رویکرد نظریه بازی برای مدل‌سازی رقابت در بازار حمل و نقل جاده‌ای و ریلی کالا

در پژوهش حاضر، مسئله رقابت در بازار حمل و نقل کالا بین طریقه های حمل جاده ای (کامیون) و ترکیبی (کامیون- قطار-کامیون) با استفاده از رویکرد نظریه بازی ها مورد بررسی قرار گرفته است. بسته به شرایط زیرساخت ریلی و قابلیت اطمینان زمانبندی قطارها، دو سناریو (وجود سیستم های ریلی منعطف و غیرمنعطف) طراحی و مورد بررسی قرار گرفته اند. ساختار بازی در سناریوی اول، مبتنی بر تعادل نش است؛ در حالی که سناریوی دوم دارای ساختار بازی استکلبرگ (رهبر-پیرو) می باشد. قیمت های حمل و نقل طریقه های حمل جاده ای و ترکیبی و زمان سفر طریقه حمل ترکیبی به عنوان متغیرهای تصمیم مسئله در نظر گرفته شده اند. برای هریک از سناریوها، بازار رقابت حمل و نقل کالا مدل سازی شده و تاثیر سیاست های مختلف فنی و اقتصادی بر این بازار مورد تحلیل قرار گرفته است. بررسی سیاست افزایش قیمت سوخت نشان می دهد با اعمال این سیاست، زمان سفر طریقه حمل ترکیبی و تقاضا و سود طریقه حمل جاده ای کاهش می یابد. سیاست کاهش هزینه های تخلیه و بارگیری کالا در ایستگاه های ریلی در طریقه حمل ترکیبی سبب کاهش قیمت تعادلی هر دو طریقه ی حمل جاده ای و ترکیبی و کاهش تقاضا و سود طریقه حمل جاده ای می شود. سیاست کاهش ضریب هزینه ی سرمایه گذاری جهت بهبود زمان سفر طریقه حمل ترکیبی، افزایش تقاضای طریقه حمل ترکیبی و کاهش تقاضا و سود طریقه حمل جاده ای را در پی خواهد داشت. سیاست استفاده از کامیون های مدرن با مصرف سوخت پایین در حمل و نقل جاده ای، سبب کاهش قیمت تعادلی هر دو طریقه حمل جاده ای و ترکیبی، کاهش تقاضا و سود طریقه حمل ترکیبی و افزایش زمان سفر تعادلی طریقه حمل ترکیبی می شود. نتایج پژوهش حاضر می تواند به عنوان ابزاری جهت سیاست گذاری بازار رقابتی حمل و نقل کالا، مورد استفاده مدیران و سیاست گذاران حمل و نقل و نیز شرکت های فراهم آورنده خدمات حمل و نقل جاده ای و ریلی کالا قرار گیرد.

A GameTheoretic Approach for Modeling the Competition in Freight Railway and Roadway Transportation Market

In this study, the problem of competition in freight transportation market is considered by applying a gametheoretic approach. The roadway and the multimodal transportation systems, as two main logistic agents competing in the market, are investigated, where the latter consists of both roadway and railway transportation modes. Moreover, two different scenarios represented by flexible and inflexible railway organizations are regarded. The game structure of the first scenario is based on Nash equilibrium; while the second one has the Stackelberg (leaderfollower) equilibrium structure. The transportation prices for both roadway and multimodal systems and the travel time of multimodal system are as the decision variables of the problem. For each of the two scenarios, the freight transportation market is modeled and based on that, the impacts of different technical and economic policies on the competitive market are analyzed. By applying the policy of increasing the fuel cost, the travel time of multimodal system, and both demand and profit of roadway system are decreased. The policy of reducing loading/unloading costs in multimodal system causes reduction in equilibrium transportation price of both systems, as well as reduction in demand and profit of roadway system. The policy of decreasing investment cost coefficient to improve the travel time of multimodal system leads to reduction in demand and profit of roadway system. The policy of employing the modern trucks with low fuel consumption rate results in reduction of transportation price for both systems, and increase of travel time of multimodal system. The obtained results of this study can be used for transportation policy regulators and managers, who provide the railway and roadway freight transportation services.