行时间和舒适度。当道路的拥堵严重,道路状况恶化,旅行时间延长,舒适度低。因此,我们把风险三类:旅行时间、支付意愿,和舒适度(表2)。应该注意的是,虽然愿意支付和舒适度具有相同的风险因素,它们是不同的影响这两个相同的两个因素造成的。因此,他们被视为不同的风险类别。在传统交通预测理论、旅游时间是行列式来决定交通分配率。本文改进了交通分配的预测方法通过考虑不仅旅行时间,而且用户的意愿支付和舒适度(表2)。
3所示。研究方法
在传统交通分配理论,道路阻抗指旅行时间和交叉口延误的和是最重要的关键参数。它直接决定了道路的选择和流量分配。最典型的路段阻抗函数公路局(BPR)函数,分对数延迟函数,Akcelik延迟功能,电解加工/ 2锥形延迟函数(27]。然而,他们只考虑与时间相关的参数和忽视社会和社会经济因素,如用户的支付意愿和舒适度的道路。因此,交通分配率不能准确预测基于这些功能。
更准确地预测交通量,因此一直寻求灵活的需求预测方法,特别是那些能够将行为的力量连接个人运输决策和个人旅游选择和聚合流之间的关系。个人旅游的决定是由旅游时间、用户的支付意愿,舒适度,旅行目的,等等。因此,用户的路径选择是不仅基于行程时间,而且在社会经济因素。
在交通领域的消费者行为模型,阐述了消费者行为关注消费者行为和运输之间的关系。交通消费者认为一个效用函数轴承消费和交通属性。个人的决定路线影响运输方式的属性,如旅行时间,而且通过通常的预算限制,愿意支付等。
分解选择模型定义通过指定一个概率分布对一些未被注意的变量(如愿意支付),给观测变量的值(如旅行时间和舒适度)均匀细分市场。这个概率分布确定选择概率和群体的比例最大效用为每一个选择。
选择的多项logit MNL模型,概率,视为一个函数形式替代(模式),未必是一个行为的关系,已广泛应用于交通规划(25]。它可以来源于个人选择行为的理论假设个人效用偏离平均效用。效用是定义为公用事业的所有个人的平均均匀细分市场和查看统计独立的不同选择。
效用函数的组件符合风险影响交通量,包括消费和交通属性。因此,MNL模式选择计算流量分配率在这个研究。
3.1。意味着PPP项目的用户的效用
麦克费登et al。24)创造了平均效用公式(1)可以更实际地反映用户的聚合的影响选择的道路: 道路的平均效用吗 ; 路的旅行时间吗 ; 路的旅行费用吗 ; 路的舒适水平吗 ;和 , ,和是待定参数,代表每个变量的边际效用。
在公式(1),平均效用是指公共积累的心理体验期间经历一系列的有利和不利因素后使用。这是一个衡量满意度的便利需求,包括旅行时间,旅行成本和方便。随着时间和成本阻碍用户的方便的经验,他们是消极公式中的变量(1)。此外,待定参数只代表每个变量的边际效用。
随着汽车的增加不断,它已成为体积流量的主要来源。因此,本文研究的意思是效用道路的汽车。此外,道路除以人数,和旅行时间远远超出了延迟的收费站。因此,延迟长途车站不考虑旅行时间在这项研究中。
3.2。改进的综合平均效用购买力平价高速公路项目的用户
它可以观察到,参数之间存在一一对应关系 , ,和在公式(1)和风险类别(旅行时间、愿意支付和舒适度)表2。因此,风险系数量化相关风险的基础上,介绍了实用公式和实际的交通状况。因此,综合效用函数是构造预测实际实践。
3.2.1之上。旅行时间风险系数:时间成本系数
道路交通时间=公路长度/平均速度;平均速度与speed-flow通用模型计算在任何交通负载(公式(2))(27]: 是相应的交通负载下的平均速度(公里/小时);是相应的道路等级的设计速度(公里/小时);是交通量;高速公路是能力;是相应的道路交通负荷水平; , ,和回归参数;高速公路, , ,和(23]。
交通时间是客观的,可以通过公式计算(2)。这主要取决于等因素设计速度、交通量和道路交通能力。然而,在现实生活中,用户的满意度的路况会改变长度我们称之为心理时间的实际时间。换句话说,心理时间是客观的混合时间和用户的满意度。时间成本系数被引入模型量化的影响严重的拥堵和道路条件差在心理时间成本。心理时间的比例和客观的旅行时间。心理时间会大于实际的道路建设,道路养护不足,交通的发展。系数的值将增加在未来。
3.2.2。旅行成本风险系数:充电阻抗系数和燃料消耗系数
介绍了充电阻抗系数和燃料消耗系数分析了旅游成本。
(1)充电阻抗系数i2。PPP的实际收费公路是由人数率和道路长度决定的。根据案例分析表1,收费高,长期充电将公众的反对意见。这个模型介绍了充电阻抗系数量化用户的支付意愿。这是心理成本和实际成本的比率。最初,用户无法适应充电系统。因此,公众将强烈反对它,系数值非常高。用户逐渐接受充电系统,系数会逐渐减少。然而,系数会增加如果经历减少驾驶舒适性和社会和经济破坏。此外,经济风险因素,如高收费和长期代价收集用户的支付能力密切相关。因此,系数也取决于用户的收入水平。因此,充电阻抗系数的影响因素是收入水平,多年的使用,道路条件和交通拥堵的状况。
(2)燃料消耗系数i3。本文进行了回归模拟93 #汽油价格超过10年。的初始值汽油价格定在1.527元/升,通货膨胀和价格是0.3487的模拟。随着道路条件和其他因素影响实际的燃料消耗,燃料消耗系数被引入该模型更多真正反映汽车的燃料消耗,这是实际的燃料消耗的比例和客观的燃料消耗。
3.2.3。安慰系数
摘要介绍了安慰系数量化用户的舒适度感知。舒适水平也直接影响到心理上的旅行时间。舒适水平较低时,旅行时间感觉再给用户。相反,当交通通畅和道路条件很好,感觉旅行时间短,舒适度和系数值更高。
3.2.4。时间价值的汽车
时间价值的汽车被定义为时间的机会成本的货币价值,用户在旅途中使用。旅行成本可以通过时间价值转化为广义旅行时间的汽车。根据文献,私人汽车司机的时间价值应该在27.82和29.17之间(元/小时28,29日]。考虑到通货膨胀,历史数据的缺乏和许多其他因素,本文设定的平均车时间价值22元/小时。
与公式(1),本文结合舒适的旅行时间系数加倍加强用户的消费心理。的心理旅行时间是所代表的产品的比例计算旅行时间和舒适的系数时间和成本系数 。同样,旅行成本是分为两部分的收费和燃料消耗。公众愿意支付和实际油耗由充电阻抗系数表示和燃料消耗系数 。统一的计量单位,汽车的时间价值介绍了旅行成本转化为广义旅行时间。的意思是效用购买力平价高速公路是由心理旅行时间和转换后的广义旅行时间通过以下方程: 路上的时间成本系数吗 , 路的旅行时间吗 , 路的安慰系数吗 , 收费道路阻抗系数 , 是收费费率,路的燃料消耗系数吗 , 汽油的价格,这条路的长度是 ,和是汽车的时间价值。
3.3。交通分配模型
选择概率的MNL模型基于用户的效用是用来计算模拟的流量分配率使用以下方程:
用户选择的概率是 , 道路的平均效用吗 , 的效用的平均值吗道路,是分布参数,= 3.00 (23]。
4所示。主要风险系数的回归方程
4.1。问卷调查
本文选择了多元线性回归方法来量化风险因素在公式(3)。这些风险影响因素是使用调查问卷。问卷由两部分组成:人口统计信息的受访者和主要问题。人口统计信息包括性别、驾驶经验,每月的收入。主要问题是相关的心理时间,支付意愿,和舒适。受访者需要回答问题根据他们的感觉整体公路驾驶经验。目标受访者汽车司机。总共38问卷发出,37有效问卷得到的反应率为95%。超过70%的受访者都是男性,大约75%的受访者有超过五年的驾驶体验。所需的样本的数量的多元线性回归方法应该比影响因素3 - 10倍。 As reported in the previous section, there are 4 influence factors in this study: road condition, congestion condition, income level, and years of driving. A collection of 37 effective responses make it qualified for the regression analysis.
4.2。多重线性回归分析
在这项研究中,时间成本系数,充电阻抗系数,和安慰系数是包含在回归分析中。独立变量和因变量的多元线性回归表所示3。变量的得分表所示4。组织调查数据后,通过SPSS进行了回归分析。结果如表所示5和7。
如表所示5,R2值高,0.877,0.867,0.963三个系数,分别,这表明合适的回归模型。表6表明,概率P值都小于0.05的显著性水平,显示一个强烈的信号重要的线性独立变量和因变量之间的关系。表7显示的值常数项和独立变量的偏相关系数的回归模型。他们的概率P值也小于0.05的显著性水平。每个风险因素的回归方程可以实现(公式(5))。可以确定风险系数值基于公式(5)。
在实际应用中,每个独立变量值应该在价值范围内(即。最大和最小值)表4。如果值的道路条件、交通拥堵条件,和收入水平都是5和多年的使用的值是10,时间成本的值系数和充电阻抗系数将0.35和0.32,分别是最小值。舒适最大值的系数值是1.68。道路条件的价值时,交通拥堵状况,收入水平和多年的使用都是1,时间成本系数的值和充电阻抗系数是1.72和1.68,分别是最大值。舒适系数值是0.28的最小值。因此,时间成本系数的值范围(0.35,1.72)。当时间成本系数值为1,实际的旅行时间和心理的感觉是一致的。当实际时间逐渐大于心理时间,时间成本系数的值将逐渐大于1。相反,它可能会逐渐小于1。充电阻抗系数的值范围是(0.32,1.68)。 When the charging impedance coefficient value is 1, the users can just accept the charging system. The lower the users’ willingness to pay is, the greater the charging impedance coefficient value is. On the contrary, it may become smaller gradually. The value range of the comfort coefficient is (0.28, 1.68). The higher the comfort level is, the higher the coefficient value is. On the contrary, it may become lower gradually: 是时间成本系数,是充电阻抗系数,是安慰系数,道路条件值,交通拥堵条件值,是收入水平,表示年的使用。
5。案例研究:系统动力学模型仿真分析
5.1。背景
高速公路网络选择本文包括四高速公路:西城高速公路,沪宁高速公路,Changzhou-Hefei公路、广场和Nantong-Wuxi公路形成网络结构(图1)。西城高速公路于1999年向公众开放。它在双向6车道。所选部分的长度约24公里。沪宁高速公路于1996年开设了旅游。它在两个方向上都有八车道后重建。所选部分的长度约25公里。Changzhou-Hefei高速公路于2004年开设了旅游。它有四条车道。所选部分的长度约25公里。 Nantong-Wuxi highway was opened to travel in 2010. It has six lanes in both directions. The length of the selected section is about 28 km. They were all invested by the Traffic Financing and Investment Company of Govenment and built under the scheme “returning loan by collecting tolls.” It is similar with the PPP highway projects which need to charge users the tolls within a certain period to repay the loan. Therefore, they are selected for case study.
江苏高速公路有限公司是上市公司持有的全部或部分的权利和利益等鸣桥梁和高速公路江苏沪宁高速公路,西城高速公路,Guangzhou-Jingling公路。它可以访问和操作数据可以作为模拟数据源。其余的交通量数据的高速公路都是local-related部门。因此,模拟数据来源是足够可靠建立系统动态模型。通过可靠性测试后,该模型可以用来预测未来交通量提供科学依据调整合同条件或其他应用程序的关键。仿真了节点作为起点和节点D作为结束点简化模拟过程。本文只花了转换后的年度点A和D之间的交通仿真的基础。因为Nantong-Wuxi公路通车2010年,本文验证交通分配模型的可靠性,拟合公路交通从2011年到2016年。
5.2。系统动力学模型的流量分配率的购买力平价的公路
基于公式(4)、相关理论和建模的流量分配,三个状态变量被选为总交通,AB部分交通,交通和交流部分。相应的利率的交通增长率变量,分别。部分可以通过公式计算出的平均效用(2)和(3)。后来,交通分配率和交通量将决定根据MNL模型(公式(4))。特定的交通量,去年决定交通增长率部分。建立了一个完整的反馈回路的流量分布。PPP公路的存量和流量模型意味着实用程序如图2。
5.3。路上的主要Vensim方程意味着效用
模拟道路的交通量,变量之间的定量关系称为Vensim方程和相关数据从真正的项目应该输入到存量和流量模型我们称之为正常的系统动态模型系统动力学(图3)[30.]。根据公式(3),平均效用(Mi)系统动力学模型描述如下:
=时间成本系数∗部分旅行时间SECTRTIME /舒适系数+(充电阻抗系数∗部分人数SECTOLL +燃油消耗系数∗汽车的汽油价格每一百公里CARPPRI)∗节长度SECLEG /汽车CARTVLUE时间价值
这意味着综合效用函数由两部分组成:旅行时间和收费。风险因素与时间相关的、收费和舒适度是时间成本系数定量测量 ,安慰系数 ,充电阻抗系数 ,等通过使用公式(5)。基于公式(4)和条件的高速公路上,交通分配率的各种高速公路历年可以计算通过运行正常的系统动态模型的西城高速公路。
的值来确定风险系数,进行了一项调查来确定道路条件和交通拥堵的道路,调查显示平均逐年恶化当前路况的价值为0.21,和当前交通拥堵情况年年为0.3。根据操作条件,Nantong-Wuxi高速公路于2010年通车。因此,道路和交通拥堵状况的初始值设置为5。道路和交通拥堵状况的初始值Changzhou-Hefei公路设置为4。西城和沪宁高速公路,早些时候向公众开放及其流量较高。沪宁高速公路是向公众开放的最早日期。因此,道路和拥堵的初值条件西城高速公路被设置为3。道路和交通拥堵的初值条件的沪宁高速公路设置为2。此外,调查结果显示,私人汽车拥有者的月平均收入水平为3.24(超过6000元)。其余的平均月收入年可能推迟根据人均可支配收入增长率10.1%来自中国国家统计局(National Bureau of Statistics)。 The values of main risk coefficients of each highway from 2011 to 2016 could be calculated based on formula (5)。此外,由于交通拥挤的西城和沪宁高速公路,他们的驾驶分心是更大的。汽车的油耗略高于其余两条高速公路。但由于高速公路全封闭和行驶速度是均匀的,其燃料消耗系数值设置为0.9。Changzhou-Hefei和Nantong-Wuxi公路的燃料消耗系数值设置为0.8。
其余参数的值的公路是来源于客观数据。Vensim方程的参数和估值表所示8。
5.4。规范的系统动力学仿真分析模型,西城高速公路
SD模型的效用和交通分配模型是用来模拟西城高速公路的交通从2011年到2016年(江苏高速公路有限公司)31日]。仿真结果如表所示9和图4。之间的平均错误率实际交通量和SD模拟西城高速公路之一是1.69%。的平均绝对值错误率为4.18%。出错率很低。模型准确地描述高速公路的交通量变化趋势情况。
6。结论
本文研究的操作有效性PPP高速公路。首先,最近有问题的购买力平价高速公路项目进行了深入分析与交通量识别的主要风险因素。根据用户的主观感受,介绍了风险系数量化相关的风险。PPP公路交通分配模型考虑建立了风险的影响。风险影响是通过SPSS统计计算使用多元线性回归分析。购买力平价公路项目之一是模拟来验证提出的交通分配模型通过比较实际的道路交通量与模拟。仿真结果表明,交通分配模型可以提高交通预测的准确性。
数据可用性
收到论文中的数据通过问卷调查和数据的情况下从网站获得可用的公开(http://www.jsexpressway.com/index.php?m=trafficflow&c=index&catid=113&cid=126,152)。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。