因鐵路系統票價合理、到達目的地的準點性高、搭乘方便等優點，使得台鐵具有較穩定的客源。然而台鐵的車種過於複雜、誤點日趨嚴重、再加上旅客對時間價值的重要性提高，使得台鐵的營運再度遇到瓶頸，未來同屬軌道運輸的高鐵即將在今年10月營運通車，勢必對現在台鐵旅客運輸再遭受嚴重的衝擊。故台鐵將如何研擬競爭策略，實為重要的課題。自從交通部於民國84年開放多條國道客運路線予客運業者經營後，許多新興客運業者紛紛加入競爭行列。然而在相互競爭下，至今只剩少數幾家國道客運公司持續經營。為此，各國道客運業者未來是否有可能朝向整合合作的方式經營，該如何擬定競爭策略，以增加自己的競爭力，實為當前業者所關心的課題。此外，各運輸業者在作決策時，必需考慮其它競爭者，甚至其它競爭運具的決策行為。為此，本研究應用充分訊息下靜態之非合作賽局與合作賽局理論，來建構各競爭運具在高速鐵路加入營運通車後的競爭模式，以求解各競爭運具之均衡票價；另外應用合作賽局理論之定義與求解方式，來建構各國道客運公司在聯營 (pool)合作型態下之報酬函數與票價競爭之均衡求解。研究內容包括：1) 建立各競爭運具、台鐵與過國道客運之報酬函數；2) 求解各競爭運具在高鐵通車後之均衡票價；3) 求解各國道客運公司之間聯營 (pool)合作型態下之均衡票價；4) 使用Mathematica軟體求夏普利值和核仁，以提供國道客運業者於合作賽局情境下分配利潤之依據；5)求解台鐵採艙位列車分等後之均衡票價；6)探討高鐵與台鐵共站的合作轉乘策略；以提供主管機關制定政策之參考。

Currently, Taiwan Railway (TR) has the advantages of shorter travel time and more energy efficient in comparison with other highway transportation modes.  However, these advantages will soon be taken by Taiwan High Speed Rail (THSR).  As one of the major competitors in the transportation market of Taiwan western corridor, TR has to set up new operation strategies in competing with THSR. To enhance the competitiveness of TR, the strategies may include: 1) providing more commuting train services for commuters and transfer passengers at the major THSR stations; and 2) resetting the optimal pricing and scheduling strategies for long-distance train services to cope with the new challenges bought by THSR.
The deregulation of freeway bus services issued by Ministry of Transportation and Communications (MOTC) in 1995 has produced many new competitors in the market. Nowadays there are only a few survivors in the highly competitive market.  Meanwhile, Taiwan High-Speed Railway, a new competitor that offers fast, reliable, and frequent services, is scheduled to operate at the end of 2005, which will cause great impact on the transportation market of Taiwan’s western corridor. As a result, cooperative strategies among freeway buses will affect the market shares and profits of these companies in the near future. 
In this study, we apply non-cooperative game and cooperative game approach to analyze the interaction between the High-speed railway﹑Taiwan Railway and freeway buses and employ cooperative game to resolve the cooperative strategies among freeway bus companies. Through the construction of the payoff functions and the solutions of market equilibrium, we find the optimal pricing strategies for freeway buses under various cooperative scenarios.
 The content of the study includes: 1) modeling the profit functions for modes of transportation﹑Taiwan Railway and freeway bus companies; 2) solving optimal modes of transportation fares under market equilibrium; 3) solving optimal bus in the pool of fares under market equilibrium; 4) applying software MATHEMATICA to solve the Shapley values and Nucleolus, which provide the guidance of profit-sharing in the cooperative game; 5) solving the market equilibrium under various game scenarios; and 6) analyzing the changes of consumer surplus and payoffs before and after the operations of THSR.

目錄	I
圖目錄	V
表目錄	VI

第一章  緒論	1
1.1 研究緣起	1
1.2 研究目的	2
1.3 研究範圍與對象	2
1.4 研究內容	2
1.5 研究步驟	3
1.6 研究流程	4
第二章  現況分析	5
2.1高速鐵路現況分析	5
2.2國道客運現況分析	5
2.3台鐵現況分析	6
2.4 小結	7
第三章  相關理論與文獻回顧	8
3.1 個體選擇模式理論回顧	8
3.1.1 二項與多項羅吉特模式	8
3.1.2 巢式羅吉特模式	10
3.2 賽局理論回顧和應用	11
3.2.1 賽局理論之基本定義	11
3.2.2 非合作賽局	13
3.2.3 合作賽局	14
3.2.4 運輸賽局理論之應用	17
3.3 相關文獻回顧	18
3.3.1 高速鐵路運輸需求預測與營運策略方面	18
3.3.2國道客運的需求預測與營運策略方面	20
3.3.3台鐵的需求預測與營運策略方面	21
第四章  模式構建與求解方法	23
4.1 基本假設	23
4.2 報酬函數	23
4.2.1 起迄點需求模式	24
4.2.2 各國道客運公司載客率模式	25
4.2.3成本模式	26
4.3求解方法與步驟	27
4.3.1 載客量和載客率預測	28
4.3.2市場佔有率模式	29
4.3.3 報酬函數	30
4.3.4 求解方法	30
4.3.5 夏普利值（Shapely Value）之計算	31
4.3.6核仁(Nucleolus)	32
第五章資料蒐集與分析	34
5.1 旅客問卷設計	34
5.1.1 屬性之訂定	34
5.1.2 屬性水準值之訂定	34
5.2 問卷結構	38
5.2.1旅客基本資料	38
5.2.2旅客旅次資料	38
5.2.3情境組合	38
5.3 抽樣方法	38
5.4 調查結果整理	39
第六章 實證分析：台北–台中路線	43
6.1 各競爭運具報酬模式校估	43
6.1.1 各競爭運具市場佔有率模式	43
6.1.2 市場佔有率模式驗證	45
6.1.3 各競爭運具方案獨立性檢定（IIA Test）	46
6.1.4 各競爭運具NL(RP+SP)羅吉特模式之建立	47
6.2 各競爭運具模式求解	56
6.2.1各競爭運具社會福利之探討	57
6.3 各國道客運報酬模式校估	59
6.3.1各國道客運市場佔有率模式	59
6.3.2 各國道客運公方案獨立性檢定（IIA Test）	61
6.3.3 各國道客運公司載客率模式	61
6.4 各國道客運公司聯營模式求解	66
6.4.1各國道客運公司聯營下社會福利分析	68
6.4.2夏普利值(Shapley Value)	72
6.4.3核仁(Nucleolus)	72
6.5 台鐵各車種市場佔有率模式與模式求解	72
6.5.1台鐵各車種市場佔有率模式	72
6.5.2 台鐵各車種模式求解	74
6.5.3 台鐵各車種利潤求解與比較	75
6.6 高鐵與台鐵共站轉乘策略研擬比較	76
第七章  實證分析：台北–嘉義路線	77
7.1 各競爭運具報酬模式校估	77
7.1.1 各競爭運具市場佔有率模式	77
7.1.2 市場佔有率模式驗證	79
7.1.3 各競爭運具方案獨立性檢定（IIA Test）	80
7.1.4 各競爭運具NL(RP+SP)羅吉特模式之建立	82
7.1.5 各競爭運具分巢模式之比較	89
7.2 各競爭運具模式求解	90
7.2.1各競爭運具社會福利之探討	91
7.3 各國道客運報酬模式校估	93
7.3.1 各國道客市場佔有率模式	93
7.3.2 各國道客運公方案獨立性檢定（IIA Test）	95
7.3.3 各國道客運公司載客率模式	96
7.3.4 各國道客運成本模式	99
7.4 各國道客運公司聯營模式求解	100
7.4.1各國道客運公司聯營下社會福利分析	102
7.4.2夏普利值(Shapley Value)	104
7.4.3核仁(Nucleolus)	104
7.5 台鐵各車種市場佔有率模式與模式求解	105
7.5.1台鐵各車種市場佔有率模式	105
7.5.2 台鐵各車種模式求解	106
7.5.3 台鐵各車種利潤求解與比較	107
第八章  結論與建議	108
8.1 結論	108
8.2 建議	110
參考文獻	111
附錄
圖目錄
圖 (1.1)  研究流程圖	4
圖 (6.1)  台北-台中各競爭運具巢式結構圖	43
圖 (6.2)  台北-台中各競爭運具NL(RP+SP)模式1示意圖	48
圖 (6.3)  台北-台中各競爭運具NL(RP+SP)模式2示意圖	48
圖 (6.4)  台北-台中各競爭運具NL(RP+SP)模式3示意圖	48
圖 (6.5)  消費者剩餘分析圖	57
圖 (7.1)  台北-嘉義各競爭運具巢式結構圖	77
圖 (7.2)  台北-嘉義各競爭運具NL (RP+SP)模式1示意圖	82
圖 (7.3)  台北-嘉義各競爭運具NL (RP+SP)模式2示意圖	82
圖 (7.4)  台北-嘉義各競爭運具NL (RP+SP)模式3示意圖	83
圖 (7.5)  消費者剩餘分析圖	91
表目錄
表 (2.1)  台鐵高級列車（自強、莒光、復興號）停靠站標準	6
表 (5.1)  台北-台中、台北-嘉義各競爭運具屬性水準值	35
表 (5.2)  台北-台中國道客運公司屬性水準值	35
表 (5.3)  台北-嘉義國道客運公司屬性水準值	36
表 (5.4)  台北-台中、台北-嘉義各台鐵車種屬性水準值	36
表 (5.5)  實驗設計直交表	37
表 (5.6)  台北-台中受訪者基本資料之統計表	39
表 (5.7)  台北-嘉義受訪者基本資料之統計表	40
表 (5.8)  台北-台中各國道客運公司市佔率及樣本分配統計表	41
表 (5.9)  台北-嘉義各國道客運公司市佔率及樣本分配統計表	41
表 (5.10) 各國道客運路線市佔率與樣本檢定值表	42
表 (6.1)  係數先驗知識	44
表 (6.2)  台北-台中各競爭運具MNL(RP)模式係數校估表	44
表 (6.3)  台北-台中各競爭運具MNL(SP)模式係數校估表	44
表 (6.4)  台北-台中各競爭運具MNL(RP+SP)模式係數校估表	45
表 (6.5)  台北-台中RP模式之市場佔有率與現況市場佔有率檢定值表	46
表 (6.6)  台北-台中各競爭運具市場佔有率模式IIA檢定表	47
表 (6.7)  台北-台中各競爭運具NL(RP+SP)模式1下層模式係數校估表	49
表 (6.8)  台北-台中各競爭運具NL(RP+SP)模式1上層模式係數校估表	49
表 (6.9)  台北-台中各競爭運具NL(RP+SP)模式2下層模式係數校估表	50
表 (6.10) 台北-台中各競爭運具NL(RP+SP)模式2上層模式係數校估表	50
表 (6.11) 台北-台中各競爭運具NL(RP+SP)模式3下層模式係數校估表	51
表 (6.12) 台北-台中各競爭運具NL(RP+SP)模式3上層模式係數校估表	51
表 (6.11) 台北-台中各競爭運具NL(RP)模式下層模式係數校估表	52
表 (6.12) 台北-台中各競爭運具NL(RP)模式上層模式係數校估表	53
表 (6.13) 台北-台中各競爭運具NL(SP)模式1下層係數校估表	53
表 (6.14) 台北-台中各競爭運具NL(SP)模式1上層係數校估表	54
表 (6.15) 台北-台中各運具NL(RP+SP)模式與MN(RP+SP)L模式檢定表	55
表 (6.16) 台北-台中各競爭運具均衡票價(Bertrand模式下)	56
表 (6.17) 台北-台中各競爭運具均衡票價(Stackelberg模式下)	56
表 (6.18) 台北-台中高鐵通車前各運具社會福利變化量表(Bertrand模式)	57
表 (6.19) 台北-台中高鐵通車後各運具社會福利變化量表(Bertrand模式)	58
表 (6.20) 台北-台中高鐵通車前、後之社會福利總變化量表(Bertrand模式)	58
表 (6.21) 台北-台中Bertrand模式與Stackelberg模式之社會福利變化量表	59
表 (6.22) 係數先驗知識	59
表 (6.23) 台北-台中各國道客運獨營MNL係數校估表	60
表 (6.24) 台北-台中各國道客運三二家聯營MNL係數校估表	60
表 (6.25) 台北-台中各國道客運四一家聯營MNL係數校估表	60
表 (6.26) 台北-台中各國道客運公市場佔有率模式IIA檢定表	61
表 (6.26) 台北-台中國光客運公司獨營載客率模式迴歸校估值	62
表 (6.27) 台北-台中尊龍客運公司獨營載客率模式迴歸校估值	63
表 (6.28) 台北-台中統聯客運公司獨營載客率模式迴歸校估值	63
表 (6.29) 台北-台中阿羅哈客運公司獨營載客率模式迴歸校估值	64
表 (6.30) 台北-台中建明客運公司獨營載客率模式迴歸校估值	64
表 (6.31) 台北-台中各國道客運公司三二家聯營模式載客率迴歸校估表	65
表 (6.32) 台北-台中各國道客運公司四一家聯營模式載客率迴歸校估表	65
表 (6.33) 台北-台中各國道客運公司營運成本推估表	66
表 (6.34) 台北-台中各國道客運公司獨營均衡票價下之各值	66
表 (6.35) 台北-台中各國道客運公司二三聯營各情境均衡票價下之各值	67
表 (6.36) 為各國道客運公司一四聯營各情境均衡票價下之各值	68
表 (6.37) 各國道客運公司全聯營均衡票價下之各值	68
表 (6.38) 台北-台中各國道客運公司獨營下之社會服利變化量表	69
表 (6.39) 台北-台中各國道客運公司二三聯營情境下之社會服利變化量表	70
表 (6.40) 台北-台中各國道客運公司一四聯營各情境下社會服利變化量表	71
表 (6.41) 台北-台中各國道客運公司全聯營下之社會服利變化量表	71
表 (6.42) 台北-台中各國道客運夏普利值表	72
表 (6.43) 台北-台中各國道客運核仁值表	72
表 (6.44) 係數先驗知識	73
表 (6.45) 台北-台中台鐵自強號MNL模式係數校估表	73
表 (6.46) 台北-台中台鐵莒光號MNL模式係數校估表	73
表 (6.47) 台北-台中台鐵自強號艙位和列車分等之均衡票價	74
表 (6.48) 台北-台中台鐵莒光號艙位和列車分等之均衡票價	74
表 (6.49) 台鐵台北-台中自強號艙位和列車分等利潤變化表	75
表 (6.50) 台鐵台北-台中莒光號艙位和列車分等利潤變化表	75
表 (6.51) 高鐵與台鐵共站轉乘策略市佔率變化表	76
表 (7.1)  係數先驗知識	78
表 (7.2)  台北-嘉義各競爭運具MNL(RP)模式係數校估表	78
表 (7.3)  台北-嘉義各競爭運具MNL(SP)模式係數校估表	78
表 (7.4)  台北-嘉義各競爭運具MNL(RP+SP)模式係數校估表	79
表 (7.5)  台北-嘉義RP模式之市場佔有率與現況市場佔有率檢定值表	80
表 (7.6)  台北-嘉義各競爭運具市場佔有率模式IIA檢定表	81
表 (7.7)  台北-嘉義各競爭運具NL (RP+SP)模式1下層模式係數校估表	83
表 (7.8)  台北-嘉義各競爭運具NL (RP+SP)模式1上層模式係數校估表	84
表 (7.9)  台北-嘉義各競爭運具NL (RP+SP)模式2下層模式係數校估表	84
表 (7.10) 台北-嘉義各競爭運具NL (RP+SP)模式2上層模式係數校估表	85
表 (7.11) 台北-嘉義各競爭運具NL (RP+SP)模式3下層模式係數校估表	86
表 (7.12) 台北-嘉義各競爭運具NL (RP+SP)模式3上層模式係數校估表	86
表 (7.13) 台北-嘉義各競爭運具NL (RP)模式3下層模式係數校估表	87
表 (7.14) 台北-嘉義各競爭運具NL (RP)模式3上層模式係數校估表	87
表 (7.15) 台北-嘉義各競爭運具NL (SP)模式3下層模式係數校估表	88
表 (7.16) 台北-嘉義各競爭運具NL (SP)模式3上層模式係數校估表	88
表 (7.17) 台北-嘉義各運具NL(RP+SP)模式與MNL(RP+SP)模式檢定表	89
表 (7.18) 台北-嘉義各競爭運具均衡票價(Bertrand模式下)	90
表 (7.19) 台北-嘉義各競爭運具均衡票價(Stackelberg模式下)	90
表 (7.20) 台北-嘉義高鐵通車前各競爭運具社會福利變化量表(Bertrand模式)	91
表 (7.21) 台北-嘉義高鐵通車後各競爭運具社會福利變化量表(Bertrand模式)	92
表 (7.22) 台北-嘉義高鐵通車前、後之社會福利總變化量表(Bertrand模式)	92
表 (7.23) 台北-嘉義Bertrand模式與Stackelberg模式之社會福利變化量表	93
表 (7.24) 係數先驗知識	93
表 (7.25) 台北-嘉義各國道客運獨營MNL係數校估表	94
表 (7.26) 台北-嘉義各國道客運二二家聯營MNL係數校估表	94
表 (7.27) 台北-嘉義各國道客運三一家聯營MNL係數校估表	94
表 (7.28) 台北-嘉義各國道客運公市場佔有率模式IIA檢定表	95
表 (7.29) 台北-嘉義國光客運公司獨營載客率模式迴歸校估值	96
表 (7.30) 台北-嘉義統聯客運公司獨營載客率模式迴歸校估值	97
表 (7.31) 台北-嘉義日統客運公司獨營載客率模式迴歸校估值	97
表 (7.32) 台北-嘉義阿羅哈客運公司獨營載客率模式迴歸校估值	98
表 (7.33) 台北-嘉義各國道客運公司二二家聯營模式載客率迴歸校估表	98
表 (7.34) 台北-嘉義各國道客運公司三一家聯營模式載客率迴歸校估表	99
表 (7.35) 台北-嘉義各國道客運公司營運成本推估表	99
表 (7.36) 台北-嘉義各國道客運公司獨營均衡票價下之各值	100
表 (7.37) 台北-嘉義各國道客運公司二二聯營各情境均衡票價下之各值	100
表 (7.38) 台北-嘉義各國道客運公司一三聯營各情境均衡票價下之各值	101
表 (7.39) 台北-嘉義國道客運公司全聯營均衡票價下之各值	101
表 (7.39) 台北-嘉義各國道客運公司獨營下之社會服利變化量表	102
表 (7.40) 台北-嘉義各國道客運公司二二聯營各情境下之社會服利變化量表	102
表 (7.41) 台北-嘉義各國道客運公司一三聯營各情境下之社會服利變化量表	103
表 (7.42) 台北-嘉義各國道客運公司全聯營下之社會服利變化量表	103
表 (7.43) 台北-嘉義各國道客運夏普利值表	104
表 (7.44) 台北-嘉義各國道客運核仁值表	104
表 (7.45) 係數先驗知識	105
表 (7.46) 台北-嘉義自強號MNL模式係數校估表	105
表 (7.47) 台北-嘉義莒光號MNL模式係數校估表	106
表 (7.48) 台北-嘉義台鐵自強號艙位和列車分等之均衡票價	106
表 (7.49) 台北-嘉義台鐵莒光號艙位和列車分等之均衡票價	106
表 (7.50) 台鐵台北-嘉義自強號艙位和列車分等利潤變化表	107
表 (7.51) 台鐵台北-嘉義莒光號艙位和列車分等利潤變化表	107

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