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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緊迫的需要。而減少除雪支出需要國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)開成本降低標準的發(fā)展。我們研究的方法客觀地確定除雪的成本效益是通過跨區(qū)域比較，這樣做相對比較困難。為此，我們開發(fā)了一個模型：使用一個線性回歸的“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;預算；UCSR；降低成本的標準
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)深入各個方面。作為關(guān)于日本道路除雪的經(jīng)濟效益的第一個研究，Igarashi等人評估了它的效益。他們進一步建議部署的方法是除雪總成本最小化。酒井法子等人通過劃分由除雪所減少的經(jīng)濟損失
來評估其效益。
最近通過關(guān)注受益者對除雪的服務(wù)水平的意識的研究，來尋求降低成本的解決方案。從這個角度看，問題包括：對除雪的需求,居民的支付意愿和居民對除雪的滿意度水平的討論。
大多數(shù)的這些研究解決經(jīng)濟利益的方法是使用問卷調(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)。
對于降低成本的基礎(chǔ)設(shè)施管理，包括美國和其他國家提出的衡量績效服務(wù)，水平使用預算和資源分配。Lindsey和R.K.等人專注于工作條件的研究，包括地理和氣候，實現(xiàn)高效資源分配來除雪。除了除雪本身以外，也需要努力創(chuàng)建合理的管理系統(tǒng)來降低除雪成本。在國家層面上需要以下幾個方面：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)降低成本的標準。隨著發(fā)展的程度和對雪的控制要求的增加，包括道路使用者的除雪習慣，地區(qū)間的比較除雪成本被認為是非常復雜的，因為成本隨降雪、氣溫、雪紋理和其他自然現(xiàn)象的發(fā)展而變化。本文通過找到除雪成本和累計降雪之間的關(guān)系來客觀評價除雪方法和估計除雪成本，這兩個相對容易獲得，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年強降雪”?？h、市除雪預算都遠遠透支，土地、基礎(chǔ)設(shè)施和運輸對地方政府請求提高除雪補貼。當時，除雪成本使用的數(shù)據(jù)如降雪和道路長度被指定為除雪客觀估計。然而，這種估算方法還沒有建立。自2005年財政年度預算以來，MLIT采用了該方法，除雪的(UCSR)線模型的單位成本在這個研究中進行了介紹 (以下簡稱:UCSR-line模型)，用以研究對公共除雪分配。
B.2 日本除雪的預算系統(tǒng)
日本的道路總長度1200萬公里(744英里)，市政道路占約84%。國家道路的長度在國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。國家政府對國家高速公路除雪進行完全財政支出。包括高速公路，部分補貼的國家高速公路除雪控制縣和縣級公路地區(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算
地區(qū)道路交通(SCA)(圖B2)。全國國民政府包括：管理國家高速公路的除雪成本，管理國家政府補貼的除雪成本，指定SCA為控制國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，國家政府為三分之二的縣進行除雪成本補貼，蓋率排第三。
目前，國家政府在寒冷有雪的道路區(qū)域的補貼相當于約700億日圓。國家對于這個補貼是從包括國家天然氣稅，汽車噸位稅和汽車收購的稅收收入中支出，僅限于道路關(guān)聯(lián)系統(tǒng)項目，金額約5.6萬億日圓。每個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)系導出的UCSR-LINE模型
這里介紹UCSR-line模型是怎么被開發(fā)出來的。
一般來說，道路除雪成本(以下簡稱: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)雪的運輸和其他方面。不同的變量可以被認為是對這些成本的解釋。這些變量包括道路長度、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)系是不切實際的。
因此，我們試圖利用一些相對容易獲得的數(shù)據(jù)，比如累積降雪和指定長度的道路除雪數(shù)據(jù)來計算除雪成本。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，除雪部署啟動應(yīng)對每一天的降雪。當我們檢查除雪成本，適當使用累積的降雪。除雪成本的結(jié)構(gòu)是復雜的，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。
這個函數(shù)的圖形為向上傾斜的線，因為除雪成本隨著累積降雪的增加而增加。然而，除雪總成本包括獨立的降雪成本，防凍的成本，代理應(yīng)用程序和固定運營成本。方程表示變化關(guān)系不會隨著累計降雪的變化而變化。
如果我們假設(shè)一個線性回歸模型來描述除雪成本和累計降雪之間的關(guān)系：
除雪成本可以表達的方程2。
p = f(x)= ax + b(2)
圖B3累積降雪的除雪成本和運輸成本
其中，p為除雪成本，x是累積的降雪，a是一個表達了每厘米積雪量的除雪成本的系數(shù)和b是一個成本并不取決于區(qū)域的累積降雪的系數(shù)。上面的方程表達的除雪成本隨著累積降雪的增加，運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)系并不是一個簡單的線條，但除雪成本在逐步變化。然而，當運輸成本并不占主導地位，除雪總成本被認為是一個線性的近似描述。除雪成本和累計降雪之間的關(guān)系(圖B3(3))。
接下來，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家和地方政府在SCA的法律上確定。路的長度可視為一個常數(shù),因為它并沒有改變累積降雪(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)
一般來說,一個冪函數(shù)表示為
y =αxβ+γ (5)
當β等于-1時，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并不依賴累積降雪(x)，而當β為負時，UCSR (y)隨著x的增加逐漸接近γ。
工作時間和成本要求去除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間不超過去除5厘米的降雪時間的兩倍。從這個例子中，可以認為UCSR隨著累計降雪的增加而減少。換句話說，除雪成本包括不依賴于累積降雪的成本，這意味著UCSR不能低于某個值，UCSR與累積降雪負相關(guān)。
根據(jù)這一點，UCSR所繪的向下滑動的回歸線表示變量之間的負相關(guān)，x軸表示累計降雪量，y軸表示UCSR。為了近似的描述UCSR，適當?shù)氖褂脙绾瘮?shù)來表示累積降雪。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)系是檢查管理國家高速公路和全州公路在SCA法律上得出的。通過使用一個完成的UCSR模型為每個縣之前的除雪成本和累計降雪近似出一種關(guān)系，以確定相關(guān)系數(shù)回歸分析的細節(jié)數(shù)據(jù)收集和使用。
其中包括：1) 1995-2004年十年財政年度的年度累計降雪，2) 1995-2004年年度除雪成本，3)除雪道路的長度。
年度累計降雪是日常在一個縣幾個測量網(wǎng)站一次測量所得的累積平均降雪。道路除雪指定的長度隨著當年度預算的制定而確定。
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，我們獲得一個日本海一側(cè)的東北地區(qū)，另一個在太平洋地區(qū)。在這樣的一個區(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。這次實驗確認當?shù)貤l件有相似的趨勢UCSR和累積降雪之間的關(guān)系，可以為這個實驗多設(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與累積降雪的散點圖由管理全國國家高速公路七個區(qū)域的發(fā)展機構(gòu)列在圖6中的三個組圖。第一個是由相對于其他組更高級別的關(guān)東地區(qū)發(fā)展局(集團一)的道路周圍的數(shù)據(jù)點集圖。第二個是Chugoku區(qū)域發(fā)展局的道路數(shù)據(jù)點，第三是北海道地區(qū)發(fā)展局和其他地區(qū)的機構(gòu)的道路，不包括關(guān)東和Chugoku區(qū)域發(fā)展機構(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,我們假設(shè)有三個UCSR線。C組可以通過使用一個UCSR線來解釋。A組的UCSR線很高。
表1表示了由國家政府和縣政府所管理的國家高速公路的確定系數(shù)
圖B6 每個地區(qū)UCSR線
圖B7（1）所有國家高速公路管理的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)域相對于關(guān)東和東北地區(qū)太平洋海岸的雖然很冷，但是累計降雪非常小，確定系數(shù)相對較低(表1)。這些結(jié)果驗證了UCSR線模型的應(yīng)用，它假設(shè)了累計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：由國家政府和那些縣的詳細分析所確定的國家高速公路系數(shù)，對于理解這些低相關(guān)的原因是十分必要的。一個可能的原因是，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 每個縣除雪效率成本
UCSR線是一個從除雪記錄獲得的經(jīng)驗公式。通過使用這個線，可以估計UCSR對應(yīng)于一個特定的累積降雪量。一個縣通過比較估計的除雪成本和實際的除雪成本，使用UCSR線評估每一年的除雪成本效率。
B.5.2 從多年來除雪數(shù)據(jù)中獲得的UCSR模型的適用性
2005 - 2006年冬季，一場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,其中一個從1994 - 2007年數(shù)據(jù)獲得
區(qū)。氣象機構(gòu)指定的在43年來首次的“沉重的2006年降雪”。與此同時， Hokuriku地區(qū)2006 - 2007年冬季年降雪很輕。我們將接受Hokuriku區(qū)域驗證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UCSR線：通過使用從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年來繪制。
如圖B8所示，從1994 - 2007年包括一個極大雪和一個少雪年的除雪數(shù)據(jù)獲得的UCSR線的確定系數(shù)相對較高，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輸， 以及由于低雪融化造成的長時間較低的溫度。
接下來，我們通過比較除雪UCSR線和實際成本和估計成本消耗，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。實際的UCSR估計的UCSR線如圖9所示，2007年的UCSR比2005年具有更有效的成本評估，因為實際的差距， 2006年的實際UCSR的每股收益為2760日元(表2)，高于2005年財政年度的每股收益。然而到2007年，低于UCSR線(圖9)。成本估計在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于其他縣最低。
圖B9 Hokuriku地區(qū)不同縣的實際UCSR線和估計UCSR線的比較
如上所述，用UCSR線提供的標準來評估不同地區(qū)的除雪的效率成本。標準對于評估適當性除雪預算，以及識別除雪工作等，最終實現(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，因為盡管2006年的縣的實際UCSR是最高的，但它低于估計的UCSR線 (圖B9)。
B.8 總結(jié)
B.8.1 本研究的重點
a.提出了一種除雪成本和累計降雪量之間的關(guān)系的UCSR模型。
b. 比較除雪成本提出了使用UCSR線。
c. 通過比較除雪成本估計UCSR-line模型與實際除雪成本消耗，驗證了模型的適用性。
d.是通過使用從除雪中獲得的包括不尋常的天氣的數(shù)據(jù)來檢驗UCSR線多年的適用性。
e.使用UCSR線成功解決預算分配問題，使得該方法適用于由國家政府所做的預算。
B.8.2 項目改善
下面列出了應(yīng)檢查的項目改善的準確性
a.除雪成本估算，通過地方和國家政府之間的比較數(shù)據(jù)進一步減少除雪成本。
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行對比。
c.考慮累積降雪和UCSR之間的相關(guān)性，使得除雪小于標準部署。
d.考慮霜凍日數(shù)和冷凍劑應(yīng)用之間的相關(guān)性。
e.派生的除雪預算分配的修正項，考慮到近似公式和每個數(shù)據(jù)集的分散度，所以需要進行改善。
f.檢查UCSR除雪單位勞動力成本的影響。
g.檢查使用“近似區(qū)”，考慮數(shù)據(jù)分散?！?
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