重载铁路回程运输组织与定价综合优化

重载铁路运输是一种针对单一货物、单方向上的高效运输模式,往往面临着回程运力浪费的问题。为有效提高重载铁路回程方向的铁路分担率,提升铁路部门收益和降低对环境的影响,本文构建上层以铁路部门收益最大、运输线路上CO_(2)减排率最高为目标,下层以托运人广义费用最低为目标的多目标双层规划模型,结合某企业自有重载铁路的案例,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解得到运输组织与定价优化方案,进而研究政府补贴、碳税的设置对求解结果的影响。研究发现:算法可求得多组帕累托前沿解,提供多个优化方案供铁路、政府部门选择,铁路部门的收益值与重载铁路回程运输线路上的碳减排率呈显著的负相关;当公路运价为0.500元·吨公里^(-1)时,铁路部门获得最大收益所对应的运价为0.285元·吨公里^(-1),此时相较于纯公路运输的情景,碳减排率提升40.62%;政府给予铁路部门的补贴额由0元·吨公里^(-1)提高至0.10元·吨公里^(-1),铁路部门最大收益值提升51.65%,最大值对应的运价由0.285元·吨公里^(-1)降至0.225元·吨公里^(-1),碳减排率由40.62%提升至49.11%;碳税从0.0004元·gCO_(2)^(-1)提升至0.0012元·g CO_(2)^(-1),碳减排率增长0.26%,铁路部门的收益增加9.06%。合理的运价、政府补贴、碳税方案可有效提升重载铁路回程运输的收益及碳减排率。

考虑碳税影响的重载铁路回程运输定价策略

铁路与公路有不同的碳排放水平。考虑重载铁路和公路运输的差异性,将碳税引入回程运输价格中,建立了基于Hotelling模型的重载铁路回程运输定价模型。以我国某货运通道为案例,验证模型的有效性和可行性。研究表明:在重载回程运输市场中,若碳税税率为500元/tCO_(2),重载铁路回程铁矿石均衡运价为0.147元/t·km。当碳税税率由500元/tCO_(2)增加至950元/tCO_(2)时,铁路分担率提高2.02%,运价率增长0.005元/t·km。铁路碳排放因子降低60%,铁路运价率增加0.0012元/t·km,分担率提高0.43%。运输距离增至700km,铁路分担率高于50%,运价率下降至0.144元/t·km并逐渐趋于稳定。这表明,碳税引入对更好地利用重载铁路回程运能具有重要作用,且运距越长,重载铁路回程运输的优势与竞争力越明显。