道路危險品運輸的系統(tǒng)動力學模型

1、道路危險品運輸的系統(tǒng)動力學模型    摘要：為分析評價道路危險品運輸管理政策的實施效果，基于我國道路危險品運輸管理現狀，建立道路危險品運輸的系統(tǒng)動力學模型.綜合分析法規(guī)、行政、經濟等3種管理方式，提出減免合法危險品運輸企業(yè)營業(yè)稅的政策建議，并對政策實施效果進行模擬.模擬結果表明：在該項政策的支持下，合法運輸企業(yè)可以提供更具競爭力的價格，最終達到降低危險品運輸事故率的目的.關鍵詞：危險品； 運輸； 系統(tǒng)動力學； 政策效果； 模擬中圖分類號：U492.3363；N941.3 文獻標志碼：ASystem dynamics model of road trans

2、portation ofhazardous materialsTANG Limin, TANG Lei, YU Yue(Transportation Management College, Dalian Maritime Univ., Dalian Liaoning 116026, China)Abstract： In order to analyze and evaluate the implementing effect of road hazardous materials transportation management policy, the system dynamics mod

3、el of the road hazardous materials transportation is established based on the situation of the road hazardous materials transportation management in China. Three management modes, including legislation, administration and economy, are analyzed synthetically, and the policy that reducing business tax

4、 for legitimate enterprises is recommended, and implementing effect of the policy is simulated at the same time. The stimulation results show that legitimate enterprises can provide competitive prices under the support of this policy, and attain the goal of cutting down the hazardous materials trans

5、portation accidents.Key words： hazardous materials; transportation; system dynamics; policy effect; simulation0 引 言道路危險品運輸是危險品產業(yè)鏈條上極易發(fā)生事故的一個環(huán)節(jié).由于危險品具有易燃易爆、腐蝕性強等特點，事故一旦發(fā)生，可能造成巨大的生命財產損失和嚴重的環(huán)境污染.1加強道路危險品運輸管理，降低事故發(fā)生率，減少事故對環(huán)境構成的威脅，已經成為危險品安全生產管理工作的重中之重.目前，針對道路危險品運輸的研究主要集中在對國外管理經驗2-4、國內管理現狀及存在的弊端5-7等方面的定性論

6、述上，而定量研究較少，且現有的定量研究一般是應用計量統(tǒng)計、風險概率模型和雙層規(guī)劃等方法對事故統(tǒng)計、運輸風險、路徑選擇等微觀層面8-12的研究，缺乏對包括運輸和相關產業(yè)經濟等較大系統(tǒng)的定量分析.實際上，道路危險品運輸與石化產業(yè)、社會經濟的各項活動都密切相關，它們共同構成復雜、開放的巨型系統(tǒng).對系統(tǒng)的優(yōu)化包括掌握系統(tǒng)內各元素之間復雜的關系和系統(tǒng)動態(tài)變化的規(guī)律，并作出正確的組織決策等，是一個復雜的系統(tǒng)工程.鑒于道路危險品運輸系統(tǒng)的動態(tài)性和復雜性，以及系統(tǒng)動力學在分析解決復雜系統(tǒng)問題方面的優(yōu)越性，采用系統(tǒng)動力學方法建立模型，并進行政策模擬.1 道路危險品運輸的系統(tǒng)分析1.1 子系統(tǒng)分析道路危險品運輸系

7、統(tǒng)是一個復雜的社會系統(tǒng)，行業(yè)外部與石化產業(yè)高度相關，二者相互促進；行業(yè)內部則包括大量的運輸企業(yè)，各企業(yè)之間既有區(qū)別又有聯(lián)系.根據所屬范疇不同，可以將道路危險品運輸系統(tǒng)進一步劃分為兩個子系統(tǒng)：道路危險品運輸與石化產業(yè)的互動系統(tǒng)和道路危險品運輸市場系統(tǒng).（1）道路危險品運輸與石化產業(yè)的互動系統(tǒng).石油和化學工業(yè)生產中涉及到的原料和產品大多數都是危險品，其中95%的危險品都涉及異地運輸.石化產值的增長會導致道路危險品運量的上升，而圖1 道路危險品運輸與石化產業(yè)的互動系統(tǒng)事故數量的上升則導致石化產值和運量的下降，見圖1.道路危險品運輸事故數量是指單位時間內（一般為1 a)發(fā)生在道路運輸過程中的危險品事故

8、的次數.（2）道路危險品運輸市場系統(tǒng).危險化學品安全管理條例和道路危險貨物運輸管理規(guī)定中的有關條款規(guī)定，只有符合資質并經申請審批合格、獲得加蓋道路危險品運輸專用章的道路運輸經營許可證和道路運輸證的企業(yè)和車輛，可以經營道路危險品運輸業(yè)務和運輸危險貨物.因此，可以將市場上的危險品運輸企業(yè)和車輛劃分為兩類：一是具備上述資格的、登記在案的合法運輸企業(yè)或車輛；二是不具備資格或是通過“掛靠”或“外掛”獲得資質的個體或小型企業(yè)，這里稱為非法運輸企業(yè)或車輛.相應地，道路危險品運輸供給分為合法運輸供給和非法運輸供給.道路危險品運輸市場系統(tǒng)內部的反饋關系見圖2.圖2 道路危險品運輸市場系統(tǒng)首先，危險品運量的增加，

9、將引起合法運量與非法運量的上漲.一般情況下，危險品事故數量也將隨著運量的上漲而上升，當危險品運輸受國家政策、執(zhí)法、技術等外部因素影響時，事故數量可能出現波動.危險品運輸事故造成的環(huán)境污染不利于社會經濟的可持續(xù)發(fā)展，隨之產生的輿論壓力也將阻礙行業(yè)的發(fā)展，直接表現為運量的下降.通過對歷史數據統(tǒng)計分析發(fā)現，每非法運輸1萬t貨物發(fā)生的事故數量約為合法運輸的3倍，見表1.這主要是因為，非法運輸企業(yè)為了降低成本，保持競爭優(yōu)勢，違反國家的各項管理規(guī)定（如使用拼裝、改裝車輛，不按時檢修車輛，雇傭不具備專業(yè)資質的駕駛人員和操作人員等），大大增加危險品運輸的安全隱患.由于非法運輸具有一定的隱蔽性和分散性，給我國道

10、路危險品運輸管理工作帶來很大難度.道路危險品運輸系統(tǒng)中還存在著另一個反饋環(huán)：合法運量上升帶動合法收入增加，平均收益也隨之增加，從而吸引更多的合法運力供給進入系統(tǒng)，使非法運輸比例下降，而合法運量上漲，構成一個自我加強的反饋環(huán)；反之，當合法運輸企業(yè)的收益水平低于交通運輸企業(yè)的整體平均水平時，企業(yè)將退出市場，合法運力供給下降，這將迫使托運人更多地選擇非法運輸，從而造成行業(yè)的平均服務質量下降，形成逆向選擇的過程.安全管理成本（指根據國家或行業(yè)有關規(guī)定，為了保證安全作業(yè)而支出的各項費用，如操作人員安全知識培訓費用、車輛或設備檢驗和維修費用等）是道路危險品運輸系統(tǒng)中的主要元素之一，它在很大程度上決定著合法

11、企業(yè)的平均收益.例如：為了加強對危險品運輸車輛的監(jiān)控管理，近幾年許多省、市運輸管理部門都要求在本省、市通行的車輛安裝全球定位系統(tǒng)（GPS），這使企業(yè)的經營成本大大增加，收益減少.同時，企業(yè)的收益也影響其安全費用支出.在收益有限的情況下，為了維持利潤空間，企業(yè)可能會縮減安全投入.另外，企業(yè)安全工作開展的效果也取決于安全管理成本的多少，進而影響道路運輸事故的發(fā)生率.1.2 政府管理對系統(tǒng)的影響理方法在系統(tǒng)中對應監(jiān)管力度，它同樣會引起安全管理成本的增加.同時，加大管理力度可以有效降低非法運輸供給，降低安全隱患.經濟管理方法，是指政府根據市場運營規(guī)律，運用經濟杠桿（價格、成本、利潤、稅收等）調節(jié)和引導

12、市場健康發(fā)展.經濟管理方法具有成本小、見效快等優(yōu)點，而且可以調節(jié)市場上的資源分配，因此越來越受到政府部門的重視.2 系統(tǒng)動力學模型2.1 結構流圖根據前文的分析，應用系統(tǒng)動力學模型繪制道路危險品運輸的系統(tǒng)結構流圖，見圖4.2.2 系統(tǒng)參數描述模型中的參數包括常變量、輔助變量、狀態(tài)變量和流速等，具體說明見表2.2.3 主要參數及方程的確定模型中的參數及方程主要通過3種方法確定：（1）查閱相關歷史資料得到石化產值與道路危險品運量、道路危險品運量與危險品運輸事故數量的表函數，見表3和4.營業(yè)稅率、合法運輸車輛、合法運輸企業(yè)、石化產業(yè)增長率等數據也可直接獲取.（2）一部分參數和方程是基于一定的基礎數據

13、推導得出的.以非法運輸車輛數量為例：這些車輛大部分是普通貨車或是由普通貨車改裝的，通用性較強，可以靈活轉變目標市場，因此假設非法運輸車輛與普通營運貨車的增長速度一致.根據搜集到的20072009年的數據發(fā)現，非法運輸車輛約占全國運營載貨車輛的0.114%；根據中國統(tǒng)計年鑒2008中載貨車輛的數量，可以進一步得出非法運輸車輛的數量，見表5；通過線性回歸擬合出非法運輸車輛的函數y=0.536x+0.814 8，見圖5.該圖的橫坐標上的年序數1，2，9對應的年份分別為2001，2002，2009.應用系統(tǒng)動力學理論中函數的表2 參數說明參數類型含義單位v常量貨物平均價值元/tt1常量合法運輸1萬t貨

14、物發(fā)生事故數量起/萬tt2常量非法運輸1萬t貨物發(fā)生事故數量起/萬tr常量營業(yè)稅率%e常量期望收益萬元f常量合法運價元/(t?km)w常量非法運價元/(t?km)H2常量非法運輸車輛輛l常量合法運輸企業(yè)平均保有車輛輛y常量政策因子u常量事故造成的平均貨物損失tG輔助變量石化產業(yè)增長率%B輔助變量貢獻率%Q輔助變量道路危險品運量萬tQ1輔助變量合法運量萬tQ2輔助變量非法運量萬tA輔助變量非法運輸吸引力因數J輔助變量非法運輸比例H1輔助變量合法運輸車輛輛M輔助變量合法收入萬元C輔助變量安全管理成本萬元S輔助變量安全系數D輔助變量平均收益萬元K1輔助變量合法運輸事故數量起K2輔助變量非法運輸事故數

15、量起K輔助變量道路危險品運輸事故數量起i流率進入率家/年o流率退出率家/年x流率石化產業(yè)增加值萬元/年P狀態(tài)變量石油與化學工業(yè)產值萬元N狀態(tài)變量道路危險品運輸企業(yè)家SC TABLE表函數安全管理成本與安全因數的表函數PQ TABLE表函數石化產值與道路危險品運量的表函數這里，期望收益是根據交通運輸行業(yè)的平均利潤率確定的.（3） 部分參數和方程根據實際系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)的意義及特征確定.假設在現有技術、法規(guī)及其他約束條件下，運輸1萬t貨物發(fā)生的事故數量一定.具體計算可取表1中合法運輸和非法運輸1萬t貨物發(fā)生的事故數量的平均值.通過市場調研發(fā)現，公路危險貨物運價是0.07元/(t?km)，普通貨物運價

16、是0.05元/(t?km).非法運價低于市場運價，但不會低于普通貨物運價，否則，非法運輸企業(yè)不必冒險運輸危險品.因此，可這里IF ELSE THEN是一個判斷函數，首先判定式子(e-D)/D?N是否大于0，如果是，則輸出這個數值；否則，輸出數值為0.3 模型檢驗在使用Vensim軟件建模過程中，已經使用軟件所提供的編譯檢錯和跟蹤功能，完成模型結構適合性檢驗及結構與實際系統(tǒng)一致性檢驗.因此，只需要對模型行為的一致性進行檢驗.（1）模型行為是否重現參考模式.通過模擬獲得石化工業(yè)產值、危險品運量、危險品運輸事故數量的行為模式.由圖6可知，符合最初的參考模式.（2）統(tǒng)計學方法的檢驗.通過模擬獲得石化產

17、值、危險品道路運量、危險品道路事故數量的數據，見表6.可以看出，模擬數據與真實數據十分接近，誤差不超過20%.一系列結構與數據的檢驗表明，模型能夠反映道路危險品運輸系統(tǒng)的結構和行為特點，可以應用于政策模擬.4 政策模擬與分析4.1 采用經濟政策的設想21世紀初，國家出臺的一系列標準、管理辦法和專項整治方案對抑制事故的發(fā)生確實起到巨大作用.但是，相對于科技進步和經濟的快速增長，有的法規(guī)已滯后，而法規(guī)的修訂需要嚴密論證，耗時較長，例如2008年國務院已經在網上公布化學危險在行政執(zhí)法方面，我國道路危險品運輸管理存在著管理職能交叉、執(zhí)法水平有限、法律的地方性差異大等問題，這使許多企業(yè)存在僥幸心理，許多

18、違規(guī)行為不能被及時查處.上述問題主要是由管理體制造成的，而體制的變革則是一項規(guī)模更為龐大的工程.歐洲國家更傾向于將3種管理方法相統(tǒng)一.例如某些國家要求企業(yè)在申請經營許可證時必須有9 000歐元的起始資金，若該企業(yè)有第2輛車，還要追加5 000歐元.起始資金必須存在企業(yè)銀行賬戶上，并且由銀行凍結.設置起始資金制度的目的在于，當危險品運輸企業(yè)違反規(guī)則時可以立即進行罰款處理，保證法規(guī)執(zhí)行到位，同時也可以從經濟上促進企業(yè)自覺遵守規(guī)定，減少違章行為.溫家寶總理在第6次全國環(huán)境保護大會上提出：要“從主要用行政辦法保護轉變?yōu)榫C合運用法律、經濟、技術和必要的行政辦法解決環(huán)境問題”.不難看出，政府已經開始重視綜

19、合應用多種管理方法去解決問題.因此，道路危險品運輸管理也可以尋求經濟途徑.非法運輸較合法運輸的競爭優(yōu)勢主要體現在價格上，而價格也是金融危機背景下貨主企業(yè)最關注的問題.在價格競爭的壓力下，許多合法運輸企業(yè)不得不縮減安全管理支出，但由此可能增加安全隱患.而完全履行安全管理條例的合法企業(yè)則可能因為盈利少或不盈利而退出市場.道路危險品運輸在國計民生中扮演著重要角色，需要政府管理部門給予充分重視，合法運輸企業(yè)的主導地位也需要政府幫助鞏固.政府對運輸企業(yè)采取一定的支持政策是有先例的，例如2010年初國家為了進一步支持國際運輸事業(yè)的發(fā)展，出臺對國際運輸業(yè)務減免營業(yè)稅的政策，使國際航空和中國遠洋集團分別節(jié)省2

20、1億元和4 200萬元的稅收支出.在道路危險品運輸領域，政府也可以借鑒這一做法，對危險品運輸企業(yè)實施營業(yè)稅減免政策.之所以選擇營業(yè)稅，是因為此項輔助政策僅針對危險品運輸業(yè)務，而且多運多減、少運少減，既體現公平原則，又可以鼓勵企業(yè)合法經營.這樣，合法企業(yè)也可以提供具有競爭力的價格，將非法運輸企業(yè)排擠出市場.4.2 經濟政策效果模擬目前營業(yè)稅率為3%，減免后營業(yè)稅率為0，在保持一定的利潤水平下，合法運輸企業(yè)的運價可以降低.模擬分以下3種情況：(1)營業(yè)稅率=3%，合法運價=0.07元/(t?km)；(2)營業(yè)稅率=0，合法運價=0.065元/(t?km)；(3)營業(yè)稅率=0，合法運價=0.06元/

21、(t?km).模擬結果見圖79.從圖中可以看出，減免營業(yè)稅后，合法運輸企業(yè)的運價下調為0.065和0.06元/(t?km)，危險品運輸事故數量出現明顯下降（見圖7），而且受政策的激勵，合法危險品運輸企業(yè)數量增加（見圖8），達到將危險品非法運輸車輛排擠出市場的目標，危險品非法運輸事故數量大大下降（見圖9），市場也將趨于穩(wěn)定.5 結束語根據道路危險品運輸系統(tǒng)的特點，應用Vensim軟件建立系統(tǒng)動力學模型，并且通過廣泛調研和實際推算確立參數方程.經檢驗，模型的結構、行為模式與真實系統(tǒng)一致，可以應用于政策模擬研究.結合我國道路危險品運輸的管理現狀，本文提出采取減圖7 危險品運輸事故率模擬免合法運輸企業(yè)

22、營業(yè)稅的政策建議，并對政策效果進行模擬.結果表明，此項政策的實施可以使合法運輸企業(yè)在不損失利潤的前提下，提供更具市場競爭力的價格，排擠非法運輸，降低道路危險品運輸事故數量.對模型的部分參數進行調整即可以應用于對具體的法規(guī)、行政管理政策實施效果的模擬，這也是今后進一步的研究方向.參考文獻：1趙來軍, 吳萍, 許科. 我國危險化學品事故統(tǒng)計分析及對策研究J. 中國安全科學學報, 2009, 19(7): 165-170.2鄧小兵. 德國道路危險品運輸管理特點及啟示J. 綜合運輸, 2008(5): 77-80.3郭冬梅. 歐洲危險品運輸管理經驗借鑒J. 運輸經理世界, 2009(7): 48-49

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