燃油價格影響下的居民出行選擇行為特征分析及建模

王京元,韓 艷,趙建軍

(1.深圳大學(xué)土木工程學(xué)院,廣東深圳518060;2.深圳市都市交通規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司,廣東深圳518054; 3.澳門科技大學(xué)行政與管理學(xué)院)

燃油價格影響下的居民出行選擇行為特征分析及建模

王京元*1,韓 艷2,趙建軍3

(1.深圳大學(xué)土木工程學(xué)院,廣東深圳518060;2.深圳市都市交通規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司,廣東深圳518054; 3.澳門科技大學(xué)行政與管理學(xué)院)

采用意向調(diào)查與行為模型分析相結(jié)合的方法,量化研究油價影響下我國居民的出行行為特征,識別典型響應(yīng)行為,篩選顯著影響因素,建立居民出行方式選擇模型.結(jié)果表明,油價上漲將影響大部分潛在購車者的購車意向,改變其購車計劃;油價對小汽車出行者的影響更加顯著,減少用車頻率、避免高峰出行、改變出行方式是私家車主應(yīng)對油價上漲的最常用措施;以地鐵為代表的公共交通是首選的替代出行方式,經(jīng)濟(jì)狀況、家庭結(jié)構(gòu)等在很大程度上決定了出行者對小汽車的依賴程度.通過燃油稅對油價進(jìn)行調(diào)節(jié),將對我國城市交通結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、交通狀況的改善起到關(guān)鍵作用;建議在實施過程中,充分考慮油價對不同居民的影響特點,提高實施效果.該研究可為我國交通需求管理策略的制定提供參考.

城市交通;出行行為;BNL模型;燃油價格;燃油稅;出行方式

1 引 言

面對私家車的激增和交通狀況的日趨惡化,優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)、緩解交通擁堵是我國城市發(fā)展亟待解決的問題[1].相關(guān)研究表明,需求管理是解決城市交通擁堵的治本之策,價格手段因其靈活、有效而被廣泛采用[2-4].我國經(jīng)過15年的論證,于2009年1月1日起,開征燃油稅.燃油稅的實施為我國交通需求管理提供了可供選擇的新手段.然而,燃油稅能否成為引導(dǎo)我國居民出行的有效的手段,以及如何使用燃油稅來引導(dǎo)我國居民對小汽車的使用等很多關(guān)鍵問題都有待研究.因此,有必要對油價影響下的我國居民出行行為進(jìn)行研究.

以深圳為例,對油價影響下的居民出行行為進(jìn)行意向調(diào)查,利用統(tǒng)計分析和行為模型研究居民出行行為的響應(yīng)特征,進(jìn)而剖析油價上漲對小汽車出行者響應(yīng)行為的影響.研究成果將為合理引導(dǎo)小汽車使用、優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)提供依據(jù),對實現(xiàn)我國城市交通系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義.

2 居民出行選擇行為特征分析

2.1 數(shù)據(jù)采集

采用行為調(diào)查和意向調(diào)查相結(jié)合的方法,于2011年末至2012年初,對深圳市私家車出行者和公共交通(包括地鐵和常規(guī)公交)出行者進(jìn)行問卷調(diào)查[5].根據(jù)建模精度的需要,隨機(jī)發(fā)放問卷500份,回收有效問卷435份,調(diào)查范圍涵蓋深圳市8個行政區(qū).

在所有回收的有效樣本中,無車家庭占48.85%,有1輛車的占34.4%,有2輛以上的占16.74%;家庭年收入在10萬元以下的占26.91%,10萬～20萬的占29.15%,20萬元以上的占43.95%;家庭結(jié)構(gòu)方面,未婚的占38.12%,已婚無小孩的占17.49%,已婚有小孩的占44.39%.小汽車擁有者中,年齡為20歲～29歲的占38.57%,30歲～39歲的占42.15%,40歲～49歲的占13.9%,50歲以上的占5.38%.

2.2 出行行為對油價的響應(yīng)特征

對公共交通出行者和私家車出行者分別進(jìn)行意向調(diào)查,統(tǒng)計分析受燃油價格影響的居民出行行為要素.主要包括,油價上升引起的公共交通出行者的購車意向的改變,私家車出行車者的出行方式、出行時間、出行鏈的變化及應(yīng)對措施等.

(1)購車意向.

調(diào)查發(fā)現(xiàn),若油價上升,已有購車意向的公共交通出行者將會做出不同的應(yīng)對.61.5%的受訪者會改變購車計劃,其中32.39%的受訪者考慮改為更小排量的汽車,29.11%的受訪者將延后購車計劃,38.50%的受訪者則表示暫時不會改變購車計劃.結(jié)果表明,油價上升將對有購車需求的人群產(chǎn)生較大影響,進(jìn)而影響城市的交通結(jié)構(gòu).

(2)油價上升的應(yīng)對措施.

調(diào)查結(jié)果表明,油價上升將對95%以上的小汽車出行者帶來影響,僅3.11%的私家車主表示出行不會受到油價的影響.油價上升后,小汽車出行者采用的首要應(yīng)對措施,最多的是減少出行次數(shù)和用車頻率,占全部受訪小車汽車出行者的27.75%;其后依次為,改變出行時間,避開高峰期,占24.88%;改乘地鐵或公交車,占17.46%;搬至離上班地點較近的地方居住,占11.0%;將油耗高的汽車置換成油耗低的汽車,占7.18%,如圖1所示.

可見,油價上升對小汽車擁有者的用車頻率、出行時間、出行方式影響較大;只有少數(shù)私家車主會考慮更換為低油耗的小汽車,并且部分原因是出于經(jīng)濟(jì)條件的改善或者是車輛狀況不能滿足需求等.

圖1 小汽車出行者應(yīng)對油價上漲的措施Fig.1 Measures used by car travelers to cope with rising oil prices

1)出行方式.

使用私家車出行的人數(shù)隨著燃油單價的增加而減少,逐步轉(zhuǎn)向其它交通方式.統(tǒng)計結(jié)果表明,當(dāng)油價上升到12元/升時放棄私家車出行的比例為21.52%,上升到15元/升時增加的比例為29.6%,上升到20元/升時增加的比例為23.77%,超過20元/升時增加的比例為13.9%,而有11.21%的小汽車出行者則表示不會因油價的上漲而放棄開車.即當(dāng)燃油單價達(dá)到15元/升時,超過50%的私家車主會放棄小汽車出行,當(dāng)燃油單價達(dá)到20元/升時,約75%的會轉(zhuǎn)向其它出行方式.

放棄小汽車出行的私家車擁有者將會選乘公共交通(地鐵或常規(guī)公交)、出租車等.其中,公共交通是私家車出行者的首選替代出行方式,由于運行時間可靠,地鐵相比常規(guī)公交又占有絕對優(yōu)勢;模型分析表明,隨著燃油單價的上升,轉(zhuǎn)移到出租車的比例也逐步上升,如圖2所示.

圖2 放棄小汽車出行者的替代出行方式Fig.2 Alternative travel mode when giving up car traveling

2)出行時間.

油價上升后會對絕大部分小汽車出行者的出行時間帶來影響,63.23%的小汽車出行者會改變出行時間,盡量避開出行的高峰期,以降低燃油消耗,節(jié)約出行成本.可見,油價上升也會對緩解高峰期的交通壓力產(chǎn)生積極的效果.

3)出行鏈.

油價上升對于私家車出行者日常出行鏈的影響相對較小,37.22%小汽車出行者會考慮改變出行鏈.因為目前我國一般居民的日常出行多為非彈性出行,活動出行鏈比較穩(wěn)定.在選擇將改變出行鏈的受訪者中,多表示會減少出行次數(shù),說明油價上升會對居民的日常出行起到抑制作用.

3 居民出行選擇行為建模

在統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上,借助非集計理論,對受油價影響最大的出行方式做進(jìn)一步探討,建立居民出行選擇行為模型,并進(jìn)行敏感性分析.

3.1 特征變量初選及顯著性檢驗

由上文分析可知,72.2%的小汽車出行轉(zhuǎn)移者會選擇公共交通(常規(guī)公交、地鐵)作為替代出行方式.故在此重點研究小汽車與公共交通之間的相互轉(zhuǎn)移關(guān)系,建立燃油價格影響下居民出行方式選擇的BNL Logit模型.

為構(gòu)建選擇效用函數(shù),首先選擇影響出行者方式選擇的特性變量,包括選擇方式和出行者特性兩大類.其中,選擇方式特性變量由固有啞元、固有變量和公共變量三部分組成.綜合本次調(diào)查和已有研究成果[6],均選取出行方式和出行費用作為小汽車和公共交通兩種選擇方式的特性變量;而家庭收入、年齡、家庭結(jié)構(gòu)/狀況、擁車狀況、出行目的等個人特征屬性則是影響私家車主出行方式轉(zhuǎn)移的重要變量.即,共初步篩選出9個特性變量作為居民出行方式選擇的影響變量,如表1所示.

在對出行者年齡、收入、出行目的、擁車狀況及家庭狀況等調(diào)查數(shù)據(jù)離散化處理的基礎(chǔ)上,采用列聯(lián)表方法,檢驗各變量對出行方式選擇的顯著性程度,結(jié)果如表2所示.可知,年齡、收入、出行目的、擁車狀況及家庭狀況均對出行方式有顯著影響.

表1 初步篩選特性變量匯總表Table 1 Preliminary selected characteristic variables

表2 特性變量檢驗結(jié)果匯總表Table 2 Testing results of characteristic variables

同時,建立非集計模型所需的特性變量之間應(yīng)相互獨立[7],因此應(yīng)對顯著變量進(jìn)行獨立性檢驗,識別出獨立顯著變量作為建模的特性變量,檢驗結(jié)果如表3所示.結(jié)果顯示,除出行者年齡和出行目的之間沒有相關(guān)性外,其余特性變量之間均有顯著相關(guān)性.

表3 特性變量直接獨立性檢驗結(jié)果P值匯總表Table 3 P values of features of independencetest of characteristic variables

運用主成分分析法,對相關(guān)顯著變量進(jìn)行篩選,剔除變量之間的相關(guān)性.分析結(jié)果表明,5個出行者特性變量對出行方式選擇的影響程度從大到小依次為收入、年齡、家庭狀況、擁車狀況、出行目的.而獨立性檢驗已表明,收入與年齡、出行目的/家庭狀況及擁車狀況均有顯著相關(guān)性.因此,最終選取年收入作為建立BNL模型的出行者特性變量.模型特性變量匯總?cè)绫?所示.

表4 模型最終特性變量匯總表Table 4 Final selected characteristic variables

3.2 效用函數(shù)構(gòu)建與參數(shù)標(biāo)定

假定特性變量與效用函數(shù)之間線性相關(guān),則小汽車和公共交通的效用函數(shù)為

式中 V1n和V2n分別表示出行者n選擇私人小汽車和公共交通出行效用函數(shù)中的固定項;θ1表示效用差的常數(shù)項;θ2,θ3,θ4,θ5分別表示各特征變量的參數(shù)值.

利用TransCAD,對模型參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定,得

3.3 預(yù)測結(jié)果及敏感性分析

依據(jù)標(biāo)定模型,預(yù)測油價上漲后小汽車出行分擔(dān)率,并分析出行方式轉(zhuǎn)移與居民特性變量之間的關(guān)系.調(diào)查時燃油價格為8元/升,以燃油單價上漲50%為例,分析出行方式隨家庭收入、年齡、家庭狀況及擁車狀況等的轉(zhuǎn)移情況.

分析表明,受油價上漲影響最為顯著是家庭年收入10萬元以下的人群,而年收入20萬以上的家庭幾乎不受燃油費用的影響;在分析的年齡段中,油價上漲對20歲～29歲的小汽車出行者影響最為顯著,其次為30歲～39歲的出行者,對40歲以上的小汽車出行者影響甚微;對于不同的家庭結(jié)構(gòu)而言,未婚的居民容易受油價上漲的影響而放棄私家車出行,已婚家庭的出行方式較為穩(wěn)定,尤其是有小孩的家庭,出于小孩通學(xué)、出行方便等多方面的需求,對私家車的依賴程度更高;家庭擁有車輛數(shù)越多的居民,對油價的敏感程度越低.例如油價上漲50%時,對比交通方式轉(zhuǎn)移者的收入特性發(fā)現(xiàn),年收入10萬元以下為66.7%,10萬～20萬的為31.1%,20萬元以上的為2.2%;在放棄小汽車出行的私家車主中,20歲～29歲的占62.2%,30歲～39歲的占31.1%,40歲以上的占6.7%;未婚者為53.3%,已婚但無小孩的為28.9%,已婚有小孩的為17.8%;家庭擁有0輛～1輛車的占80%,擁有2輛及以上的占20%.進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),不同油價漲幅對出行方式轉(zhuǎn)移影響的變化規(guī)律趨同.

出行方式轉(zhuǎn)移率隨油價漲幅而變?nèi)加蛦蝺r在15元/升和20元/升時,出行方式轉(zhuǎn)移比例較大;敏感性分析進(jìn)一步表明,當(dāng)油價為15.75元/升時,方式轉(zhuǎn)移比例的點彈性值最大.因而可以認(rèn)為,在當(dāng)前的居民收入水平下,燃油定價在15元/升～20元/升時,將對交通結(jié)構(gòu)的調(diào)整具有明顯效果.

4 研究結(jié)論

高油價對城市交通狀況的改善主要體現(xiàn)在3大方面:減少小汽車的出行次數(shù),降低居民的出行需求;引導(dǎo)居民錯峰出行,充分利用道路交通設(shè)施,緩解高峰期的交通壓力,提高交通運行效率;提高公共交通的出行比例,優(yōu)化城市交通結(jié)構(gòu).

對于無車者,油價主要影響其購車意向,大部分有購車意向的受訪者會因油價上漲而改變購車計劃,或選購更低油耗的車輛,或延后購車計劃.對于小汽車出行者,油價上漲會對其出行行為帶來顯著影響,主要體現(xiàn)在私家車的使用、出行時間等方面;絕大部分小汽車出行者將采取減少出行次數(shù)、用車頻率,改變出行時間、避開高峰期,以及放棄小汽車、改變出行方式等應(yīng)對措施,地鐵或常規(guī)公交等公共交通方式是替代出行方式的首選.油價對小汽車使用者的影響因其個人特性而異:油價上漲對收入偏低的年輕單身人群影響較大,對經(jīng)濟(jì)狀況較好的中年已婚階層影響較弱;尤其是有小孩的家庭對汽車的依賴程度高,一般不會因油費上漲而放棄使用小汽車.在當(dāng)前的居民收入水平下,燃油定價在15元/升～20元/升時,將對交通結(jié)構(gòu)的調(diào)整具有明顯效果.

可見,完善燃油稅的實施機(jī)制,制定合理、靈活的油價調(diào)節(jié)措施,對我國城市交通結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、交通狀況的改善具有重要意義.并且,在實施過程中應(yīng)充分考慮油價對不同居民的影響特點,以期達(dá)到既定目標(biāo)和實施效果.

[1] 汪光燾.推進(jìn)優(yōu)先發(fā)展城市公共交通戰(zhàn)略[J].城市交通,2005,3(4):1-2.[WANG G T.Strategy for promoting the priority development of urban public traffic[J].Urban Transportation of China,2005,3 (4):1-2.]

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Analysis and Model of Travel Choice Behavior with Influence of Fuel Prices

WANG Jing-yuan1,HAN Yan2,ZHAO Jian-jun3
(1.College of Civil Engineering,Shenzhen University,Shenzhen 518060,Guangdong China; 2.Shenzhen Metropolitian Transportation Planning&Design Institute,Shenzhen 518054,Guangdong,China; 3.Fanagement and Administratiion,Macau University of Science and Technology,China)

This paper investigates the impacts of fuel price on household travel behaviors based on the stated preference survey and behavior model analysis.It aims to identify household's responding behavior, key responding factors,and then formulates the household's travel choice model.The results show that the rise of oil price exerts impacts on the purchasing intention of most potential car buyers.In addition,private car travelers are more sensitive to the fluctuations of oil prices.Reducing the frequency of car using,avoiding traveling during the peak hours,and changing travel mode are the most frequent options in response to increasing oil price.Particularly,the subway related mass transport is the first choice of alternative travel mode.Furthermore,it reveals that the degree of dependence on private car is largely determined by the household's income and family structure.This study provides theoretical supports and useful implications for formulating traffic demand management strategies.It is suggested to regulate the oil price according to the fuel tax.Moreover,the differences of resident characteristics should be fully considered in the real implementation.

urban traffic;travel behavior;BNL model;fuel prices;fuel tax;travel mode

U491;U-9Document code: A

U491;U-9

A

1009-6744(2013)04-0171-05

2012-11-26

2013-04-26錄用日期:2013-05-07

國家自然科學(xué)基金資助項目(50908150,51068013,51208307);深圳市基礎(chǔ)研究計劃(JC201005280483A, JC200903130302A).

王京元(1977-),男,山東淄博人,副教授,工學(xué)博士.

*通訊作者:wangjingyuan_01@sina.com