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附錄A 外文翻譯
在寒冷下雪地區(qū)的道路除雪成本管理方法的發(fā)展
摘 要
在日本,政府減少除雪的支出是一個(gè)緊迫的需要。而減少除雪支出需要國(guó)家政府從不同角度分析:1)成本結(jié)構(gòu)的分析,2)地區(qū)之間開發(fā)方法的成本比較,3)開成本降低標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。我們研究的方法客觀地確定除雪的成本效益是通過(guò)跨區(qū)域比較,這樣做相對(duì)比較困難。為此,我們開發(fā)了一個(gè)模型:使用一個(gè)線性回歸的“除雪的單位成本”(UCSR),這是基于除雪成本和累積降雪之間的關(guān)系。本研究建立模型并討論了如何使用實(shí)際適用性除雪記錄。我們還檢查其適用性。
關(guān) 鍵 詞: 除雪;減少支出;預(yù)算;UCSR;降低成本的標(biāo)準(zhǔn)
B.1 介紹
在日本的許多下雪大城市的地區(qū)里,除雪扮演重要的角色,確保在冬季道路交通圖B1在日本和海外主要城市的降雪量
的順利(圖B1)。道路除雪的研究已經(jīng)深入各個(gè)方面。作為關(guān)于日本道路除雪的經(jīng)濟(jì)效益的第一個(gè)研究,Igarashi等人評(píng)估了它的效益。他們進(jìn)一步建議部署的方法是除雪總成本最小化。酒井法子等人通過(guò)劃分由除雪所減少的經(jīng)濟(jì)損失
來(lái)評(píng)估其效益。
最近通過(guò)關(guān)注受益者對(duì)除雪的服務(wù)水平的意識(shí)的研究,來(lái)尋求降低成本的解決方案。從這個(gè)角度看,問(wèn)題包括:對(duì)除雪的需求,居民的支付意愿和居民對(duì)除雪的滿意度水平的討論。
大多數(shù)的這些研究解決經(jīng)濟(jì)利益的方法是使用問(wèn)卷調(diào)查、公共參與或客戶滿意度調(diào)查。很少有人深入研究解決日本政府除雪方法的成本結(jié)構(gòu)。
對(duì)于降低成本的基礎(chǔ)設(shè)施管理,包括美國(guó)和其他國(guó)家提出的衡量績(jī)效服務(wù),水平使用預(yù)算和資源分配。Lindsey和R.K.等人專注于工作條件的研究,包括地理和氣候,實(shí)現(xiàn)高效資源分配來(lái)除雪。除了除雪本身以外,也需要努力創(chuàng)建合理的管理系統(tǒng)來(lái)降低除雪成本。在國(guó)家層面上需要以下幾個(gè)方面:1)分析除雪架構(gòu)的成本,2)開發(fā)一種在地區(qū)間比較除雪成本的方法,3)降低成本的標(biāo)準(zhǔn)。隨著發(fā)展的程度和對(duì)雪的控制要求的增加,包括道路使用者的除雪習(xí)慣,地區(qū)間的比較除雪成本被認(rèn)為是非常復(fù)雜的,因?yàn)槌杀倦S降雪、氣溫、雪紋理和其他自然現(xiàn)象的發(fā)展而變化。本文通過(guò)找到除雪成本和累計(jì)降雪之間的關(guān)系來(lái)客觀評(píng)價(jià)除雪方法和估計(jì)除雪成本,這兩個(gè)相對(duì)容易獲得,跨區(qū)域除雪成本的比較是有可能的。
2005 -2006年的冬天日本下了一次43年間罕見的大雪。日本氣象廳稱它為“2006年強(qiáng)降雪”??h、市除雪預(yù)算都遠(yuǎn)遠(yuǎn)透支,土地、基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸對(duì)地方政府請(qǐng)求提高除雪補(bǔ)貼。當(dāng)時(shí),除雪成本使用的數(shù)據(jù)如降雪和道路長(zhǎng)度被指定為除雪客觀估計(jì)。然而,這種估算方法還沒(méi)有建立。自2005年財(cái)政年度預(yù)算以來(lái),MLIT采用了該方法,除雪的(UCSR)線模型的單位成本在這個(gè)研究中進(jìn)行了介紹 (以下簡(jiǎn)稱:UCSR-line模型),用以研究對(duì)公共除雪分配。
B.2 日本除雪的預(yù)算系統(tǒng)
日本的道路總長(zhǎng)度1200萬(wàn)公里(744英里),市政道路占約84%。國(guó)家道路的長(zhǎng)度在國(guó)家政府的直接控制之下僅占總數(shù)的1.9%。道路在寒冷、下雪的地區(qū)約占日本60%的土地面積。國(guó)家政府對(duì)國(guó)家高速公路除雪進(jìn)行完全財(cái)政支出。包括高速公路,部分補(bǔ)貼的國(guó)家高速公路除雪控制縣和縣級(jí)公路地區(qū)等,指定特別法律措施確保大雪和寒冷
圖B2 日本的道路和道路預(yù)算
地區(qū)道路交通(SCA)(圖B2)。全國(guó)國(guó)民政府包括:管理國(guó)家高速公路的除雪成本,管理國(guó)家政府補(bǔ)貼的除雪成本,指定SCA為控制國(guó)家高速公路和全州公路地區(qū)大雪和寒冷的法律。法律規(guī)定,國(guó)家政府為三分之二的縣進(jìn)行除雪成本補(bǔ)貼,蓋率排第三。
目前,國(guó)家政府在寒冷有雪的道路區(qū)域的補(bǔ)貼相當(dāng)于約700億日?qǐng)A。國(guó)家對(duì)于這個(gè)補(bǔ)貼是從包括國(guó)家天然氣稅,汽車噸位稅和汽車收購(gòu)的稅收收入中支出,僅限于道路關(guān)聯(lián)系統(tǒng)項(xiàng)目,金額約5.6萬(wàn)億日?qǐng)A。每個(gè)縣的除雪成本從全州一般賬戶和全州特別帳戶中支出。全州專門賬戶的收入來(lái)源包括輕油批發(fā)稅收的支出等。
B.3 累積降雪和除雪成本之間的關(guān)系導(dǎo)出的UCSR-LINE模型
這里介紹UCSR-line模型是怎么被開發(fā)出來(lái)的。
一般來(lái)說(shuō),道路除雪成本(以下簡(jiǎn)稱:除雪成本)包括:1)道路除雪成本,2)人行道除雪,3)防凍劑應(yīng)用程序,4)雪的運(yùn)輸和其他方面。不同的變量可以被認(rèn)為是對(duì)這些成本的解釋。這些變量包括道路長(zhǎng)度、道路寬度、降雪路面條件、除雪頻率。然而,獲得所有這些數(shù)據(jù)很困難,因此,明確所有變量和除雪成本之間的關(guān)系是不切實(shí)際的。
因此,我們?cè)噲D利用一些相對(duì)容易獲得的數(shù)據(jù),比如累積降雪和指定長(zhǎng)度的道路除雪數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算除雪成本。兩種類型的數(shù)據(jù)表示降雪的數(shù)量:每一天降雪和年度降雪,除雪部署啟動(dòng)應(yīng)對(duì)每一天的降雪。當(dāng)我們檢查除雪成本,適當(dāng)使用累積的降雪。除雪成本的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的,如上所示。成本變化與降雪累積,如下列方程所示:
p = f(x)(1)
其中:p是除雪成本,x是累積的降雪。
這個(gè)函數(shù)的圖形為向上傾斜的線,因?yàn)槌┏杀倦S著累積降雪的增加而增加。然而,除雪總成本包括獨(dú)立的降雪成本,防凍的成本,代理應(yīng)用程序和固定運(yùn)營(yíng)成本。方程表示變化關(guān)系不會(huì)隨著累計(jì)降雪的變化而變化。
如果我們假設(shè)一個(gè)線性回歸模型來(lái)描述除雪成本和累計(jì)降雪之間的關(guān)系:
除雪成本可以表達(dá)的方程2。
p = f(x)= ax + b(2)
圖B3累積降雪的除雪成本和運(yùn)輸成本
其中,p為除雪成本,x是累積的降雪,a是一個(gè)表達(dá)了每厘米積雪量的除雪成本的系數(shù)和b是一個(gè)成本并不取決于區(qū)域的累積降雪的系數(shù)。上面的方程表達(dá)的除雪成本隨著累積降雪的增加,運(yùn)輸量和成本也增加增加(圖B3(2))。
雖然直線表示除雪成本和累積降雪之間的關(guān)系并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的線條,但除雪成本在逐步變化。然而,當(dāng)運(yùn)輸成本并不占主導(dǎo)地位,除雪總成本被認(rèn)為是一個(gè)線性的近似描述。除雪成本和累計(jì)降雪之間的關(guān)系(圖B3(3))。
接下來(lái),我們檢查UCSR和累積降雪量之間的關(guān)系。累積降雪UCSR除以年度除雪成本,方程表示如下:
y = p / L / x(3)
指定路線的除雪成本由國(guó)家和地方政府在SCA的法律上確定。路的長(zhǎng)度可視為一個(gè)常數(shù),因?yàn)樗](méi)有改變累積降雪(x)的變化。
從方程(2)和(3),我們得到:
y = f(x)/ L / x= (ax + b)/ L / x =(a + b / x)/ L (4)
= b/L*x+a/L (4i)
此處,b/L =α,a/L=γ
方程(4)可以改寫為:
α/x+γ (4ii)
一般來(lái)說(shuō),一個(gè)冪函數(shù)表示為
y =αxβ+γ (5)
當(dāng)β等于-1時(shí),方程(4)可以重寫為方程(5),UCSR可以表示為冪函數(shù)的累積降雪。在方程(5)中,γ并不依賴?yán)鄯e降雪(x),而當(dāng)β為負(fù)時(shí),UCSR (y)隨著x的增加逐漸接近γ。
工作時(shí)間和成本要求去除5厘米的降雪和去除6厘米的降雪的差別不是很大。去除10厘米的降雪所需要時(shí)間不超過(guò)去除5厘米的降雪時(shí)間的兩倍。從這個(gè)例子中,可以認(rèn)為UCSR隨著累計(jì)降雪的增加而減少。換句話說(shuō),除雪成本包括不依賴于累積降雪的成本,這意味著UCSR不能低于某個(gè)值,UCSR與累積降雪負(fù)相關(guān)。
根據(jù)這一點(diǎn),UCSR所繪的向下滑動(dòng)的回歸線表示變量之間的負(fù)相關(guān),x軸表示累計(jì)降雪量,y軸表示UCSR。為了近似的描述UCSR,適當(dāng)?shù)氖褂脙绾瘮?shù)來(lái)表示累積降雪。冪函數(shù)形式的方程(5)。
B.4 UCSR和累積降雪之間的關(guān)系
通過(guò)使用先前的除雪數(shù)據(jù)決定UCSR與累積降雪之間的關(guān)系是檢查管理國(guó)家高速公路和全州公路在SCA法律上得出的。通過(guò)使用一個(gè)完成的UCSR模型為每個(gè)縣之前的除雪成本和累計(jì)降雪近似出一種關(guān)系,以確定相關(guān)系數(shù)回歸分析的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)收集和使用。
其中包括:1) 1995-2004年十年財(cái)政年度的年度累計(jì)降雪,2) 1995-2004年年度除雪成本,3)除雪道路的長(zhǎng)度。
年度累計(jì)降雪是日常在一個(gè)縣幾個(gè)測(cè)量網(wǎng)站一次測(cè)量所得的累積平均降雪。道路除雪指定的長(zhǎng)度隨著當(dāng)年度預(yù)算的制定而確定。
B.4.1 縣與縣之間確定系數(shù)的比較
在這里我們介紹如何使區(qū)域除雪成本的比較,以Hokuriku地區(qū)和東北地區(qū)為例。在
圖4中,,CSR與累積降雪相關(guān)聯(lián)。富山,石川縣的道路管轄區(qū)域發(fā)展土地、基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸(MLIT)的確定系數(shù)是0.88(圖B4)。
圖B4 Hokuriku地區(qū)(新瀉,富山,石川)的UCSR線
一個(gè)近似線的關(guān)系得到了五六東北地區(qū)的縣,不包括青森縣,這五個(gè)縣確定系數(shù)很低,為0.096(圖B5(1))。我們假設(shè)UCSR根據(jù)不同氣候和其他地區(qū)的特點(diǎn),我們獲得一個(gè)日本海一側(cè)的東北地區(qū),另一個(gè)在太平洋地區(qū)。在這樣的一個(gè)區(qū)域,相關(guān)性較高,日本海一側(cè)的東北地區(qū)系數(shù)為0.39,太平洋地區(qū)確定系數(shù)為0.57。這次實(shí)驗(yàn)確認(rèn)當(dāng)?shù)貤l件有相似的趨勢(shì)UCSR和累積降雪之間的關(guān)系,可以為這個(gè)實(shí)驗(yàn)多設(shè)定一些組(B5(2))。
圖B5 東北地區(qū)UCSR線
B.4.2 區(qū)域系數(shù)的確定
UCSR與累積降雪的散點(diǎn)圖由管理全國(guó)國(guó)家高速公路七個(gè)區(qū)域的發(fā)展機(jī)構(gòu)列在圖6中的三個(gè)組圖。第一個(gè)是由相對(duì)于其他組更高級(jí)別的關(guān)東地區(qū)發(fā)展局(集團(tuán)一)的道路周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)集圖。第二個(gè)是Chugoku區(qū)域發(fā)展局的道路數(shù)據(jù)點(diǎn),第三是北海道地區(qū)發(fā)展局和其他地區(qū)的機(jī)構(gòu)的道路,不包括關(guān)東和Chugoku區(qū)域發(fā)展機(jī)構(gòu)。圖7B(1)和(2)顯示一行關(guān)聯(lián)UCSR和累積降雪。前者的確定系數(shù)為0.25,而后者較高,為0.77。根據(jù)這一點(diǎn),我們假設(shè)有三個(gè)UCSR線。C組可以通過(guò)使用一個(gè)UCSR線來(lái)解釋。A組的UCSR線很高。
表1表示了由國(guó)家政府和縣政府所管理的國(guó)家高速公路的確定系數(shù)
圖B6 每個(gè)地區(qū)UCSR線
圖B7(1)所有國(guó)家高速公路管理的UCSR線圖 7(2)C組USCR線
人們發(fā)現(xiàn)在中部地區(qū)的縣的國(guó)家高速公的確定系數(shù)是比較低的,巖手縣、群馬縣,岡山的特別低。這里相關(guān)系數(shù)往往高于的日本海一側(cè)的東北地區(qū),這里的累計(jì)降雪量比較大。像在Hokuriku一樣的地區(qū),累積降雪很小。Chugoku等區(qū)域相對(duì)于關(guān)東和東北地區(qū)太平洋海岸的雖然很冷,但是累計(jì)降雪非常小,確定系數(shù)相對(duì)較低(表1)。這些結(jié)果驗(yàn)證了UCSR線模型的應(yīng)用,它假設(shè)了累計(jì)降雪量和除雪成本的關(guān)系,前者較大后者較小。
表1: UCSR與累積降雪:由國(guó)家政府和那些縣的詳細(xì)分析所確定的國(guó)家高速公路系數(shù),對(duì)于理解這些低相關(guān)的原因是十分必要的。一個(gè)可能的原因是,在巖手縣、群馬縣等地區(qū)有較低的溫度和較小的降雪的地區(qū)占總體的比例較低,從而導(dǎo)致高成本的防凍劑的應(yīng)用。在日本岡山縣,降雪很小,相關(guān)系數(shù)較低的一個(gè)可能原因是,固定成本占了很大一部分。
B.5 使用UCSR模型的成本比較
B.5.1 每個(gè)縣除雪效率成本
UCSR線是一個(gè)從除雪記錄獲得的經(jīng)驗(yàn)公式。通過(guò)使用這個(gè)線,可以估計(jì)UCSR對(duì)應(yīng)于一個(gè)特定的累積降雪量。一個(gè)縣通過(guò)比較估計(jì)的除雪成本和實(shí)際的除雪成本,使用UCSR線評(píng)估每一年的除雪成本效率。
B.5.2 從多年來(lái)除雪數(shù)據(jù)中獲得的UCSR模型的適用性
2005 - 2006年冬季,一場(chǎng)極大的雪席卷了包括Hokuriku地區(qū)在內(nèi)的幾乎所有日本地
圖B8 UCSR線的比較,其中一個(gè)從1994 - 2007年數(shù)據(jù)獲得
區(qū)。氣象機(jī)構(gòu)指定的在43年來(lái)首次的“沉重的2006年降雪”。與此同時(shí), Hokuriku地區(qū)2006 - 2007年冬季年降雪很輕。我們將接受Hokuriku區(qū)域驗(yàn)證UCSR模型的適用性,檢查UCSR線在多年不尋常天氣的除雪數(shù)據(jù)是否是有用的。圖8顯示了Hokuriku地區(qū)的兩個(gè)UCSR線:通過(guò)使用從1995年至2004年和從1994年至2007年的除雪數(shù)據(jù),包括極大雪的2005年和較少雪的2006年來(lái)繪制。
如圖B8所示,從1994 - 2007年包括一個(gè)極大雪和一個(gè)少雪年的除雪數(shù)據(jù)獲得的UCSR線的確定系數(shù)相對(duì)較高,為0.78,而另一條線在1995-2004年的除雪數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上繪制,這些除雪數(shù)據(jù)中不包括那些有的極端天氣的冬天。圖9中的散點(diǎn)圖表明所有的縣的除雪成本在2005年較高。造成2005年的較高的除雪成本可能原因是高成本的運(yùn)輸, 以及由于低雪融化造成的長(zhǎng)時(shí)間較低的溫度。
接下來(lái),我們通過(guò)比較除雪UCSR線和實(shí)際成本和估計(jì)成本消耗,檢查新瀉縣不同年份的除雪成本的成本效率。2005年的UCSR線和2390年(表2)幾乎是一樣的。實(shí)際的UCSR估計(jì)的UCSR線如圖9所示,2007年的UCSR比2005年具有更有效的成本評(píng)估,因?yàn)閷?shí)際的差距, 2006年的實(shí)際UCSR的每股收益為2760日元(表2),高于2005年財(cái)政年度的每股收益。然而到2007年,低于UCSR線(圖9)。成本估計(jì)在2006年除雪工作中應(yīng)該是最有效的方式。圖9也表明,富山縣每年除雪量相對(duì)于其他縣最低。
圖B9 Hokuriku地區(qū)不同縣的實(shí)際UCSR線和估計(jì)UCSR線的比較
如上所述,用UCSR線提供的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)估不同地區(qū)的除雪的效率成本。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于評(píng)估適當(dāng)性除雪預(yù)算,以及識(shí)別除雪工作等,最終實(shí)現(xiàn)除雪成本降低是有用的。在新瀉縣, 2006年的除雪工作狀態(tài)應(yīng)該研究尋求最有效的除雪成本,因?yàn)楸M管2006年的縣的實(shí)際UCSR是最高的,但它低于估計(jì)的UCSR線 (圖B9)。
B.8 總結(jié)
B.8.1 本研究的重點(diǎn)
a.提出了一種除雪成本和累計(jì)降雪量之間的關(guān)系的UCSR模型。
b. 比較除雪成本提出了使用UCSR線。
c. 通過(guò)比較除雪成本估計(jì)UCSR-line模型與實(shí)際除雪成本消耗,驗(yàn)證了模型的適用性。
d.是通過(guò)使用從除雪中獲得的包括不尋常的天氣的數(shù)據(jù)來(lái)檢驗(yàn)UCSR線多年的適用性。
e.使用UCSR線成功解決預(yù)算分配問(wèn)題,使得該方法適用于由國(guó)家政府所做的預(yù)算。
B.8.2 項(xiàng)目改善
下面列出了應(yīng)檢查的項(xiàng)目改善的準(zhǔn)確性
a.除雪成本估算,通過(guò)地方和國(guó)家政府之間的比較數(shù)據(jù)進(jìn)一步減少除雪成本。
b.分析UCSR和累積降雪低相關(guān)性的原因,將更好的與附近的縣進(jìn)行對(duì)比。
c.考慮累積降雪和UCSR之間的相關(guān)性,使得除雪小于標(biāo)準(zhǔn)部署。
d.考慮霜凍日數(shù)和冷凍劑應(yīng)用之間的相關(guān)性。
e.派生的除雪預(yù)算分配的修正項(xiàng),考慮到近似公式和每個(gè)數(shù)據(jù)集的分散度,所以需要進(jìn)行改善。
f.檢查UCSR除雪單位勞動(dòng)力成本的影響。
g.檢查使用“近似區(qū)”,考慮數(shù)據(jù)分散?!?
引用
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附錄B 英文原文