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1、TSYM列车卧铺收入管理系统卧铺虚糜问题如何解决？数学模型：价格管理最优存量控制最优减少铺位闲置卧铺收益最大西南交通大学TSYM课题组 2005年4月1日 目 录一、应用背景1二、需求的迫切性1三、解决方法2四、列车卧铺收入管理（Train Sleeper Berth Yield Management, 简称TSYM）系统2五、TSYM系统的原理31 价格控制32 存量控制3六、计算机模拟情况4七、目标市场5八、同类产品的竞争对手5九、核心优势51 技术优势52 背景优势53 主管部门认可优势64 合作优势6十、营销策略71 高级别的科研成果鉴定72 从上而下的营销策略7十一、实施步骤及项目实
2、施人员7十二、已有的工作基础7十三、风险因素81 技术风险82 合作风险83 竞争风险84 价格风险8 结语9一、应用背景客运淡季，列车卧铺车厢的闲置率较高，卧铺资产流逝惊人。笔者在2003年12月2日乘坐达成铁路有限公司的1216次（成都上海）空调列车从成都到杭州出差，当时预留给成都站的卧铺票已经售完，只好买了两张成都至金堂、金堂至杭州东的联程车票，可见当时该车的卧铺车票较为紧张。在车上，笔者通过列车员对所在第12号卧铺车厢铺位的使用状况作了记录，如表1。表1 站次经停站到站时间离站时间公里数铺位数量旅客数量使用率闲置资源（位公里）1成都11:400公里6080.1321842金堂12:16
3、12:1942公里60130.2260633遂宁13:5613:59171公里60250.4223454南充14:5315:05238公里60310.5211895蓬安15:3715:40279公里60310.524936营山15:5816:01296公里60310.5229297达县17:3317:45397公里60380.63105635金华西5:335:502213公里60450.7578036义乌6:356:412265公里60430.7291837诸暨7:197:232319公里60420.70151238杭州8:308:402403公里60110.18318539海宁9:329:3
4、62468公里60/由上表可知，成都至海宁区段，该次列车12号卧铺能够提供的位置周转量为位置数量行使里程246860148080位公里该车厢闲置卧铺资源可表示为上表中闲置资源列中各个区段闲置位置周转量之和，其值为40873位公里。故闲置资源占总体资源的百分比为4087314808027.6，这些资产都在列车前行的过程中逐渐消逝。笔者的乘车时间还是在列车卧铺较为紧俏时期，如果处在客运淡季，列车卧铺的资源浪费更为严重。全国硬卧车辆11920辆（2003年数据），以每辆车60（部分型号车辆为66）个铺位计算。除去春节和其他假期，存在铺位虚糜时间为300天/年。铺位闲置保守估算为20，那么每年卧铺闲置
5、造成的损失应该数以十亿计算。二、需求的迫切性铁道部的领导一直希望解决卧铺虚糜问题。为此，铁道部曾经发了三次文件，分别是：年月日出台“关于充分利用空闲卧铺的通知”；年月日，铁道部再发“关于空闲卧铺实行优惠价的通知”；年月日，铁道部第三次发出“关于空闲卧铺优惠发售办法的通知”。曾经有铁路局对卧铺试行折扣销售，但是由于诸多原因，实际效果不佳。从上面的三次文件可以看出，铁道部已经承认了卧铺价格的机动性，列车卧铺走向市场是必然结果。因此，专门用于卧铺资产管理，并使卧铺收益最大化的管理系统是各铁路局的必要手段与选择。三、解决方法2000年11月由铁道部组团、铁道部财务司副司长王子立任团长，有国家计委价格司
6、、国家经贸委经济运行局、财政部经济建设司等部门派员参加的铁路运价考察团，于2000年11月对美国铁路进行了考察，考察团访问了美国唯一的铁路客运公司Amtrak公司。回国后，考察团写了总结报告，现摘录和铁路客运票价相关材料： Amtrak实行非常灵活的票价，他们没有一个统一的票价率。对不同的线路、不同的列车实行单元定价；长途列车分座席、公务席、卧铺3种席别，分别对应一个全额票价和3档折扣票价；Amtrak每周发出1800列客车运行于全美的515个车站之间，其运价部门目前共有374000个单位运价。对此，Amtrak使用“收入管理(Yield Management)”方法来确定执行的票价。具体做法
7、是利用一个类似于航空订栗系统的计算机预订系统，对每趟列车长达230天的客栗预订期分阶段进行预订和剩余能力分析和预测，分段间隔不是均匀分布的。而是越接近发车日，间隔越短，随时根据客流情况来确定实行哪一档票价。越接近发车日、票价越高。预订系统随时分析市场需求，当需求弱时、采用较低的票价；当需求旺盛时，采用较高的票价。考虑到预订者有可能最后取消行程的情况，根据统计数据、该预订系统还没定了不断变化的超额预订率、这些做法使Amtrak有可能从市场需求中获取最大的收入。当然，也定有预订落空的补偿措施。应该说，Amtrak公司采用的灵活的定价机制取得了较好的效果，运输收入逐年提高。从王子立司长的考察报告可以
8、看出，铁道部已经意识到实施收入管理理论能够提高铁路客运收益。国外经验表明，对航班舱位、酒店客房、高科技产品、铁路运输产品等易腐资产应该实行收入管理模式，能戏剧性地提高收益。p上世纪后期，美国航空公司之间出现“价格血战”， 在这段时间里各航空公司为了生存而拼命地节省开支，出现了大量的兼并。为了摆脱困境，美洲航空公司(AmericanAirlines)首先开发使用了第一个收入管理系统。通过使用该系统，美洲航空公司对当时紊乱的航空客运市场有了清晰的认识，并能制订出合理的应对策略。美洲航空公司不仅很快赢回了其原有的市场占有率，而且还扭亏为赢。如据SABRB技术解答公司1997年统计，当年美洲航空公司仅
9、由于使用收入管理系统所增加的额外收益就达十亿美元。我国一些航空公司也开始引入收益管理的理念和软件系统, 并已开始付诸实践。p美国铁路运营商Amtrak公司，已经借鉴收入管理这一先进成果，改进订票管理系统，改善了公司的财务状况。该事例来自铁道部组团的铁路运价考察团美国铁路运价考察一文。p许多国际饭店也开始使用收益管理系统，结果都相当成功地提高了客房出租率和饭店的经济收益。如玛丽奥特酒店集团采用收入管理系统，每年增加收入1亿美元，其董事长兼首席执行官比尔玛丽奥特曾说：“收入管理不仅为我们增加了数千万美元的收益，同时也教育了我们如何更有效地管理。”四、列车卧铺收入管理（Train Sleeper B
10、erth Yield Management, 简称TSYM）系统西南交通大学管理科学与工程系张秀敏博士生、浙江大学的文耀锋博士生等人于2000年组成TSYM课题组，对适合于我国铁路的收入管理理论进行深入研究。四年来，课题组建立了需求预测、存量管理、价格优化、决策、计算机模拟等多个子模型。在此基础上，终于完成了列车卧铺收入管理（TSYM）系统的开发工作。TSYM系统的目的是挖掘铁路潜力，使原来流失的铁路卧铺资产变现。在不提高票价、不增加任何运营成本的基础上，增加卧铺使用率，并使卧铺收益最大化。解决途径是：充分考虑我国铁路客运的实际情况，建立列车卧铺收益最优的数学模型，形成各个时刻最优动态票价，动
11、态限制各区段的订座数量，从而控制列车的卧铺补票过程。目前，课题组已经完成该系统的开发，希望科研成果进一步转化为生产力，为我国铁路管理的科学化做更大贡献。TSYM列车卧铺收入管理系统结构图 五、TSYM系统的原理所谓收益管理（Yield Management），是指以市场为导向，通过市场细分，对各子市场的消费者行为进行分析、预测，确定最优价格和最佳存量分配模型，实现收益最大化。其核心是在恰当的时候，将合适的产品以适当的价格销售给匹配的顾客。收益管理涵盖价格策略、存量控制、预测与超订策略，在航空运输领域应用最为成功和广泛。列车沿线经过若干站点，形成多旅行区段，类同航空枢纽运输，属于网络运输问题。收
12、入管理网络运输相关的方法，也适用于列车旅客运输。假定某车次经过15个站点，那么该车就涵盖了1413+2+1=105个O-D区段范围的旅客，如果每个区段分三档价格，那么就有315个ODF（Origin-Destination Fare，表示某起始点区段上一票价等级）。每个ODF卧铺需求强度、价格、运行时间点（白天还是晚上）、时间长短各不相同，人脑是无法解决这样复杂的问题的，这也是某些铁路局试行浮动价格失败的根本原因。TSYM系统就是一个非常智能化的系统，能分析复杂繁琐的数据，得到最优的控制手段，解决人脑无法决策的问题。系统采取的控制手段有两个：1 价格控制TSYM系统通过价格、各个ODF的需求、
13、以及存量数据，输入建立的收入管理数学模型，得到各个区段的投标价格（成本），当以高于该成本的价格出售剩余铺位，那么卧铺就被合理利用，在这个过程中，提高了卧铺使用率，增加了收益。以T8列车为例：郑州西安江油绵阳成都 成都西安的成本价格就是(成都，绵阳)、（绵阳，江油）、（江油，）、（，西安）等区段的成本之和。当价格大于或等于这个成本时，该价格有效。2 存量控制收入管理中的位置存量控制就是在售票时间内根据需求对有限的位置存量进行分配。为了决定是否应该接受一个订票需求，需要估计减少一个位置的机会成本，并和接受该需求所得到的收益相比较。存量控制问题的解决方法就是和位置机会成本息息相关，具体表现就是由此形
14、成订票控制政策以期收益最大化。当位置以低等级票价出售的确定收益高于以高等级价格出售的期望收益时，低等级票价应该开放。高等级票价的位置保护水平的概念可以看着是对低等级票价分配位置的最大数量限制，对低等级票价需求的限制也就是为了以高等级价格出售。六、计算机模拟情况以下图线路为例，假定各区段需求服从泊松分布，列车从A站出发后有50个闲置席位，补买全价票的行为都集中在刚出发后的时间0,T1内。顾客需求与价格如表2和表3。 A B C 分别采用以下两种方法：固定价格。按照目前车票补票固定价格的做法，即只有第一档价格有效，且对乘客补票需求采取先到先服务原则，不对区段座位分配进行任何优化。隐藏价格EMSR法
15、（本系统采用的方法），限制各运行区段订票数量。在时刻0、T/3、2T/3更新价格策略。由计算机产生随机数模拟订票过程，两种方法各重复运行500次订票过程，再对网络收入做500次平均，比较两种方法的收益值。 （1）需求旺季。表2第一档价格卧铺需求期望值：DAB20+2444，DBC24+2448。列车容量接近饱和，表明属于运输旺季，计算结果如图1。表2 运输旺季三种价格卧铺位情况一览表 区段价格级别ABACBC价格（元）需求（张）价格（元）需求（张）价格（元）需求（张）第一档6022100247024第二档301050153012 表3 运输淡季三种价格卧铺位情况一览表 区段价格级别ABACBC
16、价格（元）需求（张）价格（元）需求（张）价格（元）需求（张）第一档6015100187016第二档30850143012由图1知，隐藏价格法的总收益比固定价格法提高。（2）需求淡季。如表3，车位淡季需求较少，第一档卧铺需求期望值DAB15+1833，DBC18+1634，计算结果如图2。此时，隐藏价格法的总收益比固定价格法提高。图2 淡季两种定价方法收益值图1 旺季两种定价方法收益值 计算结果表明，目前铁路客运收入管理定价方法中，固定价格法赢利能力比较差。由于隐藏价格EMSR法产生折扣票，并且可对低收益区段订票数量进行限制，效果自然更胜一筹。尤其需求不足时，两种方法收益的差异更加明显。七、目标
17、市场全国铁路配备卧铺的旅客列车超过2000列（2002年全国餐车共2008辆，配有餐车的列车肯定配有卧铺车厢，并且车程较长），目标市场就是国内的14个铁路局。一般来说，7小时以上的车次就可以使用TSYM系统了，适用于本系统的列车超过2000列。每套系统的制造成本在15000左右，预期售价6万元/套（铁路两个月收回成本），毛利在9000万以上。八、同类产品的竞争对手由于该产品系国内首创，不会和现有的公司产生直接竞争。且国内鲜有相关的技术资料，铁路系统内还缺乏研究铁路收入管理理论的研究者，该系统具有较高的技术壁垒，相当长的时间内不会有同类产品出现。另外，TSYM系统需要借助现有的移动补票系统，完成
18、出票功能，数据由此进入结算中心。移动补票系统市场70%份额由铁科院电子所占有，其他30%的份额由其他三家公司分享，铁科院电子所的份额有逐渐扩大之势。所以我们只要和铁科院电子所联合起来（该步骤是可行的），基本上就没有竞争对手。九、核心优势1 技术优势前面已经讲到，该系统具有较深的理论深度，国内鲜有相关技术资料，项目组的资料来源于国外管理类的顶级期刊上的相关文章，具有较高的技术壁垒。两年内不会出现同类产品。2 背景优势西南交通大学原为铁道部重点高校，铁路方面的课题一直是我们的重点研究方向，学校多数专业的设置都和铁路相关，有着浓厚的铁路气息，在铁路系统有着广泛的人脉关系，在铁路上有着良好的声誉，有助
19、于系统的推广。3 主管部门认可优势目前全国铁路共1万多辆客运卧铺车辆，卧铺在客运淡季闲置严重，半截车厢闲置是司空见惯的事情，挖掘卧铺资源潜力巨大。若每辆车每天增售6个位置（上座率提高10），增加收益计为406240元/车（铺位单价折扣到40元/天），在不增加任何运营成本的基础上，铁路全年可增加卧铺收益7.2亿人民币，乘客也能从票价的折扣中获益。项目组成员于2004年12月31日向铁道部运输局客运处领导汇报工作，已经得到他们的认同，同时表示了两个意思：（1）只要通过铁道部鉴定，运输局支持采用；（2）可以促成和电子所合作。4 合作优势系统需要借助于铁科院电子所的移动补票设备，完成打票功能，并进入结
20、算中心。由于电子所的列车移动补票系统终端上留有接口，可以直接实现两个系统的对接，这给双方的合作带来极大的方便。列车卧铺收入管理（TSYM）系统和铁科院电子所列车移动补票系统的对接图如下：电子所仅仅修改其中的软件部分，使其能接受TSYM系统的数据，估计23个人10日便可完成全部对接工作。对接后的补票系统，技术含量更高，能大幅提高卧铺的收益，功能非常强大，铁科院可借此深入竞争者的移动补票系统市场，继续扩大市场份额。十、营销策略1 高级别的科研成果鉴定系统试运行后，由铁道部邀请铁路局的分管副局长（或总工）做评委，对系统的效果进行科学的评价，为后来的营销工作打基础。2 从上而下的营销策略TSYM系统解
21、决了铁道部所关心的问题，系统本身对铁道部有很大的吸引力，铁道部是直接受益人。如果试运行效果好，铁道部运输局可以直接要求下面各路局采购。十一、实施步骤及项目实施人员融资（成立公司）与电子所签协议系统对接试运行鉴定销售试运行初步选定在达成铁路上实施，已有意向。现主要工作是协调铁科院电子所，让其提供接口。鉴定的单位为铁道部科技司，销售对象主攻铁道部运输局下辖的各个铁路局。由于本系统确实为铁路解决多年的卧铺虚糜的难题，铁道部运输局客运处的相关人员表示，只要真的对铁路有用，他们就采用。张秀敏，西南交通大学经济管理学院博士生，项目的发起人，相关理论的研究者，掌握项目的数学模型、软件等核心材料，该系统的相关
22、数学模型来自其博士论文。文耀锋，浙江大学博士生，项目发起人，系统的硬件开发。 十二、已有的工作基础该项目的最初来源于西南交通大学校基金科研项目，项目组成员以此为题发表了10篇左右的文章，其中发表在铁道学报、系统工程、系统工程理论与实践等国内相关领域内顶级期刊的文章有3篇、其他均为国内的核心刊物，如西南交通大学学报等。系统是跨学科的，需要较深的理论基础，以及相关数学知识，有较高的技术门槛。目前，TSYM系统的研制开发工作已经完成，并以此申报了2005年度铁道部科技开发项目。2004年12月31日，项目组成员到铁道部运输局汇报工作，该系统得到了他们的认同，并表示：如果系统经过了科技司的鉴定，运输局
23、就用。现在的工作步骤是和贵所合作开发，做一套美观、完整的系统出来，并在铁路上试运行。然后通过铁道部鉴定之后，就可以在各个铁路局使用了。十三、风险因素1 技术风险旅客的心理状况存在不确定因素。一般来讲，需求对价格十分敏感，铁路旅客和航空运输旅客的消费心理基本一致。如同收入管理理论在航空、酒店行业的成功应用一样，系统能够通过价格杠杆影响需求，提高收益。2 合作风险电子所的领导坚决不合作。目前看来该风险可以忽略，原因如下：（1）铁道部运输局的领导会促成这件事；（2）合作会给电子所带来额外的收益；（3）电子所承认TSYM系统的先进性；（4）合作能够增强电子所移动补票系统的市场竞争力。只要能够给电子所带
24、来收益，做为一个市场参与者不会拒绝。3 竞争风险因为我们推出的系统属于国内首创，所以目前还没有直接竞争者。和电子所的合作，也就销除了最大的潜在竞争者。目前市场上拥有移动补票系统商家还有三家，他们单独拥有的市场份额较少，对该方向继续投入的可能性不大。由于该系统的技术门槛，我们相信在两年的时间内，竞争者很难拿出效果达到TSYM系统水平的产品。由于本系统的目标市场较单一，市场容量有限（仅2000多套），在正确的市场策略下，可迅速占据整个市场，潜在竞争者会望而却步。4 价格风险本系统每年能为每列车带来30万以上（40元30位300天36万）的收益，用12个月增加的收益来来购买本套系统，应该是可行的。如果操作得好，价格还有上升的空间。如果价格不能按照预期6万元出售，那么项目参与者的收益会降低。系统单价、项目毛利情况如表4： 表4每套出售价格整个项目毛利3万3000万35万4000万4万5000万5万7000万6万9000万8万13亿 结语铁路信息化、管理科学化一直是铁路改革发展的目标，铁路客运信息共享及决策支持系统也是近年铁道部关心的问题。本系统紧紧贯彻铁道部的这一精神，以列车卧铺为研究对象，把最先进的收入管理理论和信息技术相结合，确保卧铺资产不再流失，为铁路全面实施科学的收入管理模式具有积极意义。
