數(shù)學(xué)示例小論文:是雙贏還是兩難?

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是雙贏還是兩難?
    ——公交車IC卡、電子月票和現(xiàn)行公交收費(fèi)的比較
    沈陽(yáng)市東北育才學(xué)校初二(少兒班) 石崝
    一.背景與建模目的
    以下消息來(lái)源于沈陽(yáng)市《時(shí)代商報(bào)》:
    據(jù)沈陽(yáng)市客運(yùn)集團(tuán)透露,因?yàn)樯蜿?yáng)公交月票的價(jià)位低,價(jià)格與價(jià)值嚴(yán)重背離,所以造成了“投入”與“收取”的嚴(yán)重失衡。以2002年為例,月票全年發(fā)售了634.7萬(wàn)張,月票的全年總收入為13563萬(wàn)元,這樣,月票的平均人次收入為0.317元,而人次乘車支出是0.713元,就是說(shuō),持月票乘車每人次公交就虧損0.396元,一筆賬算下來(lái),僅月票一項(xiàng),全年虧損額就高達(dá)17221萬(wàn)元。
    另外,“開(kāi)線增車”無(wú)疑也加大了沈陽(yáng)公交經(jīng)營(yíng)虧損額度。兩年來(lái),沈陽(yáng)又新開(kāi)線路30條,增加新車輛1559臺(tái),投資額達(dá)3.4億元,這些錢全部是由公交自行貸款解決的。新開(kāi)的公交線路和增加的車輛雖填補(bǔ)了市內(nèi)公交空白,改善了市民的乘車條件,實(shí)現(xiàn)了較好的社會(huì)效益,但卻加大了公交經(jīng)營(yíng)的負(fù)擔(dān),造成公交虧損2518萬(wàn)元。
    在沈陽(yáng)市,現(xiàn)行公交經(jīng)營(yíng)方式已經(jīng)持續(xù)了幾十年,許多市民已經(jīng)非常習(xí)慣目前的乘車方式。低廉的價(jià)格使乘客得到了很多實(shí)惠,但卻嚴(yán)重阻礙了公交事業(yè)發(fā)展。正如前面所說(shuō),現(xiàn)行制度有很好的社會(huì)效益,但卻沒(méi)有相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。2004年7月份即將實(shí)施公交IC卡、電子月票制度,這在城市中成了一個(gè)熱點(diǎn)話題。為什么使用IC卡和電子月票?IC卡能達(dá)到雙贏的目的嗎?本文將探討IC卡、電子月票等能在多大程度上扭轉(zhuǎn)公交業(yè)虧損的狀況。這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題,因此本文將通過(guò)假設(shè)進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化。
    二.采樣與假設(shè)
    采樣1:2004年5月15日15:20,215車.
    站 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 總
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    幣 8 2 2 8 3 2 3 4 2 1 2 5 0 3 2 0 0 2 1 0 0 0 50
     采樣2:2004年5月26日07:00,274車.
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    票 4 4 3 6 1 1 3 3 0 2 27
    幣 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 3
    采樣3:2004年5月26日15:50,225車.
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    采樣4:2004年5月26日13:10,220車.
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    采樣5:2004年5月26日14:00,環(huán)路車.
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    采樣6:2004年5月26日12:20,210車.
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    采樣7:2004年5月26日11:10,225車.
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    采樣8:2004年5月26日17:00,231車.
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    采樣匯總:可得持月票者/投幣者=9/4.
    采樣號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 總
    上車數(shù) 154 30 113 92 224 35 77 166 891
    月票數(shù) 104 27 64 66 155 29 38 134 617
    投幣數(shù) 50 3 49 26 69 6 39 32 274
    假設(shè)一:采樣具有一般性,能夠代表實(shí)際乘車人群投幣和使用月票人數(shù)的比率;
    假設(shè)二:按采樣,假設(shè)投幣乘車者包括乘車少的人、外來(lái)人口等;
    假設(shè)三:用月票的人可按以下幾種情況劃分(這里忽略了一些情況,忽略原因?qū)⒃谝韵陆V姓f(shuō)明):
    1.換車次數(shù)A:0、1;
    2.每天乘車次數(shù)B:2、4;
    3.每月乘車天數(shù)C:22(即只在工作日乘車)。
    假設(shè)四:?jiǎn)尉€乘車均購(gòu)買單線車票,20元;換乘者均購(gòu)買“滿天飛”車票,50元;
    假設(shè)五:以下數(shù)據(jù)同樣來(lái)源于沈陽(yáng)市《時(shí)代商報(bào)》:
    ……據(jù)權(quán)威人士測(cè)算,……普票將有20%的客量轉(zhuǎn)移……
    此數(shù)據(jù)將作為以下估計(jì)減少收入金額的依據(jù)。
    假設(shè)六:其他如學(xué)生月票、老年人月票、私家車增多、小公汽、公共汽車改道等情況對(duì)現(xiàn)有車輛營(yíng)運(yùn)的次要影響不予考慮。
    三.建模及模型分析
    (一)建模
    一類乘客:1.A=0,B=2,C=22(只乘1路車,每天乘坐2次,月出行22天);
    二類乘客:2.A=0,B=4,C=22(只乘1路車,每天乘坐4次,月出行22天);
    三類乘客:3.A=1,B=2,C=22(乘2路車,每天乘坐2次,月出行22天);
    四類乘客:4.A=1,B=4,C=22(乘2路車,每天乘坐4次,月出行22天)。
    1.在現(xiàn)行月票制度下:
    1)A=0,B=2,C=22;實(shí)際每月花費(fèi)20元,相當(dāng)于投幣44元;
    2)A=0,B=4,C=22;實(shí)際每月花費(fèi)20元,相當(dāng)于投幣88元;
    3)A=1,B=2,C=22;實(shí)際每月花費(fèi)50元,相當(dāng)于投幣88元;
    4)A=1,B=4,C=22;實(shí)際每月花費(fèi)50元,相當(dāng)于投幣176元.
    分析可知:現(xiàn)行月票制度,使乘客既得利益很大,但如背景所說(shuō),對(duì)公交公司及公交業(yè)發(fā)展非常不利。對(duì)于A、C更大的乘客,理論投幣或刷卡金額與實(shí)際每月花費(fèi)差值更大,這對(duì)結(jié)論影響不大,因此本文不特殊考慮。
    2.使用電子月票乘車(需加上每月1元的電子月票折舊費(fèi)):
    1)A=0,B=2,C=22;實(shí)際每月花費(fèi)30+1=31元,相當(dāng)于投幣44元;
    2)A=0,B=4,C=22;實(shí)際每月花費(fèi)30+1=31元,相當(dāng)于投幣88元;
    3)A=1,B=2,C=22;實(shí)際每月花費(fèi)70+1=71元,相當(dāng)于投幣88元;
    4)A=1,B=4,C=22;實(shí)際每月花費(fèi)70+1=71元,相當(dāng)于投幣176元。
    分析可知:電子月票仍將給乘客帶來(lái)很大利益,但因花費(fèi)增加,將流失部分乘客。他們主要是1類和3類乘客,可能選擇步行或騎自行車出行。
    3.購(gòu)買IC卡乘車(需加上每月1元的IC卡折舊費(fèi)):
    1)A=0,B=2,C=22;實(shí)際每月花費(fèi)0.9×44+1=40.6元;
    2)A=0,B=4,C=22;實(shí)際每月花費(fèi)0.9×88+1=80.2元;
    3)A=1,B=2,C=22;實(shí)際每月花費(fèi)0.9×88+1=80.2元;
    4)A=1,B=4,C=22;實(shí)際每月花費(fèi)0.9×176+1=159.4元。
    分析可知:IC卡對(duì)目前使用月票的乘客來(lái)說(shuō)受益小,他們可能會(huì)繼續(xù)使用電子月票。
    (二)模型分析
    根據(jù)沈陽(yáng)市客運(yùn)集團(tuán)發(fā)布的數(shù)據(jù):“2002年,月票全年發(fā)售了634.7萬(wàn)張,月票的全年總收入為13563萬(wàn)元,這樣,月票的平均人次收入為0.317元,而人次乘車支出是0.713元,就是說(shuō),持月票乘車每人次公交就虧損0.396元,一筆賬算下來(lái),僅月票一項(xiàng),全年虧損額就高達(dá)17221萬(wàn)元.”
    設(shè)全年發(fā)售單線月票X萬(wàn)張,“滿天飛” 月票 Y萬(wàn)張,則:20X+50Y=13563且X+Y=634.7
    解得:X=615,Y=20
    則購(gòu)買單線電子月票人次為X1=615萬(wàn)人次,收入為30×615=18450萬(wàn)元;
    購(gòu)買“滿天飛”電子月票人次為Y1=20萬(wàn)人次,收入為70×20=1400萬(wàn)元,月票增收18450+1400-13563=6287萬(wàn)元。
    根據(jù)總虧損額及人次虧損額,可得持月票人次為17221/0.396=43487萬(wàn)。
    根據(jù)采樣,現(xiàn)金/月票=4/9,目前投幣乘車人次為:43487×(4/9)=19328萬(wàn)人次,目前投幣收入為19328萬(wàn)元。
    假定IC卡用戶人數(shù)為現(xiàn)投幣者的50%,則公交公司乘客現(xiàn)金(投幣)收入為:19328萬(wàn)元×(1—20%)=15462.4萬(wàn)元,投幣收入減少19328-15462.4=3865.6萬(wàn)元;
    IC卡收入為:19328萬(wàn)元×50%×0.9=8697.6萬(wàn)元,IC卡和電子月票合計(jì)增收8697.6+6287=14984.6萬(wàn)元。
    合計(jì)增收:14984.6-3865.6=11119萬(wàn)元。
    四.結(jié)論及意義
    由此算法可以得到:公交車IC卡、電子月票制度的確可以在很大程度上扭轉(zhuǎn)現(xiàn)行月票制度造成的公交企業(yè)大幅度虧損的狀況,原因如下:
    1)據(jù)權(quán)威人士測(cè)算,同期增加的支出也不過(guò)4383萬(wàn)元,減少的虧損額近七千萬(wàn)元,這還不算提高公交管理水平減少的虧損額;
    2)在建模過(guò)程中有很多數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行完全統(tǒng)計(jì),比如年客流量,這類數(shù)據(jù)都是按保守算法處理的;
    3)假設(shè)1、假設(shè)5以及第三部分提到的假設(shè)“IC卡用戶數(shù)目為現(xiàn)投幣者的50%”同樣比較保守。實(shí)際上,這三個(gè)假設(shè)每有一點(diǎn)變動(dòng)都有可能在較大程度上影響到合計(jì)增收的情況;
    4)隨著沈陽(yáng)城市的進(jìn)一步開(kāi)放和發(fā)展,市內(nèi)將有越來(lái)越多的流動(dòng)人口,這將大大增加公交車的投幣收入和新開(kāi)線收入(本文同樣未考慮,但實(shí)際影響也不?。⒋龠M(jìn)公交業(yè)的進(jìn)一步改革。
    總之,無(wú)論如何,公交車IC卡、電子月票都能夠使該行業(yè)增收,使公交有能力通過(guò)深化改革和強(qiáng)化管理進(jìn)入市場(chǎng),并降低成本,解決微虧問(wèn)題,從而促進(jìn)公交業(yè)的發(fā)展。雖然IC卡、電子月票會(huì)使大部分乘客支出增多,但公交業(yè)的發(fā)展也會(huì)便利市民出行,為城市發(fā)展注入活力。因此,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō),公交車IC卡、電子月票制度將會(huì)實(shí)現(xiàn)雙贏。