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中山大学硕士学位论文 广州市水上巴士需求分析及发展研究 专业：交通信息工程及控制 硕士生：刘耀平 指导教师：李军副教授 摘要 2 0 0 7 年4 月，广州市水上巴士正式开通。和国内多个试行水上巴士的城市一样，广 州市水上巴士面临客流量较少、经营不佳等问题。本文基于实地调研对码头客流辐射范 围及出行生成机理进行了研究，为水上巴士发展提供参考。 论文首先对乘客进行分类并分析其出行特征，总结水上巴士出行与常规交通出行的 区别：小区到码头的距离是影响其出行生成率的一大因素；码头内部没有出行生成； 码头的出行产生量受其吸引量影响。 其次建立了码头的客流辐射范围模型，包括基于统计学理论的客流辐射范围模型， 和适用于通勤乘客的基于可达性的理论模型，应用发现结果比较合理。 再次建立了水上巴士出行生成模型。基于水上巴士出行与常规出行的区别，在传统 出行生成模型基础上引入了距离影响函数，构造基于土地利用和区域交通状况的出行生 成模型，再获取各码头客流辐射范围内的土地利用数据对参数进行标定，对比考虑其它 情况，发现模型选取的影响因素比较有效。 最后，将改进模型应用于水上巴士航线可能增开的码头，得出部分码头潜在客流量 较大。基于上述分析，借鉴国内外城市运营水上巴士的经验，提出广州市水上巴士发展 应该紧密结合码头周边土地利用开发，做好旅游市场，打造品牌效应。 论文基于实地调研，数据较为翔实可靠；基于水上巴士出行特点进行建模，经实际 验证，可信度较高，丰富了水上巴士研究成果。但由于广州市水上巴士开航时间短、码 头少，能获取的客流数据有限，在模型参数选取等方面受限制，有待进一步的改善。 关键词：水上巴士；出行特征；客流辐射范围；出行生成 中山大学硕士学位论文 t r a v e ld e m a n d a n a l y s i so fg u a n g z h o u w a t e r b u s a n ds t r a t e g i e sf o ri t sd e v e l o p m e n t m 勾o r ：t r a f ! e i ci n f o m a t i o ne n g i n e e r i n g a n dc o n t r o l n 锄e ：l i uy a o p i n g su p e r v i s o r ：p r o l ij u n a b s t r a c t g 啪g z h o uw a t e r b u sw a sl 籼c h e di 1 1a p r i l ，2 0 0 7 i t sn o wf a c i n gt h ed i f ：f i c u l t ) ro f1 0 w v o l u n l ea sm a n yo t l 懈c i t i e s t h i sp a p e ri sb a s e do nt h ef i e l ds u r v e yt 0s t u d yw a ：t e r b u s s t a t i o n s s e r 、，i c ea r e aa n dt h ep a s s e n g e r s t r i pg e n e r a t i o nt l l e o r y ，s oa st oe 1 1 r i c ht h es t u d i e si i l t h e s ef i e l d s ，a 1 1 dp r o p o s ef o rw a t e r b u s d e v e l o p m e n t b a s e do nt 1 1 ei n v e s t i g a t i o n ，t h i sp a p e rf i r s t l yd i v i d e st h ep a s s e n g e r si n t os e v e r a ls o r t sa n d a i l a l v z e st h e i rc h a r a c t e r i s t i c s i ta l s os 邶3 m a r i z e 也r e em a i nd i 日e r e n c e sb 娟e e nw a t e r b u s t r i p sa n dn o 肌a lt r i p s ：d i s t a j l c eb e 觚e e n 廿l es t a t i o n s a n dt h ed i s t r i c t s i m p a c t s t h i e g e n e r a t i o nr a t e ；n og e n e r a t i o nw i m i nm eg 眦i o n s ；g e n e r a t i o nv 0 1 u m ei s i n n u e n c e db y t l l ea t t i a c t i o nv o l u m e s e c o n d l yt h i sp a p e re s t a b l i s h e sm o d e l st o c a l c u l a t ew a t e r b u ss t a t i o n s s e i c ea r e a ， i n c l u d i n gs t a t i s t i c sm o d e l sa n di m p r o v e dm o d e l sb a s e do nt h em i n i m m nc o s tf o rc o m m u t e r s t h ca p p l i c a t i o ns h o w st h a tt h e i rr e s u l t sa r er e a s o n b l e 1 1 1 i r d l ym i sp a p e re s t a b l i s h e sw a t e r b u s t r i pg e n e r a t i o ni n o d e l s b a s e do nt h et 1 = l r e em a i n d i 日e r e n c e sb e t 、v e e nw a t e r b u s 仃i p sa r l dn o n n a lt r i p s ，i tc o n s t r u c t st h eg e n e r a t i o nm o d e l s r e l a t e dt ol a n du s ea n d 仃a m ca c c e s s i b i l i t y t h e i rc o m p 撕s o nw i t ho t h e rm o d e l ss h o w st h e i r a p p l i c a b i l i 够 a “a s ti st h ea p p l i c a t i o no ft l l em o d e l so ng u a l l g 吐o uw a t e r b u s 2 删p h a s ep l 锄i n g ，t t l e r e s u l t si i l d i c a t ep o t e n t i a ld e m a l l d so ft h en e ws t a t i o n s b a s eo nt l l ea 1 1 a l y s i sa 1 1 de x p e r i e n c e 丘o mo t h e rc i t i e s ，m i sp a p e rp r o p o s e ss o m es u g g e s t i o nf o rw a t e r b u sd e v e l o p m e n t t h ed a t au s e di nt h i sp a p e ra r er e a ja r l dr e l i a b l e a p p l i c a t i o nr e s u l t sa l s os h o wt l l a tt h e m o d e l sa r er e a s o n a b l e y - e tt h e r ea r es t i us o m ed e f e c t sn e e d e dt ob e 锄e l i o r a t e d k e yw o r d s ：w a t e r b u s ；t r i pc h a r a c t e r i s t i c s ； s e n ，i c ea r e a ；1 1 r i pg e n e r a t i o n i i 论文原创性声明内容 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成 果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明 确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：朝惨争。 日期：抄7 年易月r 日 中山人学硕十学位论文 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文 的电子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制 并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位论 文的内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他 方法保存学位论文。 学位论文作者签名：以彬j p 日期：7 年善月y 日 言慧帮日 日期：矿罗年彳月9 日 中山大学硕+ 学位论文 中山大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“中山大学硕士、博士( 硕士) 学位论文版权 使用规定 ，同意中山大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权中山大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名：囱整聋： 导师签名： 蝗年土月羔日 中山大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第一章绪论 “水上巴士，是在地面交通系统日益完善、轨道交通高速发展的时代背景下，水 上客运尝试摆脱萎靡困境、寻求新发展的一种方式。 由于水上巴士客运方式发展历史较短，相关研究文献较少，不同地区采取的运营方 式稍有差别，目前还没有一个完整的权威定义。总体而言，可以从以下几方面将水上巴 士与传统水上客运方式进行区别： ( 1 ) 就其运行工具而言，水上巴士多采用现代化的、容量较大或者运行速度较快、 外观相对优美的中小型船只。 ( 2 ) 就运行线路而言，在城市内河或者港湾内循固定航线，连接几个码头，乘客可 在任意一个码头上落，与传统渡轮的点对点方式有很大差别。 ( 3 ) 就班次票价而言，大多数有固定班次时刻，定时往返行驶，票价相对于水上旅 游交通便宜很多，与常规公交相近，是着眼于解决市民出行问题、作为公交地 铁等公共交通系统一个重要补充的、适应时代发展的水上客运方式。 1 1 1 水上巴士运行背景 随着城市公共交通系统完善、轨道交通快速发展以及过江桥梁隧道的增加，水上客 运遭遇巨大的挑战。与其他交通方式相比较，水上客运舒适性差、速度慢、发船密度低、 “点对点 以致通达性差的劣势日益明显【l 】。出行者转向更为舒适快捷的交通方式，导 致水上客运客流量逐年递减。而水上客运运营成本日益高涨，已经成为限制其竞争力的 巨大瓶颈。 以广州市为例，从上世纪九十年代开始，公交线网逐渐覆盖城市的每一个角落，地 铁这种运行速度更快、效率更高的现代轨道交通方式开始运行并快速发展，市内水上客 运受到常规公交和轨道交通的激烈竞争。同时广州城市规划摆脱以往对水域的依赖，向 周边发展，水上客运难以对这些区域和新聚居人群产生吸引力。尽管具备良好的水上客 运条件，广州也不得不面临水运客流量剧减的现实。数据显示，广州市公共客轮客流量 在1 9 8 8 年达到历史顶峰，仅客轮公司年客运量就近1 2 亿人次。但是从1 9 9 0 年开始， 水运市场不断下滑，至今还处于严峻的“萧条 时期( 如图1 1 ) 。轮渡在公共交通运输总 量中所占的比重也逐年大幅递减，水上客运地位的下降难以避免【2 1 。 广州市水上巴士需求分析及发展研究 ，、 蛞 _ k v 岫 删 婶 八、 、 _ i-ii-il- 图l - 1 19 8 0 年 2 0 0 5 年广州市公共客轮客流量变化 注1 ) 资料来源于广州交通信息网，2 0 0 5 年广州市交通发展年度报告 年份 2 0 0 6 年广州市新一轮城市总体发展战略规划明确提出“建立以轨道交通站点为核 心，以轨道交通为骨干、常规公交为支线，出租车、轮渡等为补充的多模式、多层次、 高效率的一体化公共交通体系”的目标。水上客运作为公共交通体系的一个组成部分， 面临着摆脱困境的良好机遇。 珠江是广州市发展水上交通得天独厚的优良条件，近几年来广州市政府对珠江河道 两岸的开发利用反复论证进行总体规划。据广州市城市总体规划( 2 0 0 l 2 0 1 5 ) ( 以下 简称规划) ，珠江大桥至广州大桥河段以及广州大桥至黄埔大桥河段为城市风景游 览河段，结合旧城改建、新城建设、码头整改等建设主题花园、文体公园、旅游公园和 绿化广场，打造重点景观区。白鹅潭至丫髻沙大桥段为城市西端中心滨水公共活动区段， 通过基础设施投入，吸引商业办公、文化娱乐、综合居住开发。丫髻沙大桥至小谷围岛 西端为城市公共活动区段，配合新城市中轴线的南延建设新客运港，形成新城市中轴线 南端的城市公共区。官洲岛至黄埔港段主要通过强化生态界面，建设高科技园区滨水景 观带。这一系列的规划建设为未来水上客运发展提供服务水平更高的载体。 1 1 2 广州市试行水上巴士 面对水上客运萎缩的困境，以2 0 1 0 年第1 6 届亚运会为契机，广州市相关部门重新 探讨水上客运总体格局，开创水上公共客运和观光休闲相结合的新型水上客运方式，尝 试大力发展水上巴士。 2 0 0 7 年4 月1 0 日，经过广州市交通委员会等单位的广泛调研，征求专家和市民的 意见之后，广州市水上巴士试验线路正式开通。广州市客轮公司初步规划配备4 艘原珠 江夜游船和2 艘快速船投入水上巴士运营。快速船为6 0 客位，平均运行航速超过3 0 公 里小时；4 艘旅游船中，1 艘为1 0 0 客位，另外3 艘为2 5 0 客位，平均运行航速为1 8 2 0 2 中山大学硕士学位论文 公罩，j 、时，均高于目前广州市公共汽车1 6 公里川、时的平均车速 ”。 试验航线全长9 公里，设置中大码头、天字码头、西堤码头和芳村码头共4 个码头 ( 如图i 一2 所示) ，全程最快约需3 0 分钟，最慢约5 0 分钟。 圈1 也广州市水上巴士线路示意酗 水上巴士首班船发出刚间为7 ：0 0 ，尾班船时间为1 8 o o 。高峰时段始发站每2 0 分钟 对开1 个航班，其余低峰时段每3 0 分钟对升1 个航班。票价方面，实行按站收费制， 柑邻两码头之间为l 元超过一个码头为2 元，全程2 元。6 0 周岁以上持有老人优惠证 的乘客享受半价优惠，6 5 周岁以上的老人免赞乘船。每个码头设有羊城通刷卡机，并在 芳村码头、西堤码头和天字码头安装g p s 自动报站系统。 作为“试验线”，“芳村一西堤一天字一中大”线路为水上巴士未柬的开拓提供丰富 经验。水卜巴士与轮渡和珠江游共同构造层次分明、互补协调的水上客运体系结构，满 足居民出行多样化需求和精神文化需要。据有关部门规划，根据珠江沿岸的规划发展情 况，结合珠江北航道东部码头规划建设，充分考虑码头周边区域发展及居民出行需求状 况，近期可能从中心城区珠江两岸现有的二十多个码头中选取部分码头作为水上巴士二 期码头，开辟新线路，增强海珠区东北部区域与天河南部c b d 区域联系，以及加强海 珠区西南区域与荔湾芳村区域联系。 1 1 3 水上巴士发展现状 水上巴士运行以来，据广州市客轮公司记录，除开通当月( 0 7 年4 月) 以及5 月和1 0 月存在“黄金周”的月份客流量比较大( 注：4 月份从4 月1 0 日起算) ，其余每个月客流 鼍基本上为8 万一9 万人次( 如图1 - 3 ) ，工作目每天2 5 0 0 4 0 0 0 人次，非工作日4 5 0 0 “0 0 0 广州市水上巴士需求分析及发展研究 人次。 1 6 0 0 0 0 ，、1 4 0 0 0 0 蛞1 2 0 0 0 0 o1 0 0 0 0 0 删8 0 0 0 0 冀三吕：吕吕 蛙4 0 0 0 0 蹈 2 0 0 0 0 0 冬冬争冬冬 图1 32 0 0 7 年4 月至2 0 0 8 年7 月广州市水上巴士客流量 6 0 0 0 5 0 0 0 4 0 0 0 一 3 0 0 0 咖1 2 0 0 0 器 1 0 0 0 鉴 0 根据统计，目前广州市水上巴士工作日每天开出3 2 3 5 个航班，平均每个航班载客 7 0 至1 2 5 人；非工作日开出3 6 4 0 个航班，平均每航次载客1 2 5 至1 6 5 人。水上巴士以 超过2 0 0 座的大型旅游船为主，工作日和非工作日平均每航次全程上座率分别约为4 8 和7 2 。由于多数乘客中途上下船，并非全程乘坐，经过统计水上巴士实际平均上座率 为1 5 2 0 。 可见目前水上巴士客流市场尚未得到最大开发，客运量偏低。2 0 0 7 年广州市水上巴 士共运送乘客8 8 7 万人次，日均3 3 4 6 人次。在同期城市公共交通客运总量中，水上巴 士所占比例很低( 如表1 1 所示) ，仅为o 3 7 o ，即每万人次公共交通出行中仅有4 人次 采用水上巴士方式。 表1 1 水上巴士客运量和城市公共交通客运黾比较 月份( 2 0 0 7 年) 4 月5 月6 月7 月8 月 公共交通客运量( 万人次) 2 6 3 7 2 7 2 5 4 3 3 9 2 2 5 5 2 8 012 5 7 4 0 4 7 2 7 0 4 0 16 水上巴士客运量( 万人次) 1 0 2 31 58 6 48 7 29 9 4 比例( ) o 3 9o 5 90 3 40 3 4o 3 7 月份( 2 0 0 7 年) 9 月1 0 月1 1 月1 2 月合计 公共交通客运量( 万人次) 2 6 9 4 6 1 l 2 5 8 8 52 6 7 2 7 5 42 8 6 5 7 6 72 3 8 3 3 1 6 水上巴士客运量( 万人次) 8 0 811 5 78 6 27 8 88 8 6 7 比例( o ) 0 30 4 5o 3 2o 2 8o 3 7 注2 ) 城市公共交通客运量数据来源于广州统计信息网，h 卸：、v w w - g z s t a t s g o v c n 从数据记录可以看出，目前水上巴士客流已渐趋平稳，短期内不会有太大变动。由 于水上巴士投入成本较高，低客流量、低上座率的现状使得水上巴士面临两大难题： 4 中山大学硕士学位论文 ( 1 ) 经济效益方面，水上巴士运营入不敷出 运营收入低，投入成本和运营成本高。据悉水上巴士每日售票收入为5 0 0 0 7 0 0 0 元。 由于水上巴士采用标定功率为约1 3 5 千瓦j 、时、设计航速为1 2 节( 折算为2 2 公里小时) 的发动机，每小时油耗约2 5 千克( 折算为2 2 升) ，按当前柴油每吨5 4 0 0 元的价格计算， 每艘船每天的油耗成本为2 5 0 0 3 0 0 0 元，四艘船每天的油耗费用超过一万元。再加上船 舶及其它设施的投入，船体维护及员工工资等，目前水上巴士的经济收益远低于其经营 成本。 ( 2 ) 社会效益方面，没有达到理想效果 水上巴士的社会效益包括乘客出行便利受益、城市交通受益和城市形象受益等。由 于水上巴士客流量较低，乘客的总体净收益不高，其分担城市交通压力的作用也就有限。 在树立城市文化品牌，提升城市形象方面，水上巴士确实起到了一定的作用。但仅靠目 前这条9 公里的线路，还难以到达规划的最初设想。而且有不少乘客反映水上巴士 的服务设备较差，有损城市形象。可见水上巴士的社会收益还不高，离规划中设计 的“绿+ 蓝 的蓝图相去甚远。 1 2 研究意义 水上巴士的开通，创新了水上客运发展新理念，是水上客运应对新形势、新挑战的 自我调整。广州市内河汊密布，城市空间总体上呈沿河“带状分布 的地理形态，其水 上公共客运轮渡发展已有上百年历史。作为广州市致力打造的城市品牌，珠江水运文化 及其综合功能有待进一步的传承与发展。无论是从历史文化的角度还是城市交通规划的 角度来考虑，水上客运在广卅i 市将肯定会一直持续下去，以更多元化、高水平的面貌丰 富珠江航运内涵，提升广州城市品位。 而作为集公交、休闲、娱乐、观光于一体的新型水上客运方式，水上巴士在国内外 运营的历史不久、经验不足。有关水上巴士的科研成果不丰富，相关资料缺乏。水上巴 士客运方式是一种借鉴常规公交运营的交通方式，由于运载工具、运行环境、停靠站点 等与其它交通方式存在较大差别，其出行生成机理不同于一般的交通出行。 因此，在国内众多具备水上客运条件的城市踊跃尝试开通水上巴士的背景下，很有 必要分析广州市水上巴士乘客的出行特征，结合调研数据和珠江沿岸的交通现状对水上 巴士码头的影响范围进行研究，分析码头的客流辐射范围；并结合传统的出行生成模型， 通过分析影响水上巴士乘客出行生成的主要因素，基于码头周边影响范围内的土地利用 状况，分析水上巴士的出行生成机理，进一步丰富水上巴士研究成果，为广州市水上巴 士二期规划以及其它有意开通水上巴士的城市提供有用经验。 5 广州市水上巴士需求分析及发展研究 1 3 研究内容与方法 论文是基于2 0 0 8 年3 、4 月份针对广州市水上巴士客流量和乘客出行特征的调研结 果展开的。调研除了获取试运行以来水上巴士各码头之间的客流o d 数据之外，还获得 了有关乘客出行特征的四方面内容：乘客的基本信息，包括年龄、每周乘坐水上巴士 次数、乘坐目的等；当次乘坐水上巴士的相关信息，包括时刻、从出发地到达码头的 时间和换乘方式、目的码头、到达码头后前往目的地的换乘方式等；乘客对价格一时 间组合的选择；乘客对水上巴士服务的满意程度，意见反馈和相关建议等。 通过调研获取的数据信息，分析水上巴士乘客出行的主要影响因素。由于有关水上 巴士出行的研究成果较少，没有专门用于求解水上巴士码头客流辐射范围的模型与方 法，论文在借鉴其它交通站点客流辐射范围求解方法的基础上，结合调研结果构建计算 水上巴士码头客流辐射范围的模型，并结合实际情况对模型进行检验，力求获取较好的 模型，填补这一领域的空白。 继而考虑水上巴士出行的特殊性，引入距离影响函数，在传统出行生成模型方法的 基础上，设计基于码头周边土地利用状况和区域交通通达性的水上巴士出行生成模型。 获取以上计算出来的码头客流辐射范围内的土地利用数据和其它数据，对模型参数进行 标定，并将模拟计算的结果与传统方法进行比较，对模型进行改进。 最后，将改进后的模型应用于广州市水上巴士二期可选的部分码头，计算这些码头 潜在的水上巴士客流量，对二期线路开通的可行性进行分析评价。然后总结国内外城市 运营水上巴士的经验，结合广州市经济发展和城市交通建设规划，为水上巴士发展建言 献策。 具体的研究思路框图如图1 4 所示。 6 中山大学硕士学位论文 1 4 论文结构安排 图1 4 研究思路框图 论文分为七章，每章主要内容如下： 第一章归纳分析广州市水上巴士的开通背景、运行现状和当前的客流状况，提出论 文研究的意义，概括主要研究内容和方法； 第二章为文献回顾，分析总结水上巴士研究成果，回顾交通站点客流辐射范围的研 究方法，对比水上巴士码头客流辐射机理，并回顾交通出行生成的基本思想和模型，分 析水上巴士出行生成机理与常规出行生成机理的异同； 第三章介绍调研实施过程和统计分析结果，通过分析乘客出行特征寻找规律，为码 头客流辐射范围建模和出行生成建模作理论和数据方面的准备； 7 广州市水上巴士需求分析及发展研究 第四章借鉴其他交通站点客流辐射范围算法建立统计模型和理论模型，通过实例对 模型进行验证，获得水上巴士码头的客流辐射范围： 第五章基于交通出行生成基本理论，结合水上巴士乘客出行特征，建立水上巴士出 行生成模型，利用码头客流辐射范围内的土地利用数据等对模型进行应用评价，将模拟 结果与按常规交通出行生成模型计算的结果进行对比，改进和修正模型； 第六章将出行生成模型应用于水上巴士二期可选的部分码头，计算当前条件下的潜 在出行生成量，对码头规划进行初步评价，并借鉴国内外城市运行水上巴士的经验，对 广州市水上巴士发展提出建议； 第七章总结论文的研究成果，对存在的问题进行分析讨论。 8 中山大学硕士学位论文 第二章相关研究回顾 2 1 水上巴士相关研究成果 目前，国内仅上海、广州、杭州、苏州、南京等几个城市开通了水上巴士，对水上 巴士的研究在近几年才受到重视。其中，同济大学交通工程学院等科研单位对黄浦江水 上客运的研究，成果最为丰富。2 0 0 5 年4 月，同济大学水上巴士项目组开展了大规模的 沿江调查，获得了沿江出行者的出行特征信息，在此基础上进一步对黄浦江水上巴士进 行深入研究。 同济大学的贺宁等( 2 0 0 5 年) 针对黄浦江水上交通的现状，提出了构建黄浦江水上 巴士客运系统的规划方案，通过分析城市对外枢纽对沿江节点的可达性，重新规划了黄 浦江水上巴士的运行方案，提出以主线为骨干，短线和摆渡线相补充的设想，并将水上 巴士服务定位为“客运通道+ 游憩走廊”两方面【4 】。陈川( 2 0 0 6 年) 从企业、政府、公 交等不同视角，探讨了黄浦江水上巴士服务模式设计原则，从多角度对水上巴士服务系 统的改进提出意见 5 】。贺宁( 2 0 0 6 年) 根据大规模的沿江调查，分析水上巴士的市场需 求及其与其他交通的对比，进一步明确了水上巴士的功能定位和线路的功能区分，并确 定了黄浦江水上巴士近期的线路、票价、速度及发船频率等运营特征【6 】。王方等( 2 0 0 7 年) 基于s p 数据建立非集计模型，得到了不同票价下黄浦江水上巴士各线路的客流分 担量，并提出了一些提高水上巴士客流分担比的具体措施【7 1 。贺宁等( 2 0 0 8 年) 同样将 非集计模型应用于黄浦江水上巴士规划，对水上巴士服务模型选择进行分析并预测需 求，对上海市水上巴士未来客流增长空间进行了判断【8 】。陈川( 2 0 0 7 年) 以2 0 1 0 年上 海世博会黄浦江客运交通组织研究为依据，以世博会交通体系设计为切入点，阐释了 构建可持续的黄浦江客运服务系统的观点，将水上巴士的服务对象定位为水门附近居 民、旅行社游客和“p + r 游客【9 】。 赵志宏( 2 0 0 5 年) 和程国宏( 2 0 0 7 年) 分别对苏州市和杭州市水上公共交通系统 总体规划进行了研究，分析了发展水上公共交通的必要性和可行性、运营模式及保障体 系等【l o 1 1 1 。 国外研究方面，美国的r e n a i s s a n c ep l a n m n gg r o u p ( 2 0 0 5 年) 从运营成本、码头站 点周边土地利用状况、潜在客流量和交通拥堵地区的换乘便利性等方面考虑美国 s a r a s o t a m a l l a t e e 地区开通水上巴士客运的可行性，通过调查分析确定可以选取的码头 和能够服务的地区，并指出应主要面向旅游市场，不能局限于通勤功能，但出行时间短、 班次频密的航线将能够吸引在码头周边酒店或其他商业场所工作的通勤人员【l2 1 。日本的 m a i i m at ( 2 0 0 7 年) 和呲a d 锄ak ( 2 0 0 7 年) 将东京湾地区的水上巴士路线和三条地 9 广州市水上巴士需求分析及发展研究 铁路线、一条铁路路线结合考虑，通过应用欧几里得空间权重网络( s p a c el ) 和无权 重网络( s p a c ep ) 方法进行比较，寻求能够缓解当地交通拥堵压力和应对危急状况( 如地震 等) 的综合交通系统，结果发现加入水上巴士线路能够更有效地实现目标【l 瓦1 4 j 。 总的来说，以上文献大多研究水上巴士的整体规划方法，没有对水上巴士码头的客 流辐射范围以及其出行生成机理进行研究。计算水上巴士客流生成量时，贺宁和王方等 学者以及广州市相关规划部门都是采取客流分担比的方法，以常规公交乘客和地铁乘客 可能转移过来的乘客量作为水上巴士规划线路的客流量，这种做法忽视了水上巴士与其 他公共交通之间的差别，没有考虑到除了转移交通量外，水上巴士开通还会产生诱增交 通量。 2 2 交通站点客流辐射范围研究回顾 国内外对交通站点客流辐射范围的研究，主要集中在轨道交通站点和长途客运站点 上。其中，轨道交通和水上交通同属城市公共交通的范畴，服务模式上具有高度的相似 性，研究轨道交通站点客流辐射范围的方法对于研究水上巴士码头具有很高的参考价 值。本文重点回顾轨道交通站点辐射范围的研究方法，其研究主要集中在两个方面：一 是对附近地价的辐射范围( 又称开发利益影响范围) ，二是对附近居民出行的辐射范围。 2 2 1 轨道交通站点开发利益影响范围研究 国内外研究往往根据经验将城市轨道交通车站周围一定范围作为其开发利益的主 要影响区域。欧美学者一般取车站周围0 5 k m 和o 8 k m ，而日本学者一般取2 k m 。通常 这取决于居民的最大步行距离。例如日本学者肥田野登( 1 9 8 5 年) 通过统计得出，日本 墒玉新交通线沿线2 k m 圈范围内地价上升速度明显高于2 k m 外【l5 。田村亨( 1 9 9 3 年) 通过调查札幌市轨道交通站点附近房地产的地价，统计出5 范围内地价的分布图，根 据图中地价在车站距离上的变化特征，确定影响范围在2 5 k i i l 左右( 见图2 1 ) ，从而验证 了经验取值的合理性及涉及到个体站点的差异性【l 们。 l o 中山大学硕士学位论文 l r3 0 卫 罡2 0 $ 簧1 0 0 l 23 45 到车站的距离k m 图2 1 日本琦玉新交通线沿线房价分布图 肥田野登和田村亨等学者的研究核心思想在于建立房价和距离的坐标轴，统计房价 与距离之间的关系。具体方法是：坐标轴上一点尸( x ，y ) 代表在距离站点x 远处有一均价 为y 的楼盘，通过抽取足够的样本点，获得房价在距离上的分布图，如果自某一x 后，y 的波动在一个小而稳定的范围内，则x 为该轨道交通站点的房价辐射范围，又称开发利 益影响范围。 受日本学者的启发，国内一批学者也开始了这方面的研究。如叶霞飞( 2 0 0 2 年) 发 现上海地铁1 号线2 圈内外房价变化也存在明显的差异【l 7 1 。张小松( 2 0 0 5 年) 通过 实证调查，得出了上海地铁1 号线莲花路站的地价影响范围在1 6 2 5 之吲1 8 】。从中 可以看出，对开发利益影响范围的研究，由最初的经验判断，发展到实证调查研究。 在影响范围的计算理论与方法研究方面，国内外的研究成果并不多。张小松提出一 个基于轨道交通沿线区域可达性的理论计算模型，如图2 2 所示【l8 】： 图2 2 开发利益影响范围计算模型示意图 该模型假设如果以出行时间来描述可达性，则无论采用何种交通方式， 交通开发利益影响范围边缘点到市中心的出行时间相同( 见图2 2 ) 。即： t d2 t g t d = s d | v d 七r | 弋 从城市轨道 ( 2 1 ) ( 2 2 ) 广州市水上巴士需求分析及发展研究 名= 几 ( 2 _ 3 ) 式中，乙利用城市轨道交通方式，从城市轨道交通影响范围边缘点到达市中心的出 行时间； ，。利用公共汽车等其他非轨道交通方式，从城市轨道交通影响范围边缘点到达 市中心的出行时间； 勤轨道交通车站沿轨道线路至市中心的距离； 屹轨道交通的平均旅行速度； 尺轨道交通影响范围边缘点到轨道车站的距离； 轨道交通影响范围边缘点到轨道交通车站出行的平均步行速度； s ，轨道交通影响范围边缘点沿城市道路至市中心的最短距离； ，。公共汽车等其他非轨道交通方式的平均旅行速度； 公式( 2 1 ) 也可表达为： r = 心g | 、) g s d 沁d l v b q 如果轨道连接市区与郊区，则公共汽车在市区和郊区的平均旅行速度不尽相同。这 时，公式( 2 5 ) 将变化为以下形式： r = k s s g v s g + s 瞎 v i g s d v d ) h q q 式中，j 。，轨道交通影响范围边缘点到市中心间的市区段距离； j ，。轨道交通影响范围边缘点到市中心间的郊区段距离； 1 ，。公共汽车在市区的平均旅行速度； 1 ，扫公共汽车在郊区的平均旅行速度。 运用这一模型，计算上海地铁一号线六个站点的开发利益影响范围理论值，结果在 1 7 6 2 2 4 k m 之间。与实际调查值对比得出，在距离市中心较远的车站，二者影响范围 较接近，说明该模型较合理。在市中心，由于地处繁华地段，在区位优势作用下，房价 受轨道交通影响相对较弱。运用该方法会产生一定的偏差【1 8 1 。 蔡蔚等( 2 0 0 6 年) 运用上述理论计算模型，分别计算了上海地铁1 号线各站点的以 下两种情况下的影响范围：a ) 影响范围内步行到轨道交通站；b ) 影响范围内骑自行车到 轨道交通站。研究中取其中一个站点，通过对房价样本进行线性和多元拟合的方法得到 影响范围的临界值，经对比发现两者几乎相等。同时该文献也指出，该模型仅考虑了交 1 2 、 4 q i i 屹 + 得项移 边 两 中山大学硕士学位论文 通条件的影响，用出行时间来描述可达性也不够准确，出行时间的计算方法也不一定符 合实际，在多中心的情况下不适用，因此还有很大的发展空间【1 9 】。 江永等( 2 0 0 7 年) 针对张小松提出的模型的不足进行修正，从基于广义出行成本的 可达性角度来建立城市轨道交通开发利益影响范围的理论计算修正模型。在模型建立 中，也同时考虑了步行和自行车两种接驳方式【2 例。 郑贤等( 2 0 0 7 年) 通过调查，对深圳地铁1 号线站点周边房价进行抽样调查，运用 局部线性回归法，得到了地价与车站距离关系图。并观察图中拟合曲线的走势，确定了 轨道交通对住宅用地的核心影响半径和有效影响半径【2 l l 。 2 2 2 轨道交通站点客流辐射范围研究 确定轨道交通站点客流辐射范围的最简单方法是以站点为圆心，以最大步行距离为 半径建立圆形缓冲区。但该方法忽略了达到站点的障碍，并且在站点相隔较近的情况下 客流辐射区域形成严重的交叉重叠( 如图2 3 ( a ) ) ，不适合进行网络客流辐射区域的计算 分析。基于泰森多边形的计算方法实现了各站点客流辐射区域之间没有重叠，但会在一 些边缘产生不合实际的非常大的站点辐射区域( 如图2 3 ( b ) ) 。另一种结合原点一欧式距 离半径缓冲区和泰森多边形的方法，同样可以避免重叠，但该方法同样忽略了到达站点 的障碍( 如图2 3 ( c ) ) 。另外，还可以利用g i s 软件的网络分析扩展功能，得到基于交通 网络距离的客流辐射区域【2 2 1 ，但道路网络比较分散时，计算出的辐射区域通常会形成非 常狭窄的长条形状不符合实际情况( 如图2 3 ( d ) ) 四】。 州1 1 】水上巴士需求分析及发展研究 潮 缀 圈2 _ 3 四种轨道交通站点客流辐射区域传统算法甜算结果示意图 辄鹏等( 2 0 0 7 年) 提出剩噬于g i s 的客流辐射区域算法，利j 丑g i s 的栅格数据 格式，通过设定栅格属性，对道路网络距离和非道路网络距离统一计算，从而避免了上 述缺点。但该方法对道路数据的精确性要求很高，同刚栅格单元的大小对结果影响 h 大， 需要谨慎确定”。 轩宏伟等( 2 0 0 7 年) 埘常规公交影响下的轨道交通吸引范围进行了研究。其基本忍 想是通过对比轨道交通的出行时州与苴他交通方式的出行时间，寻找采用轨道交通方式 h 行叫问最短的区域，确定轨逆交通吸引范围。在计算出行时间时，其模型考虑了价格 等闻紊。 2 2 3 小结 轩宏伟采用的模型与张小松计算地价影响范围的理论模型思想一致，都是基于出行 时间最短的原则。张小松的模型，不仅适用于地价影响范围的计算，经适当修改同样 适用于客流辐射范围的计算。 几本学者早期的实证稠查的方法同样值得借鉴，通过对水上巴士乘客 i 行距离的调 矗，可以得到出行距离与出行人数的关系，从而确定水上巴士的客流辐射范围。在确定 1 4 中山大学硕士学位论文 地价与车站距离的具体关系时，有些学者采用了线性拟合的办法，这一方法同样可以应 用到出行人数和出行距离的关系中，以表示出行距离对出行频率的影响。另外，在实际 调查中，人们对距离的判断往往不够准确，可以通过调查出行时间，用时间乘以速度的 方法得到出行距离。 通过上述两种方法得到的辐射范围均是以站点为原点的圆心以辐射范围为半径的 缓冲区。郭鹏指出，圆形缓冲区忽略了到达站点的障碍，这一缺点确实存在。通过实地 观察，广州水上巴士四个站点周边的道路通达性良好，在站点腹地基本上不存在通行障 碍。但由于交通条件的差异，站点各向的辐射范围不尽相同，以下建模中将采取实际路 线距离代替直线距离，以求符合实际情况。 郭鹏基于g i s 的计算方法，适用于站点较多分布密集的轨道交通网络，对水上巴士 而言，目前只有一条线路四个站点，站点之间距离较大，运用这一方法效果并不好。如 果将来水上巴士线路增多，站点更为密集，则可以考虑使用这种方法。 2 3 交通出行生成模型回顾 出行生成是交通需求分析“四阶段法 的第一步，生成模型的准确性和精度对交通 需求分析产生重要影响。由于城市交通出行生成所要考虑的因素错综复杂，难以全面把 握，所以是四阶段法中的重点和难点。目前国内外关于出行生成的研究成果主要集中在 居民出行方面，应用最广泛的是“四阶段模型 及其改进模型。对于某种交通方式( 如 轨道交通、快速公交) 的客流生成，很多文献通过模型( l o g i t 模型等) 计算或者实际调查 获得客流分担率转移率，结合现有的总体出行量或其它方式出行量对该交通方式的出行 量进行预测【2 5 2 9 】。通过调查获得分担率或转移率的方法能够使预测结果比较贴近实际情 况，但调查范围大，周期长，成本相对高昂。 王方( 2 0 0 7 年) 就是基于调查建立非集计模型，得到不同票价下黄浦江水上巴士各 线路的客流分担量【7 1 。以常规公交乘客和地铁乘客可能转移过来的乘客量作为水上巴士 客流量的做法，忽视了水上巴士与其他公共交通之间的差别，没有考虑诱增交通量。这 也是“分担率转移率 方法普遍存在的问题【2 6 。据调查，水上巴士出行乘客很大一部 分以“休闲观光 为目的，属于诱增交通量，不同于普通公交出行或轨道交通出行的乘 客。他们大多数不以出行成本( 时间和票价等) 最小化为目标，考虑其出行机理时应该从 码头周边人口及土地利用性质等出发，结合常规居民出行生成模型思想进行建模。 广州市水上巴士需求分析及发展研究 2 3 1 出行生成基本思想与模型 出行生成包括出行产生和出行吸引。出行产生的影响因素以城市居民的社会经济特 性为主，出行吸引则主要受土地利用形态影响。目前常用的居民出行生成模型主要有生 成率模型、类别分析模型、回归分析模型等【3 0 ，3 1 1 。 ( 一) 生成率模型 又称原单位法，其基本思想是：从o d 调查中，可以得出单位用地面积( 或单位人 口、其他单位经济指标等) 交通产生量和吸引量，并假设其是稳定的，根据未来各交通 的用地面积( 或人口数量、其他经济指标等) 便可以得到未来的交通生成量。表达公式如 下： g j = 口s ( 2 - 7 ) 式中，g j 交通小区i 未来交通生成量； 口交通小区i 当前单位土地面积交通产生吸引量； s 交通小区i 未来土地使用面积。 生成率模型是最早的交通生成预测模型，其特点是简单方便，但由于只考虑单因素， 误差较大，只可用于较为粗略的交通生成预测【3 2 。 ( 二) 类别分析模型 类别分析法又称聚类分析法或交叉分类方法，它突出以家庭作为基本单元，根据对 出行起决定作用的一些因素将整个对象区域的家庭划分为若干类型，并认为在同一类型 家庭中，由于主要出行因素相同，各家庭的出行次数基本相同。类别分析法将各类家庭 单位内的平均出行次数称为“出行率”，假定各类家庭的出行率一直到规划年都是不变 的，只需确定各类家庭的出行率和预测未来规划年每个分区中各类家庭的数目。表达公 式如下： = q 二= i q ( 2 8 ) jj 式中，只f 区规划年每个单位时间出行产生量； 口。规划年第s 类家庭的出行率； “f 区规划年第s 类家庭数目； m f 区规划年各类家庭总数目； o f 区规划年第s 类家庭的比例。 类别分析法与原单位法有相似之处，但又存在很大的不同。该法最早应用于2 0 世 纪7 0 年代美国普吉湾( p u g e ts o u n d ) 区域交通调查，研究中将小汽车拥有量、家庭规模和 1 6 中山大学硕士学位论文 家庭收入三个主要因素作为划分家庭类别的标准。 ( 三) 回归分析模型 。 回归分析模型( 有时又称函数法) 是交通小区出行生成量预测最常用的方法【3 3 1 。该模 型以交通小区的出行生成量作为被说明变量，以其相应的社会经济变量如交通小区的土 地面积、人口数量、就业人数、学生人数以及各类车辆拥有量等为说明变量，建立被说 明变量与说明变量之间的线性关系，然后将这一关系外推，进行预测。多采取以下三个 模型【3 4 】： l = 嘞+ ( 吼玩) ( 2 - 9 ) 七 z = 嘞兀( q 玩) ( 2 - l o ) 七 z = 口d e x p ( 嚷五) ( 2 1 1 ) 七 式中，z 小区f 的出行生成量； 五。表示小区f 的