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摘要：尽管城市轨道交通具备快速、大容量、环保、节省土地等诸多优点，但就是否应该发展城轨存在很多争论，一个很重要的原因在于城轨对公交的量化比较优势不清晰。本文构建了城轨对公交的替代效益模型，提出了一套客流预估方法，并针对一条正式运营的城轨线路，基于正式运营后的客流数据，对城轨的诸多优点进行量化，评估了城轨的替代效益。
关键词：轨道交通、替代效益、客流预估
1、问题的提出
尽管城市轨道交通具备快速、大容量、环保、节省土地等诸多优点，但就是否应该发展城轨存在很多争论，一个很重要的原因在于城轨对公交的量化比较优势不清晰，如何量化衡量城轨的诸多优点是一项重要课题。另一方面，从国内已有的轨道交通来看，实际运营后客流、效益等数据和项目可研报告预测水平往往出现较大偏差，导致对城轨效益的预测不够合理。
本文提出了一个城轨对公交的替代效益模型，对模型中的关键客流预测给出了修正方法，并针对一条正式运营的城轨线路，基于正式运营后实际客观数据，对城轨的诸多优点逐一量化，评估了城轨的替代效益。
2、模型的重要参数和客流预测修正
公交替代效益是采用“有无对比法”， 假设不建城轨、05年以后各年乘坐城轨的客流改乘公交和出租车，并按目前地面饱和和拥挤程度，所带来的公交车和出租车购置、修路、土地、能耗和运营等各方面的成本增加，这部分增加的成本对城轨而言就是公交替代效益。
城轨各年的客流量预测水平和城轨折旧年限是城轨替代效益模型的关键参数。在实证研究中，参照《城市快速轨道交通工程项目建设标准》(建标[1999 ] 81 号)，轨道交通不同部分折旧在10-100年间，具体到案例线路对不同部件的折旧年限按照其价值为权重加权平均得城轨折旧年限为20.9年，基于保守原则将城轨折旧年限确定为20年。本文的项目经济评价采用净现值法，折现率采用同期一年贷款利率5.58%水平。
客流预测一般采用“四阶段法”，有较强的理论基础和实践经验，在城市交通规划中已经得到广泛应用。案例线路采用此方法，但初期预测客流与实际运营后的客流量存在较大差距，对比分析发现总量客流和出行结构预测比较准确，只是因为初期接驳条件和出行习惯的限制导致客流量不如预期。对比国内外城轨对客流的贡献，在伦敦、巴黎、香港等城市公交出行份额在60%-80%，城轨份额占50%-70%；但国内差距比较大，北京规划大力发展公共交通，使轨道交通的客流份额从03年和05年的5%和8%提升到2020年的25%以上。考虑案例城轨线路在类似公路线路的竞争和位置特性，估计20年后客流总量城轨的客流量为总体客流的30-45%，由此预测出2010年、2015年、2020年和2025年的城轨客流份额，其它年份的客流份额和客流量数据采用平均增长指数法得到(如图一)，并由此估算出各年的保守客流量、可能客流量和乐观客流量(如图二)，为保证模型计算结果的客观公正性，选取保守客流量作为模型参数，到2025年的日均客流量为24.4万次。
图一 乐观/可能/保守客流份额图二 乐观/可能/保守客流量
3、城轨替代效益模型与实证研究
公交替代效益表示不建轻轨而采取公交出租运营同等乘客所发生的成本，包括替代公交出租购置、人工运营成本、道路停车场修建成本、道路停车场土地占用机会成本、能源消耗、交通事故成本和机动车环境污染等方面，其具体构成如下：
3.1 替代车辆购置效益B1
首先表现在公交出租购置效益上，根据《2003中国交通统计年鉴》，目前地面客运结构分配至公交车及出租车的比例为3.52∶1，常规公交及专线车、出租的单位车辆日均客运量为404 人/ 辆日、48人/ 辆日，城轨、公交和出租的平均运距为25.5公里、4.3公里和5.1公里，则公交出租购置替代效益：
其中：Pi表示公交、出租单辆购置单价，Ni表示乘坐公交出租的人数，ni表示每辆车平均乘坐人数，Yi表示公交出租折旧年限。
如果公交车按中档市价约40 万元/ 辆、出租车按夏利轿车市价约5万元/ 辆计，根据国家民用汽车报废标准，客车使用年限为10 年，出租车使用年限8 年，对公交出租采用直线折旧法，则以目前地面公交饱和拥挤程度为标准，2005年需增加配备常规公交及专线车254辆，出租车503辆，替代公交效益之公交出租购置成本20年数据折现到05年为7.3亿元。
3.2 节省运营成本B2
对公交、班车和出租运营成本主要考虑人工成本。假设每辆运营车辆需要倒班司机、售票员、管理人员、后勤维修等各类人员2.5人，则节省的人工运营成本：
B2=Ni×m/ni
其中：N为当年新增车辆的新增运营人数，m为人均工资水平。
按照《2003年中国统计年鉴》，公交、班车和出租车司机的年均工资为14242元，企业负担的职工保险、公积金等福利项目为基本工资的30%，20年人工成本数据折现到05年为18.9亿元。
3.3 节省道路成本B3
如果没有城轨，增加的客流通过公交和出租车运送则需要新建道路和停车场。根据《2003中国交通统计年鉴》，2002年城轨所在城市车均道路面积107. 9 m2/ 辆，单位面积道路投资约为235 元/ m2，车均泊位供给数为0. 8个/ 辆，单个车位面积为20m2(规格为5 m ×4 m)，建设道路配套设施的成本：
其中：B31 为配套道路的建设成本，Nc 为增加车辆数，S为每辆车的占地面积，C为单位面积道路的投资。
建设停车场配套成本：
其中：B32为节省的停车场建设成本， n为新增停车位数量，S为单个停车位的面积， Ps为单位面积停车场的建设成本。
将道路和停车场使用年限按10 年标准计算，采取直线折旧法，05年增加757 辆客运车辆后，要维持当前的道路交通状况，则需增加城市道路面积8. 2 万平米。20年累计需要增加道路修建成本1.1亿元，节省停车场修建成本折现到05年为0.16亿。
3.4 节省土地B4
减少的道路和停车场修建同时表现在节约土地上，土地节省效益为：
其中：B24为城轨节约用地的效益，Ag 、Aq 分别为公交车和轨道交通土地面积，Ps 为城市土地机会成本。
土地机会成本按照所在城市国土局04年公布较低者第9级1270 元/m 2计算，20年内节省土地价值折现到05年为13.7亿元
3.5 节约能源B5
采用公交和出租运送同等数量旅客需要增加能源消耗，也表现为城轨的能源替代效益：
其中：B5为城轨节约能源的效益，Ni当年乘客分配到公交和出租的乘客里程量， ei为公交、出租每公里消耗能源量，p为汽油单价。
根据相关标准，小汽车运送能耗为2566kJ/人km、公交能耗765 kJ/人km 、城轨能耗435 kJ/人km，93＃汽油燃烧效率为46019kJ/kg，93＃汽油单价为3.76元/升，则20年节省能源消耗折现到05年为12.4亿元。
3.6 减少交通事故B6
城轨相对公交和出租车更安全，其安全经济效益模型为：
其中：n为当年新增车辆数，Cn为平均每辆车造成的交通事故损失。
根据《上海市2000 年客运量资料》和《上海市2000年统计年鉴》，上海2000年平均每增加一辆机动车辆所增加的事故损失费为415. 24 元(2000 年发生交通事故41262 起，机动车49.1万辆，交通事故损失20391. 6 万元)，假设城轨所在城市和上海的机动车事故相当，则城轨提升安全产生的经济效益折现到05年为0.2亿，此外还产生为社会、个人和家庭的幸福创造有利条件、增加整个社会的安定团结所形成的巨大社会效益。
3.7 增加环保成本B7
机动车辆尾气散热、排放的CO2，以及公路硬表面吸放热，是造成城市热污染、产生城市热岛效应的主要因素。根据世界银行报告，每燃烧一顿汽油排放0.75公斤CO2，每吨CO2 造成的温室效应带来的损失为20 万美元，则使用公交车造成的环保成本：
其中：Nc为当年由于增加公交出租而排放co2量。
如果采用公交出租，05年增加车辆757辆，按照一般耗油水平需要3280吨汽油。20年多排放的增加CO2环保成本折现到05年为2.2亿元。
这七部分累计得出折现到05年的城轨公交替代效益为55.9亿元。而且随着时间推移，公交替代效益越来越明显，2010、2015、2020和2025年未折现的公交替代效益分别为2.5亿、4.8亿、7.8亿和12亿元，未折现公交替代效益累计达112.6亿元。
4、结论
通过案例城轨线路的公交替代效益评估可以看出，相比04年完工、长40多公里不到55亿元的建设投入，公交替代效益折现到05年就高达55.9亿，仅此一项就可完全收回投资，还不包括对乘客的方便、节省时间和对沿线房地产升值等巨大的直接经济效益(将另行专题研究)。
此外，城轨还拉动了沿线经济发展，创造了良好的间接经济效益，有效改善交通结构、提升城市品位等非经济效益。因此具有快速、大容量、环保等突出优点的城轨是“城市综合症”的高效解决方案。
参考文献：
[1] 陈世勋, 陶小马. 上海城市轨道交通体系社会经济效益估算分析[J]. 城市轨道交通研究, 2004(1): 1-5
[2] 谢逢杰. 城市轨道交通项目经济效益评价方法初探[J]. 工业技术经济, vol 23, 3: 77-79
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