面向MaaS系統(tǒng)的交通廣義費用模型研究

摘" 要：為推動城市內(nèi)Mobility as a Service系統(tǒng)構(gòu)建，并解決其票務(wù)支付一體化和換乘服務(wù)的相關(guān)問題。文章首先從MaaS系統(tǒng)的特性出發(fā)，分析MaaS系統(tǒng)框架的構(gòu)成及其關(guān)鍵因素；其次在考慮上述關(guān)鍵因素的基礎(chǔ)上，以單一類型交通方式費用、換乘費用和服務(wù)費用為核心，構(gòu)建了基于MaaS系統(tǒng)的交通費用模型；然后考慮出行時間和舒適度，構(gòu)建了面向MaaS系統(tǒng)的交通廣義費用模型，以解決票務(wù)支付一體化和換乘費用等問題；最后以成都市為例，定量分析了模型內(nèi)各項參數(shù)并使用不同模型計算出行費用、時間，以出行費用和廣義費用作為評價依據(jù)，分析得出基于MaaS系統(tǒng)的交通費用模型所具有的優(yōu)勢。從而為整合交通資源、建立城市MaaS交通體系提供合理依據(jù)。

" 關(guān)鍵詞：城市交通；費用模型；MaaS；廣義費用；換乘費用

" 中圖分類號：F506" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2025.05.024

Abstract： To promote the construction of MaaS system within the city and to solve the problems related to the integration of its ticket payment and interchange services. In this paper， we first analyze the composition of MaaS system framework and its key factors from the characteristics of MaaS system. Secondly， based on the consideration of the above key factors， the transportation cost model based on MaaS system is constructed with the cost of a single type of transportation mode， interchange cost and service cost as the core. Then， considering travel time and comfort， a transportation generalized cost model for MaaS systems is constructed to address issues such as ticket payment integration and transfer costs. Finally， taking Chengdu City as an example， we quantitatively analyzed the parameters in the model and used different models to calculate the travel cost and time， and took the travel cost and the generalized cost as the evaluation basis， and analyzed and concluded the advantages of the transportation cost model based on MaaS system. Thus， it provides a reasonable basis for integrating transportation resources and establishing an urban MaaS transportation system.

Key words： city transportation; cost modeling; MaaS; generalized cost; interchange cost

0" 引" 言

出行即服務(wù)（Mobility as a Service， MaaS）是近年來提出的新型交通服務(wù)模式，其內(nèi)涵為從交通需求角度出發(fā)，整合各類交通資源，為出行者提供定制的一站式出行服務(wù)。整合多種交通方式進(jìn)行門對門的無縫運輸服務(wù)需要高度一體化的費用模型，合理的換乘費用、服務(wù)費用可以提供更高質(zhì)量的交通服務(wù)，降低時間成本，甚至轉(zhuǎn)變出行者的交通理念，對于緩解交通擁堵、污染等問題都具有一定的意義。

" 近年來，國內(nèi)外專家學(xué)者對MaaS交通系統(tǒng)框架進(jìn)行了一系列研究。芬蘭交通協(xié)會主席Sampo Hietanen在2014年芬蘭召開的歐盟ITS大會上首先提出了MaaS的概念。Kamargianni et al.[1]提出MaaS的關(guān)鍵技術(shù)為票務(wù)支付一體化、移動套餐和ICT集成。Karlsson et al.[2]認(rèn)為MaaS系統(tǒng)應(yīng)包含：出行信息整合、預(yù)約支付整合、服務(wù)供給整合和社會目標(biāo)整合。Xu et al.[3]將出行偏好與出行需求的時空分布相結(jié)合，構(gòu)建了MaaS系統(tǒng)的需求響應(yīng)框架，為定量分析MaaS系統(tǒng)提供了思路。而在交通費用模型的相關(guān)研究中，Chu et al.[4]分析了城市客運交通的效益模型，并建立了以社會效益為目標(biāo)函數(shù)的多式聯(lián)運走廊系統(tǒng)定價模型。高婷婷等[5]定量分析了城市內(nèi)各種交通方式的出行成本，并建立了城市交通的出行費用模型。王月等[6]結(jié)合低碳理念與服務(wù)收益構(gòu)建了交通費用的多目標(biāo)優(yōu)化模型。楊忠偉等[7]分析了不同種類的出行成本對出行結(jié)構(gòu)的影響機(jī)理并以北京市為例進(jìn)行了研究。李珺等[8]基于碳排放、時間懲罰和運輸成本建立了綠色多式聯(lián)運路徑優(yōu)化模型。戶佐安等[9]構(gòu)造了基于多個決策主體目標(biāo)的廣義費用函數(shù)，并建立了以其為決策目標(biāo)的多式聯(lián)運路徑優(yōu)化模型。范琪等[10]構(gòu)建了基于廣義出行費用的各類交通方式優(yōu)勢出行概率密度曲線并得出優(yōu)勢距離。

" 綜上所述，目前對于MaaS系統(tǒng)的研究仍處于起步階段，且多為框架、策略方面的研究，對于定量化的研究較少。而在交通費用一體化模型的研究中，更關(guān)注于貨物的多式聯(lián)運，對于以“服務(wù)”為核心并考慮出行者偏好的交通費用模型研究較少。本文針對當(dāng)前存在的問題，考慮出行偏好和多種交通運輸方式，建立基于MaaS系統(tǒng)的交通費用模型并通過廣義費用函數(shù)進(jìn)行定量分析。完善我國的MaaS系統(tǒng)框架，對于MaaS系統(tǒng)的實際應(yīng)用和在各地推廣提供幫助，具有重要的研究意義。

1" 模型構(gòu)建思路

1.1" MaaS系統(tǒng)框架

" MaaS系統(tǒng)與傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)不同，其核心為整合多種交通資源并提供一體化的高質(zhì)量交通服務(wù)。公共交通和私人交通的時空自由度并不相同，由于我國屬于公共交通為主導(dǎo)的交通模式，其MaaS系統(tǒng)的發(fā)展情況應(yīng)以公共交通為主，輔以共享化的私人交通，具體如圖1所示。

根據(jù)MaaS系統(tǒng)理念，將出行方式劃分為固定型、半固定型和靈活型；出行者提供出行需求數(shù)據(jù)，包含時間、空間和出行偏好；運輸企業(yè)整合各類交通資源、提供一體化服務(wù)并構(gòu)建交通信息平臺；信息平臺可收集出行者的出行需求，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行需求響應(yīng)和資源分配；而政府部門應(yīng)作為第三方監(jiān)管機(jī)構(gòu)對運輸企業(yè)和出行者進(jìn)行監(jiān)管，以提升交通服務(wù)質(zhì)量并進(jìn)行獎懲。綜上，本文構(gòu)建的MaaS系統(tǒng)框架如圖2所示。

由圖2可知，出行偏好表示出行者對各類交通方式的偏好或優(yōu)先選擇順序；固定型交通表示運行路線固定的公共交通方式；半固定型交通表示運行路線部分可變的交通方式；靈活型交通表示運行路線、服務(wù)范圍等可根據(jù)需求變化的交通方式[3]。

根據(jù)我國的交通情況和上述各項參數(shù)的描述，從簡化計算的角度，確定本研究中MaaS系統(tǒng)的參數(shù)，具體如下所示：

（1）本模型中設(shè)置固定型為公交、半固定型為定制公交、靈活型為網(wǎng)約車；

" （2）本模型的公交與定制公交核載30人、網(wǎng)約車核載3人；

" （3）為保證服務(wù)質(zhì)量，MaaS系統(tǒng)最多提供1次換乘行為且均為交通工具等待出行者。

1.2" MaaS系統(tǒng)交通費用模型框架

" 以MaaS系統(tǒng)框架為基礎(chǔ)，考慮出行、換乘和一體化的費用構(gòu)建MaaS系統(tǒng)交通費用模型框架，具體如圖3所示。

由圖3可知，出行費用表示出行過程中的交通費用，由單一交通方式的費用和MaaS套餐的折扣構(gòu)成；換乘費用表示出行者換乘行為的費用，由交通工具的等待費用和運輸企業(yè)協(xié)調(diào)費用構(gòu)成；而一體化費用表示運輸企業(yè)為實現(xiàn)MaaS系統(tǒng)內(nèi)一體化支付等功能所收取的費用，由技術(shù)費用和接口費用構(gòu)成。為明確計費流程，對費用模型內(nèi)的各項參數(shù)進(jìn)一步闡述，具體如下所述：

" （1）MaaS系統(tǒng)使用者越多，其折扣力度越大；即套餐折扣系數(shù)與MaaS系統(tǒng)的使用者數(shù)量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)；

（2）MaaS系統(tǒng)使用者越多，其一體化接口越多，費用也會相應(yīng)增長；即一體化費用與MaaS系統(tǒng)的使用者數(shù)量呈現(xiàn)正相關(guān)；

" （3）政府部門可根據(jù)出行者的反饋，宏觀調(diào)控MaaS系統(tǒng)內(nèi)的各項費用，以確保高質(zhì)量的服務(wù)和運輸效益。

2" MaaS系統(tǒng)交通費用模型構(gòu)建

2.1" 基于MaaS系統(tǒng)的交通費用模型

2.2" 換乘總費用函數(shù)

2.3" 一體化費用函數(shù)

3" MaaS系統(tǒng)廣義費用模型構(gòu)建

3.1" 傳統(tǒng)交通系統(tǒng)廣義費用分析

3.2" MaaS系統(tǒng)廣義費用分析

4" 算例分析

4.1" 算例構(gòu)建

不同交通工具的費用受城市發(fā)展、經(jīng)濟(jì)水平等因素影響較大；而不同年齡階段的出行者對MaaS系統(tǒng)的接受程度也不相同，如旅行者更注重可達(dá)性、運輸效率和隱私性，而學(xué)生或青年人則會對費用、環(huán)境、服務(wù)質(zhì)量更注重，對MaaS系統(tǒng)的接受程度也更高[11]。本算例以四川省成都市為例，對市區(qū)內(nèi)常用的交通方式進(jìn)行調(diào)研，并使用本文提出的MaaS系統(tǒng)交通費用模型對出行者的交通費用進(jìn)行定量計算，并與傳統(tǒng)交通系統(tǒng)的費用模型進(jìn)行比較，進(jìn)而探討其可行性與優(yōu)勢。

由于各地交通方式的費用標(biāo)準(zhǔn)受物價、收入水平、服務(wù)時間段等因素影響，本模型的相關(guān)參數(shù)標(biāo)定遵循以下假設(shè)：

（1）各種交通方式費用標(biāo)準(zhǔn)均以成都市的相關(guān)規(guī)章為準(zhǔn)；

（2）同種交通方式的不同等級交通工具，以費用居中的型號作為模型內(nèi)的研究對象；

（3）假設(shè)出行服務(wù)時間均為普通時段，不考慮早晚高峰和節(jié)假日的溢價；

（4）交通換乘只能發(fā)生在節(jié)點處，且每個節(jié)點處最多只能完成一次換乘；

（5）接受交通服務(wù)的出行者僅為一人；

（6）出行者收入適中、出行偏好僅與舒適度相關(guān)。

構(gòu)建出行需求路線仿真數(shù)據(jù)庫：隨機(jī)生成50個出行需求路線；出行需求的出發(fā)和到達(dá)時間均在30min以內(nèi)，出發(fā)和到達(dá)地點均在10km*10km的矩形區(qū)域內(nèi)；預(yù)約需求點數(shù)據(jù)還包含換乘順序。通過仿真數(shù)據(jù)驗證模型的可行性和有效性。具體如表2所示。

4.2" 算例仿真與參數(shù)分析

綜上，出行者使用MaaS交通系統(tǒng)可提高交通服務(wù)質(zhì)量，且在出行的廣義費用上更具優(yōu)勢。

5" 結(jié)" 論

" 本文基于MaaS系統(tǒng)的交通理念，將出行時間和舒適度作為研究因素，以單一交通方式費用、換乘費用和服務(wù)費用為基礎(chǔ)構(gòu)建了基于MaaS系統(tǒng)的交通費用模型。以成都市出行交通為例，從交通出行費用、出行時間和舒適度廣義費用角度出發(fā)，定量分析了MaaS系統(tǒng)的交通費用模型內(nèi)各項參數(shù)，并討論了基于MaaS系統(tǒng)的交通費用模型相較于傳統(tǒng)交通系統(tǒng)費用模型的優(yōu)勢。該研究結(jié)果可為解決票務(wù)支付一體化、換乘服務(wù)等問題提供思路，且為城市構(gòu)建MaaS系統(tǒng)提供合理依據(jù)，可進(jìn)一步促進(jìn)交通資源優(yōu)化配置，實現(xiàn)城市交通系統(tǒng)的良性發(fā)展。

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