基于全過程出行的城市內(nèi)部公共交通選擇模型

王鈺文

(重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶 400074)

在出行需求快速增長的階段，僅依靠道路建設(shè)、智能交通等工程手段難以解決城市及區(qū)域交通發(fā)展的瓶頸問題，需從人的“心理-行為”視角解析交通系統(tǒng)現(xiàn)象、特征、規(guī)律，進(jìn)而制定新的規(guī)則措施改善交通系統(tǒng)。該文基于全過程區(qū)域出行，根據(jù)城市內(nèi)部公共交通出行行為影響因素，以乘客的需求為出發(fā)點(diǎn)，建立城市內(nèi)部公共交通方式選擇模型。

1 問題描述與建模

1.1 問題描述

全過程區(qū)域出行包括區(qū)域間出行與城市內(nèi)部出行。傳統(tǒng)的區(qū)域出行研究中，將城市作為節(jié)點(diǎn)，著重研究城市與城市間的出行方式分擔(dān)與運(yùn)輸組織，未考慮城市內(nèi)部出行間的相互影響。為此，該文基于全過程出行，探討影響城市內(nèi)部出行的因素，建立城市內(nèi)部公共交通出行選擇模型。

如圖1所示，一次完整全過程區(qū)域的城市內(nèi)部出行包括多階段的出行服務(wù)及多種交通方式的組合。其中：階段Ⅰ為小區(qū)出行，從家出發(fā)至就近的公交車站或軌道交通站點(diǎn)；階段Ⅱ?yàn)槌鲂姓邚木徒囌境霭l(fā)，通過市內(nèi)各種出行方式到達(dá)工作地、購物中心或?qū)ν饨煌屑~站；階段Ⅲ為返回到達(dá)小區(qū)出行，此刻小區(qū)為最終目的地，與階段Ⅰ類似。

圖1 城市內(nèi)部出行階段劃分模型

不同階段的出行方式選擇需考慮價(jià)格、時(shí)間、舒適性等因素，即乘客從交通源頭出發(fā)，無論是小區(qū)出行還是通勤與娛樂出行，都會(huì)存在多種交通方式，如軌道交通、常規(guī)公交、出租車、定制公交等，乘客追求的是高質(zhì)量的出行模式，究竟何種交通方式更滿足乘客的出行需求是現(xiàn)今有待解決的問題。

1.2 影響市內(nèi)全過程出行階段的因素

市內(nèi)全過程出行階段影響因素包括出行者屬性和出行屬性。前者側(cè)重于考慮出行者的家庭規(guī)模、性別、年齡、職業(yè)、收入等；后者考慮出行方式特性，側(cè)重經(jīng)濟(jì)性、準(zhǔn)時(shí)性和便捷性(見圖2)。

圖2 城市內(nèi)部出行階段影響選擇的關(guān)鍵因素

在出行者屬性方面，必須優(yōu)先考慮城市的社會(huì)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。一線城市人流密度大，車輛舒適感、路網(wǎng)密度、人口密度、通行能力等對(duì)于乘客的出行心理存在較大影響。二線及其他城市也會(huì)有相應(yīng)影響因素，但遠(yuǎn)小于一線城市。在考慮城市社會(huì)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的基礎(chǔ)上，應(yīng)注重職業(yè)、年齡、收入、是否持有駕照、家庭規(guī)模大小等因素對(duì)出行的影響。例如對(duì)同一等級(jí)的城市，一般而言，業(yè)務(wù)員、推銷員的汽車使用率高，因而他們的出行方式更多的是私家車出行，而較少選擇公共交通方式。出行者的出行選擇還會(huì)受家庭收入的約束，家庭支出越高，家庭轎車的保有率就越高，公共交通方式的利用率就會(huì)減少；家庭的總收入越高，會(huì)選擇更快捷的方式如軌道交通出行，而收入較低家庭更愿意選擇價(jià)格相對(duì)便宜的常規(guī)公交出行。

1.3 影響不同交通方式選擇的出行者心理因素

就基于全過程出行的出行方式特性(出行屬性)而言，影響交通出行方式的心理因素主要有經(jīng)濟(jì)性、準(zhǔn)時(shí)性和便捷性，乘客在選擇出行方式時(shí)往往存在兼顧以上3種特性的心理。而每種城市交通出行工具的影響方式各不相同，在分析出行者全過程城市內(nèi)部出行行為時(shí)，需考慮其優(yōu)缺點(diǎn)(見表1)，建立評(píng)價(jià)方式，為乘客的路徑選擇提供依據(jù)。

表1 城市內(nèi)部主要公共交通出行方式優(yōu)缺點(diǎn)比較

每種交通方式有其不同的特性，這些特性往往會(huì)成為影響全過程出行中城市交通屬性(經(jīng)濟(jì)性、準(zhǔn)時(shí)性、便捷性)的決定性因素。根據(jù)主觀概率法設(shè)置不同交通出行方式的權(quán)重(見表2)，其中：路線走向主要取決于路線的直線系數(shù)；乘客對(duì)站間距的要求視乘客的心理而定；出行總時(shí)長即乘客路途綜合花費(fèi)時(shí)間；出行成本即單次出行所花費(fèi)用；乘客的舒適度為乘客所感受到的舒適程度。以旅客的出行時(shí)間與平均運(yùn)行速度作為衡量準(zhǔn)時(shí)性的指標(biāo)，路線走向、乘客對(duì)站間距的要求為便捷性指標(biāo)，出行總時(shí)長、平均運(yùn)行速度為準(zhǔn)時(shí)性指標(biāo)，出行成本、乘坐舒適度為經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。

表2 城市內(nèi)部不同公共交通出行方式影響指標(biāo)與關(guān)鍵因素

1.4 基于全過程出行的城市內(nèi)部公共交通方式選擇模型建立

國內(nèi)外學(xué)者基于不同的研究目的和指標(biāo)特征，采用多種回歸方法(如Logistic回歸、線性回歸、負(fù)二項(xiàng)回歸等)研究居民的出行選擇方式。文獻(xiàn)[2-3]總結(jié)了居民出行滿意度的4種研究方法，分別為土地價(jià)格與交通可達(dá)性分析、住宅位置和交通聯(lián)合模型、居民搬家前后的交通行為研究及將受訪者報(bào)告的態(tài)度作為交通偏好指標(biāo)研究。文獻(xiàn)[4]總結(jié)了直接提問法、統(tǒng)計(jì)控制法、工具變量模型法等居民出行選擇方法，認(rèn)為縱向結(jié)構(gòu)方程具有態(tài)度度量、多向因果及多時(shí)間點(diǎn)觀測(cè)優(yōu)勢(shì)，考慮某一時(shí)間節(jié)點(diǎn)的擁擠程度、換乘時(shí)間、換乘次數(shù)等因素建立了不同分配模型，使其成為一種較理想的隨機(jī)平衡處理方法。

下面基于全過程出行機(jī)理中影響出行階段的心理因素，研究城市公共交通方式選擇模型。設(shè)定分值Q滿分為100，分?jǐn)?shù)越高代表越易成為選擇的路徑。根據(jù)上述影響關(guān)鍵因素，得到如下表達(dá)式：

Q=0.250D+0.089Z+0.200T+0.167C+

0.167v+0.127S

(1)

假定研究的區(qū)域社會(huì)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平一致，不考慮道路流對(duì)交通環(huán)境的影響。Z、T、S的分值通過問卷調(diào)查法得到，問卷設(shè)置見表3。

表3 問卷調(diào)查設(shè)計(jì)

對(duì)于上下行一致的路線，假設(shè)該路線從出發(fā)地至目的地的運(yùn)營距離為l，空間距離為d，直線系數(shù)分?jǐn)?shù)修正參數(shù)為αn，軌道交通的修正參數(shù)值為1.28，常規(guī)公交與定制公交的修正參數(shù)值為1.16，則該線路直線系數(shù)分?jǐn)?shù)D為：

D=100αnd/l

(2)

城市內(nèi)部交通僅作為連接人們?nèi)粘；顒?dòng)的方式。低廉的出行價(jià)格有助于降低出行成本，同時(shí)對(duì)公共交通出行方式的選擇具有較強(qiáng)的引導(dǎo)性。假設(shè)線路出行實(shí)際價(jià)格為f，線路最低出行所花價(jià)格為fmin，公共交通的出行價(jià)格分?jǐn)?shù)C與實(shí)際價(jià)格的關(guān)系為：

C=100+fmin-f

(3)

假設(shè)某條公共交通路線實(shí)際平均運(yùn)行速度為va，最大平均運(yùn)行速度為vmax，l代表某種交通方式路線從出發(fā)地至目的地的運(yùn)營距離，tmin代表最短出行時(shí)間，則該線路運(yùn)行速度分?jǐn)?shù)v為：

v=100va/vmax

(4)

vmax=l/tmin

(5)

2 實(shí)例分析

以重慶交通大學(xué)至較場(chǎng)口為例，該出行為城市內(nèi)部全過程出行中的Ⅱ階段，屬于通勤或娛樂出行。目前主流的公共交通出行方式有兩種：一是乘坐軌道交通3號(hào)線從重慶交通大學(xué)站出發(fā)，在兩路口站換乘1號(hào)線至較場(chǎng)口站；二是乘坐308或313路公交車從七公里公交站出發(fā)，至終點(diǎn)站磁器街。2條路線上下行走向一致。

乘坐軌道交通的優(yōu)勢(shì)是不受道路環(huán)境影響，運(yùn)輸速度快、到點(diǎn)準(zhǔn)時(shí)，能解決大運(yùn)量乘客跨區(qū)域的出行難題。但其出行成本較高，從重慶交通大學(xué)出發(fā)需經(jīng)歷一次換乘且需花費(fèi)更高的價(jià)格；車廂擁擠程度較大時(shí)乘客舒適性會(huì)顯著降低。相較于軌道交通，乘坐公交車?？空军c(diǎn)較多，運(yùn)行速度慢，發(fā)車間隔不均衡，受路況波動(dòng)較大。但在同目的地狀態(tài)下路線的可達(dá)性好，不用進(jìn)行站點(diǎn)換乘，且價(jià)格更低；平峰階段公交乘坐人次較少，乘客的舒適程度增強(qiáng)。2種出行方式下各影響指標(biāo)對(duì)比見表4。

表4 軌道交通與公交出行方式關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)比

共發(fā)放調(diào)查問卷149份。為保證乘客有效問卷選項(xiàng)數(shù)據(jù)的可靠性，運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行問卷效度檢驗(yàn)，結(jié)果顯示：KMO值為 0.865>0.6，Sig值<0.01，問卷具有良好的效度。軌道交通與常規(guī)公交兩種出行方式影響分值見表5。

表5 軌道交通與常規(guī)公交兩種出行方式影響分值比較

重慶交通大學(xué)地鐵站至較場(chǎng)口地鐵站的直線距離為7.4 km，公交運(yùn)營距離為9.4 km，最大平均運(yùn)行速度為25 km/h；軌道運(yùn)營距離為11.1 km，最大平均運(yùn)行速度為50 km/h。按式(1)計(jì)算對(duì)應(yīng)項(xiàng)的分值，得到軌道交通與常規(guī)公交兩種主要出行方式的綜合分?jǐn)?shù)分別為87.557、86.575。在相同的出行路線下，不考慮道路環(huán)境變化對(duì)交通造成的影響，多數(shù)乘客更樂意選擇軌道交通出行。

3 結(jié)語

基于全過程出行模式，以影響城市內(nèi)部公共交通出行方式選擇的因素為研究對(duì)象，分析影響市內(nèi)全過程出行階段因素與影響不同交通方式選擇的出行者心理因素，比較常見公共交通工具的優(yōu)缺點(diǎn)，建立城市公共交通方式選擇模型，并以重慶交通大學(xué)站至較場(chǎng)口出行路線為例進(jìn)行分析，說明出行者在選擇交通方式到達(dá)目的地時(shí)應(yīng)考慮各種交通方式的優(yōu)缺點(diǎn)與影響因素。

該文僅從理論定性的角度對(duì)影響因素進(jìn)行靜態(tài)指標(biāo)研究，對(duì)各種影響因素之間的相關(guān)性分析不足。雖然建立了理論模型，但各項(xiàng)影響指標(biāo)的權(quán)重及分?jǐn)?shù)設(shè)置偏主觀化，且建立的模型僅適用于同一等級(jí)的城市。影響程度除取決于靜態(tài)指標(biāo)出行條件的影響因素外，還應(yīng)結(jié)合更多的動(dòng)態(tài)指標(biāo)與數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如根據(jù)道路網(wǎng)中的流量變化得到城市內(nèi)部交通路徑選擇的影響因素，從動(dòng)態(tài)上建立最佳出行選擇方式模型。