高速鐵路為西部走廊城際客運一新的運輸工具，將結合都會區的捷運系統及現有的窄軌鐵路後，將形成高效率的軌道運輸路網並有效紓解城際交通瓶頸。但高鐵需負擔龐大固定成本，也面臨到台鐵與國內航空的競爭下，如何制定可獲取本身營運收益且能顧及旅客反應之票價即為當前之重要課題。因此，本研究之目的即針對高鐵定價問題，來建立一套以旅客需求為導向之票價設計公式。
　　因營運者欲追求營運收益最大，而旅客欲追求旅行成本最小，雙方的目標不同但決策又彼此互相影響，此種情況就可利用雙層次數學規劃之概念來建構。在雙層次票價設計模式裡，旅客需求模式即為下層問題，將旅客選擇之行為轉換成一巢式羅吉特指派模式，其他市場競爭的影響可利用旅客彈性需求函數表示，列車服務之容量就為下層問題的限制式。營運者之里程訂價模式為上層問題，以高鐵所提供的不同的列車服務來做差別定價，而交通部的費率規定做為主要限制式，並將敏感度分析求得票價改變對旅客需求量的影響關係，代入訂價模式做為次要限制式，以確保滿足最佳票價下之旅客需求量也滿足下層問題之限制式。故整個研究的求解是以敏感度分析為基礎之演算法來求解。
　　在實證測試方面，最終可得到以下幾點結論：
1. 測試結果驗證模式推導與模式求解方法之正確性與可行性。
2. 雖然雙層次數學規劃問題並不一定是凸性規劃，本研究之範例卻都是只有一個山峰的凸性目標函數。
3. 在反映旅運需求與競爭下之定價模式，可以考慮「尖峰定價」、「產品（車種）差異定價」、「市場（起訖點）差異定價」等各種定價概念，進行分析，發現確實能讓營運者找到提高收益的定價方法。
　　針對高鐵所建立之以旅客需求為導向之票價設計公式，整合許多相關的因素於模式裡探討。在需求方面，模式考量了不同列車服務下對旅客產生的替代效果，和其他運具產生的競爭影響。在供給方面，以營運者的角度來探討可行的行銷方式，以增加本身的利益。因此，本研究提出的票價公式對於高鐵制定票價的問題是具有彈性且有效率的。

　　Taiwan high-speed rail (HSR) is about 350 kilometers long, located on the western corridor with 80% population of Taiwan, and will commercially operate in 2005. Since the proportion of fixed cost for a HSR line is very high, marketing and revenue decisions are very important for driving profitability. In order to keep supply suitable to market demand, the HSR line may like to design its service plan twice a year or seasonally, and examine its price plan seasonally or monthly. In making a service or price plan, we must have to consider most elements in the product line together, with regard to passengers’ decision of a door-to-door travel.
　　In order to simplify the problem, we want to establish a demand responsive pricing method for the product-line of Taiwan high speed rail. We consider both the operator and the passenger’s objectives, and their leader-follower and non-cooperative relationship. In a bi-level program, a pricing model of the operator is the upper-level problem, and a demand model of the passenger is the lower-level problem. In the upper-level problem, operator can use the price discrimination method to get maximum profit, but should be restricted by the government In the lower-level problem, passengers’ service choice is formulated as a nested-logit choice function, market competition is represented by a linear demand function, and service capacity is written as a constraint for each service section.
　　In a numerical case study, we present the results of the price models and their associated demand patterns, and the convergence and sensitivity of the pricing method to model parameters. The case study shows reasonable and promising results for the flexibility and capability of the pricing method.

1. 王新發、張保隆、卓訓榮，「應用敏感性分析資訊解均衡網路設計問題」，管理與系統， 　第二卷，第一期，頁51-63，民國84年。
2. 李治綱，「網路均衡模型之探討」，成功大學學報，第二十四卷，科技醫學篇，頁133-　　138，民國79年。
3. 徐敏超，路網容量信賴度之研究，國立中央大學土木學系碩士論文，民國92年。
4. 卓訓榮，「以廣義反矩陣方法探討均衡路網流量的敏感性分析」 ，運輸計劃季刊，第二　十卷，第一期，頁1-14，民國80年。
5. 卓訓榮、羅仕京，「以廣義反矩陣之特性推導路徑非負流量之研究」，運輸學刊，第十一　卷，第二期，頁39-48，民國88年。
6. 卓訓榮、林培煒，「均衡路網流量敏感度分析路網資訊獨立性之研究」 ，運輸學刊，第　十一卷，第四期，頁73-86，民國88年。
7. 唐富藏、張有恆，「運輸網路均衡原理及其應用」，運輸計劃季刊，第十一卷，第二期，　頁187-198，民國71年。
8. 凌瑞賢，運輸規劃原理與實務，鼎漢書局，民國90年9月。
9. 張有恆，運輸業經營與管理，華泰書局，民國85年11月。
10. 張有恆，運輸經濟學，華泰書局，民國88年7月。
11. 張美香，動態旅運選擇模型之課題研究，國立中央大學土木工程學系博士論文，民國87　年。
12. 張瓊璽，旅客需求變動下高鐵最適排班問題之研究，國立成功大學交通管理研究所碩士　論文，民國90年。
13. 鄭力寬，應用雙層次數學規劃於鐵路定價之研究，國立成功大學交通管理研究所碩士論　文，民國92年。
14. 謝汶進，高速鐵路列車服務之設計模式，國立成功大學交通管理研究所博士論文，民國　90年。
15. 蕭銘雄，考慮活動與旅運的旅行時間價值研究，成功大學博士論文，民國86年6月。
16. 網站資料，台灣高速鐵路股份有限公司，http://www.thsrc.com.tw/
17. Ben-Ayed, O., Boyce, D. E. and Blair, C. E., “A General Bilevel Linear 　　　Programming Formulation of the Network Design Problem,” Transportation 　　　　Research, Vol. 22B, pp. 311-318, 1988.
18. Bell, M. G. H., Lam, W. H. K., Ploss, G. and Inaudi, D., ”Stochastic User 　　Equilibrium Assignment and Iterative Balancing,” Transportation and Traffic 　　Theory, pp. 427-440, 1993.
19. Han, A. E., “Assessment of Transfer Penality to Bus Riders in Taipei : A 　　Disaggregate Demand Modeling Approach,” Transportation Research Record, 1139, 　pp. 8-14, 1987.
20. Lamond, B. and Stewart, N. F., ”Bregman’s Balancing Method,” 　　　　　　　Transportation Research, Vol. 15B, 239-248, 1981.
21. Pigou, A. C., ”The Economics of Welfare,” London : Macmillan, 1920.
22. Tony Fowkes and Chris Nash, “Analysis Demand for Rail Travel,” Avebury, 　　Aldershot, Hunts, 1991.
23. Tobin, R. L., ”Sensitivity Analysis for Variational Inequalities,” Journal 　of Optimization Theory and Applications, Vol. 48, No. 1, pp. 191-204, 1986.
24. Tobin, R. L. and Friesz T. L.,“Sensitivity Analysis for Equilibrium Network 　Flow”, Transportation Science, Vol. 48, No. 1, pp. 242-250, 1988.
25. Yang, H., ”Sensitivity Analysis for the Elastic-Demand Network Equilibrium 　Problem with Applications,” Transportation Research B, pp. 55-70, 1997