基于廣義費用的城市居民出行方式選擇行為分析

何素貞

（重慶交通大學 交通運輸學院，重慶 400074）

基于廣義費用的城市居民出行方式選擇行為分析

何素貞

（重慶交通大學 交通運輸學院，重慶 400074）

以出行經(jīng)濟成本、時間成本、舒適性成本為基礎，建立了城市居民廣義出行費用模型，將廣義出行費用函數(shù)作為效用函數(shù)，對傳統(tǒng)Logit模型進行改進，從廣義出行費用的角度，研究廣義出行費用對居民出行行為的影響。通過Transcad對改進的Logit模型進行參數(shù)標定，結(jié)果表明出行直接經(jīng)濟成本的支付方式對小汽車出行有很大影響，其中停車費用起著關(guān)鍵性作用。當CBD內(nèi)停車收費達到15元/h，CBD外公共交通換乘地區(qū)停車收費達到10元/h時，小汽車出行轉(zhuǎn)移比例達到20%。制定合理的分區(qū)停車收費措施，增加小汽車廣義出行費用，同時提高公共交通服務水平是改善城市居民出行結(jié)構(gòu)、緩解中心區(qū)擁堵的有效措施。

出行方式；廣義費用；改進Logit模型；停車費用；出行方式分擔率

城市中交通費擁堵問題一直都比較嚴重，尤其城市中心商業(yè)地區(qū)。制定合理的政策，引導、改善居民出行行為是緩解城市中心商業(yè)地區(qū)交通擁堵的重要手段。通過合理調(diào)整CBD地區(qū)的停車收費價格，提高小汽車出行的直接經(jīng)濟成本，來降低私家車出行比例，提高公共交通出行分擔率，從而合理改善城市居民出行結(jié)構(gòu)，是一種有效的措施［1］。目前，關(guān)于居民出行方式的影響方面的研究，已經(jīng)取得了很多研究成果［2］。但是，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對出行的質(zhì)量要求越來越高，具體分為經(jīng)濟、時間、舒適性等關(guān)鍵方面，對這些關(guān)鍵因素量化的研究更加具有針對性。對于居民出行者來說，清楚地了解不同的出行方式產(chǎn)生的廣義出行費用，有助于根據(jù)自己的經(jīng)濟能力和實際情況做出理性的選擇。

本文采用行為調(diào)查（RP調(diào)查）和意向調(diào)查（SP調(diào)查）相互結(jié)合的方法，對重慶市居民出行行為進行調(diào)查，建立廣義出行費用模型。廣義出行費用主要包含出行經(jīng)濟成本（主要包括停車費、燃油費）、出行時間成本和舒適性成本等重要影響因素，將廣義出行費用函數(shù)作為效用函數(shù)對傳統(tǒng)Logit模型進行改進，從廣義出行費用的角度，研究廣義出行費用對居民出行行為的影響。

1 居民出行方式分析

1.1 出行方式及組合

傳統(tǒng)的城市居民出行方式主要包括小汽車、公交、步行等。隨著我國城市交通設施的不斷完善和發(fā)展水平提高，城市居民出行方式發(fā)生了巨大變化。尤其是大城市機動化程度較高，且具有較發(fā)達的城市軌道交通、地面公交系統(tǒng)，為居民出行提供了多種出行選擇。據(jù)調(diào)查，重慶市的居民出行方式主要有：小汽車、步行、出租車、地面公交、軌道交通、自行車。有些居民的出行方式不僅僅是單個出行方式，而是組合的出行方式，主要有小汽車+軌道交通、小汽車+地面公交、地面公交+軌道交通。

由于地面公交、軌道交通都屬于公共交通，為了便于研究出行方式分擔情況，本文主要研究3類出行方式：小汽車、公共交通、小汽車換乘公共交通。因此，本文定義選擇肢的集合Ω= ｛i=1（小汽車），i=2（公共交通），i=3（小汽車+公共交通）｝。

1.2 出行費用對出行方式的影響

廣義出行費用對出行結(jié)構(gòu)的影響機理如圖1所示。合理的出行結(jié)構(gòu)對于改善交通狀況，充分利用交通基礎設施起著關(guān)鍵性作用，是反映城市交通發(fā)展水平的重要方面。因此，要充分了解居民出行者的出行選擇心理，制定合理的政策，正確地引導其出行行為，促進城市的交通發(fā)展［3］。

圖1 廣義出行費用對出行結(jié)構(gòu)的影響

2 建立廣義出行費用模型

本文定義廣義出行費用為居民出行過程中發(fā)生的各種直接和間接成本，具體包括出行經(jīng)濟成本、時間成本和舒適性成本三方面。廣義出行費用是出行者選擇出行方式的關(guān)鍵因素。

2.1 廣義出行費用函數(shù)

出行的廣義成本可分為直接成本和間接成本。直接成本是指出行者以直接支付和稅收等方式支付的成本，主要包括燃油費、停車費等；間接成本是指運行時產(chǎn)生的成本，包括舒適性成本、時間成本等，廣義出行費用函數(shù)可表示為：

式中：C為廣義出行費用；F為出行的直接經(jīng)濟成本；T為出行的時間成本；M為出行的舒適性成本；α、β、γ為待定系數(shù)。

2.2 直接經(jīng)濟成本

直接經(jīng)濟成本按照出行過程中交通工具的使用消耗或公共交通票價進行建模，選擇肢i的直接經(jīng)濟成本表示為Fi，計算單位為“元”。

選擇肢1：選擇小汽車出行的直接經(jīng)濟成本，單次出行過程中主要考慮停車費、燃油費，則自駕車出行的直接經(jīng)濟成本可表示為：

式中：b0為小汽車單次停車費用；t為小汽車停車時間；a為私人小汽車代表車型的單位油耗；l為出行距離；s為私人小汽車的燃油均價。

選擇肢2：選擇公共交通出行的直接經(jīng)濟成本，主要是公共交通票價的支付。根據(jù)目前重慶市的公共交通發(fā)展水平，可得出單位公里公共交通票價為0.146元/人km，則公共交通出行的直接經(jīng)濟成本可表示為：

式中：l為出行距離。

選擇肢3：選擇小汽車和公共交通出行的直接經(jīng)濟成本，需要綜合考慮上述2種出行方式的直接經(jīng)濟成本，則該出行方式的直接經(jīng)濟成本可表示為：

式中：b1為換乘地區(qū)單次停車費用。

2.3 時間成本

出行時間成本也稱出行時間價值，是由于出行者在出行過程中所消耗的時間存在機會成本而產(chǎn)生的價值［4］。

不同的收入情況對出行方式選擇的影響較大。因此，制定了居民出行時間相關(guān)特性調(diào)查表，在2015-04-15（工作日）和2015-04-18（非工作日）進行了出行調(diào)查，經(jīng)過篩選有效樣本為780份。由不同出行方式的人均工資進行比較計算，得到3類出行方式的時間成本影響系數(shù)，如表1所示：

表1 時間成本影響系數(shù)

由重慶市2014年平均工資水平，得出人均小時工資為16.7元/h。單位時間成本為人均小時工資乘以相應的影響系數(shù)。因此，則各出行方式的出行時間成本可表示為：

選擇肢1，T1=29.225t；

選擇肢2，T2=17.368t；

選擇肢3，T3=21.71t。

2.4 舒適性成本

隨著生活水平的提高，出行者越來越重視出行的舒適性。當前，關(guān)于舒適性的定量分析方法，在交通方式選擇模型中并不成熟。因此，本文采用一種較為客觀的分析方法，選擇6項指標：乘車平穩(wěn)性、車內(nèi)擁擠度、私密性、車內(nèi)空氣與溫度、乘車的體力消耗和準時性。為了量化計算舒適性成本，把6項指標分為5個等級，分別取值0～4，0表示舒適程度最高，4表示舒適成度最低，則計算模型如下所示［5］：

式中：COM為舒適性成本；w為時間價值系數(shù)；θ為某城市的單位時間價值；ej為第j種交通工具對恢復疲勞時間的折減系數(shù)；di為第i項舒適性影響因素的等級所對應的分值；t-為平均出行時間；l-為平均出行距離。

為調(diào)查出行者對舒適性6項指標的重視程度，將6項指標的重要度分為5個等級：無影響、影響很小、有一定影響、有較大影響、有很大影響，分別用1分、2分、3分、4分、5分來進行加和平均。因此，出行的舒適性成本可由下式計算：

經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，得到重慶市3種出行方式的舒適性成本為：小汽車，0.09元/（人·km）；公共交通，0.78 元/（人·km）；小汽車換乘公共交通，0.50元/（人·km）。因此，各出行方式的舒適性成本可表示為：

選擇肢1，M1=0.09l；選擇肢2，M2=0.78l；選擇肢3，M3=0.50l。

3 基于廣義費用的改進logit模型

根據(jù)隨機效用理論，出行者在特定的條件下，選擇其所認知到的選擇方案中效用最大的方案。將廣義出行費用作為效用函數(shù)，從而改進傳統(tǒng)的Logit模型。則出行方式被選擇的概率表示為：

式中：Pi為第i種出行方式被選擇的概率；Ci為第i種出行方式的廣義出行費用；λ為校正系數(shù)，一般取3～3.5。

為了避免指數(shù)級增長使誤差增大，需要對式子進行均值化處理，即各指數(shù)項部分除以各出行方式的平均廣義出行費用，改進后的模型為［6］：

4 實例分析

本次出行調(diào)查地點選擇在重慶市重要商業(yè)地區(qū)的停車場，公共交通站點及距離中心城市較遠的公共交通換乘地區(qū)附近的停車場這些調(diào)查地點，具有一定的代表性。調(diào)查時間定為2015-04-13的7∶30～10∶00，采用現(xiàn)場發(fā)放問卷的形式。收回調(diào)查樣本共為620份，經(jīng)過篩選有效樣本記為560份。

4.1 不同直接經(jīng)濟成本比下小汽車出行比例

利用統(tǒng)計分析軟件，對調(diào)查的數(shù)據(jù)進行廣義出行費用與居民出行方式選擇的相關(guān)性分析。出行直接經(jīng)濟成本比表示往返一次小汽車的直接經(jīng)濟成本與往返一次公共交通（或公共交通換乘小汽車）的直接經(jīng)濟成本之比值，設比值為5、10、15、20、25五種情況；同理時間成本比設為1∶5、1∶3、1∶1三種情況。在只有小汽車與公共交通、小汽車與小汽車換乘公共交通這2種出行選擇下，小汽車的出行選擇比例變化如圖2、圖3所示。

圖2 不同情況下小汽車與公共交通的出行選擇比例

圖3 不同情況下小汽車與小汽車換乘公共交通的出行選擇比例

由圖2、圖3可以得出如下結(jié)論：

（1）隨著廣義出行費用比值的增大，居民選擇小汽車出行的比例降低，公共交通、小汽車換乘公共交通的出行比例增大。

（2）當出行的時間成本比為1∶5，直接經(jīng)濟成本比為20時，小汽車轉(zhuǎn)向公共交通的比例顯著增加；直接經(jīng)濟成本比為15時，小汽車轉(zhuǎn)向小汽車換乘公共交通的比例顯著增加；當出行的直接經(jīng)濟成本比增加到為25時，出行比例趨于穩(wěn)定趨勢，此時應該采取措施增加公共交通的服務水平。

（3）當出行的時間成本比為1∶3，直接經(jīng)濟成本比為15時，小汽車轉(zhuǎn)向公共交通的比例顯著增多。

（4）當出行的時間成本比為1∶1時，直接經(jīng)濟成本比為5時，小汽車的出行比例就開始顯著降低，公共交通和小汽車換乘公共交通的出行比例增加。

4.2 模型的標定

出行直接經(jīng)濟成本的支付方式對居民出行方式的選擇有很大的影響。因此，將全部有效樣本、個人支付直接經(jīng)濟樣本、單位報銷直接經(jīng)濟樣本（即全部有效樣本模型、個人支付樣本模型、單位報銷樣本模型）分別進行標定。為了使用TransCAD對改進的Logit模型進行參數(shù)估計，此處的參數(shù)值是校正后標準的傳統(tǒng)Logit模型的參數(shù)估計值，以便直觀分析。具體如表2所示。

表2中，所有的t的絕對值大于1.96，在5%的顯著性水平上，即有95%的把握認為相應的變量對選擇概率是產(chǎn)生影響的。模型的優(yōu)度比ρ2的值越接近1，其模型的精度越高。但在實踐中ρ2的值達到0.2～0.4時，即可認為模型的精度相當高了。3個模型的優(yōu)度比分別為0.210、0.192、0.236，表明了模型的有效性。

表2 交通方式選擇模型標定結(jié)果

根據(jù)模型的系數(shù)，還可得出如下結(jié)論：

（1）在模型中，參數(shù)變量對應的系數(shù)都為負數(shù)，成本越大，該方式的出行選擇率越小，這與實際情況相符合。

（2）由3種出行方式的參數(shù)估計值可知，小汽車出行者更加注重經(jīng)濟成本，其次是時間成本；公共交通出行者更加注重時間價值，其次是舒適性成本；因此，提高小汽車出行的經(jīng)濟成本，改善公共交通的服務水平，能夠降低私家車出行比例，提高公共交通分擔率。

（3）由3個模型的參數(shù)估計值可知，小汽車出行的直接經(jīng)濟成本參數(shù)估計值分別為-1.440、-1.883、-0.630，即直接經(jīng)濟成本的支付方式顯著影響小汽車出行。對于各人支付直接經(jīng)濟成本的出行者，對直接經(jīng)濟成本的重視性明顯高于單位報銷的出行者。

（4）由3個模型的參數(shù)估計值可知，公共交通的直接經(jīng)濟成本參數(shù)估計值分別為-0.960、-1.131、-0.765，即公共交通出行的直接經(jīng)濟成本的支付方式對出行行為影響較小。因此公共交通的服務水平是提高該出行方式的關(guān)鍵因素。

4.3 停車費對出行方式選擇影響分析

綜上分析可知，提高小汽車的直接出行經(jīng)濟成本，提高公共交通服務水平是改善出行結(jié)構(gòu)的良好措施。本文研究的小汽車出行的直接經(jīng)濟成本主要為停車費用，停車費用對于小汽車出行選擇有關(guān)鍵性作用［7］。針對大多數(shù)中心商業(yè)地區(qū)的停車費用是5元/h，距離中心商業(yè)地區(qū)出行距離較遠的出行換乘公共交通的停車費用是在3元/h的情況下，在SP出行調(diào)查中，設定了5種情況，以便研究不同的策略下小汽車出行比例的轉(zhuǎn)移情況，具體如表3所示。

表3 不同收費組合下小汽車出行轉(zhuǎn)移比例

根據(jù)表格可知，當中心商業(yè)地區(qū)的停車費用為15元/h，換乘地區(qū)的停車費用為10元/h時，小汽車的出行轉(zhuǎn)移比例達到了20%。因此，制定合理的分區(qū)停車收費措施，對于引導出行行為，改善出行結(jié)構(gòu)起著重要的作用。

5 結(jié)論

居民廣義出行費用主要考慮了直接經(jīng)濟成本、時間成本、舒適性成本重要影響因素，把廣義出行成本作為效用函數(shù)，對傳統(tǒng)的Logit模型進行改進，建立新的Logit模型，因此可研究3種出行成本對居民出行方式選擇的影響。通過對出行方式的廣義出行費用進行分析，結(jié)果表明公共交通是低成本、高效率的出行方式，應對停車設施和收費分區(qū)發(fā)展，提高小汽車的廣義出行費用，降低小汽車的出行比例，優(yōu)化城市交通出行結(jié)構(gòu)。該模型具體情況如下：

（1）該模型能夠反映居民出行者對經(jīng)濟成本、時間需求、舒適性考慮，進行理性選擇的情形，符合真實情況，具有有效性。

（2）根據(jù)出行廣義費用，重點放在直接經(jīng)濟成本（停車費用、燃油費）、時間成本、舒適性成本上，建立了改進的Logit模型，使模型更加具有針對性、簡單、直觀、方便求解，有利于進行出行行為分析。

（3）該模型考慮的影響因素較少，個人經(jīng)濟收入情況、出行目的、停車時間等影響因素均對居民出行選擇產(chǎn)生影響。

［1］葛昱，李偉，張秀媛.城市中心區(qū)內(nèi)停車價格對出行行為的影響分析［J］.2010，40（3）:43-47.

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［7］Transportation Elasticities. How prices and other factors affect travel behavior［R］. November 2011，Victoria transport policy institute.

Analysis of Travel Mode Choice Behavior of Urban Residents Based on Generalized Cost

He Suzhen
（School of Traffic & Transportation，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China）

Based on travel cost， time cost and comfort cost， the model of generalized trip cost for urban residents is established，the generalized travel cost function is used as a function of the utility to improve the traditional logit model， the travel behavior of residents from the perspective of generalized travel costs is studied. Parameter calibration of the improved logit model is conducted by TransCAD， the results indicate that the payment method of direct economic cost has great influence on the choice of the travel of the car， and the parking fee plays a key role.When the parking fee of CBD reached 15 yuan /h and parking fee of transfer area reached 10 yuan /h， car travel transfer ratio would reached 20%. Developing reasonable measures of parking fees and charges， increasing the generalized travel cost of car and improving the level of public transport services are effective to improve urban resident trip structure and to ease central area congestion.

trip mode； generalized cost； improved logit model； parking fee； travel mode share ratio

U491.1+4

A

1672-9889（2016）01-0079-05

何素貞（1990-），女，河南平頂山人，碩士研究生，研究方向為交通運輸規(guī)劃與管理。

2015-07-10）