（交通运输规划与管理专业论文）基于活动的城市居民出行方式选择模型研究.pdf

摘要 交通方式划分模型是交通规划中重要的模型之一，交通方式分担率是政府进行城市 交通规划与制定交通管理政策的重要依据，它影响着城市居民的出行效率。本文的主要 研究目的是基于出行活动理论，建立城市居民出行的交通方式选择模型。大多数的研究 人员主要从集计的角度研究城市居民的交通方式选择问题，而本文则是从非集计理论入 手，以单个出行者作为分析对象，在建模过程中充分利用个体调查数据。 本文研究的主要内容包括以下几个方面： 首先，本文介绍了各种交通方式的特性以及交通方式的分类。根据后文建模需要， 在对各种交通方式特性分析的基础上对其进行了新的分类，同时还分析了城市居民出行 心理和影响城市居民出行方式选择的因素。 其次，文章详细论述了基于活动的出行理论，并就相关概念进行了较为细致的解释， 同时分析了我国城市居民的出行特征。 然后，本文以用户效用最大化理论为基础，详细介绍了几种非集计模型( 如m n l 、 n l 模型等) 的结构、标定和求解过程，对非集计模型中的l o g i t 模型和p r o b i t 模型、 交通方式划分中的集计模型和非集计模型进行了对比分析。 最后文章根据出行活动理论，建立了城市居民出行方式选择的非集计模型。并通过 示例对模型加以应用。 本文的独到之处在于利用活动理论以及出行链理论，对城市居民的出行活动进行了 分析，并将其应用于城市居民出行方式选择模型。通过分析各种交通方式的特点以及人 们对交通方式选择的影响因素，对城市交通方式进行了适宜的分类，使模型尽可能模拟 城市居民出行方式选择行为。 关键词：交通方式划分、活动理论、非集计模型、m n l 模型 a b s t r a c t t h em o d es p l i tm o d e li so n eo fk e ym o d a l so ft h et r a f f i cp l a n n i n g t h et r a n s p o r t a t i o n m o d es p l i ti sa ni m p o r t a n tb a s i sf o r t h eg o v e r n m e n tt oe s t a b l i s ht r a n s p o r t a t i o np l a n n i n ga n d p o l i c y rw o u l di m p a c to nt h eu r b a nr e s i d e n t i a lt r i pe f f i c i e n c y t h ep u r p o s e o ft h i sp a p e ri s t oe s t a b l i s ha c t i v i t y - b a s e du r b a nr e s i d e n t i a lt r a n s p o r t a t i o nm o d ec h o i c em o d e t h el i t e r a t u r e o nd i s a g g r e g a t em o d ec h o i c em o d e l si sv a s t ，b u tt h em o d e li nt h i sp a p e ri sad i s a g g r e g a t e o n e ，w h i c hp r e d i c t st h em o d ec h o i c e so fi n d i v i d u a lt r i p - m a k e r s t h em a i nc o n t e n t so ft h i sp a p e ri n c l u d e sa sf o l l o w s ： a tf i r s t ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e st r a n s p o r t a t i o nm o d e s c h a r a c t e r i s t i ca n dt h ec l a s s i f i c a t i o n o ft r a n s p o r t a t i o nm o d e t h e n ，i nc o n s i d e r a t i o no ft h en e e dt oe s t a b l i s ht r a n s p o r t a t i o nm o d e c h o i c em o d e l ，b a s e do nt h ea n a l y s i so f t r a n s p o r t a t i o nm o d ec h a r a c t e r i s t i c ，i ta t t e m p tt o c l a s s i f yt h et r a n s p o r t a t i o nm o d ea c c o r d i n gt oan e w m e t h o d i ta l s oa n a l y z e st h ee f f e c t f a c t o r st ou r b a nr e s i d e n t i a lt r a n s p o r t a t i o nm o d ec h o i c e t h e n , t h i sp a p e rm a k e sad e t a i l e dd i s c u s s i o nt oa c t i v i t y - b a s e dt r a v e lt h e o r y , a n d a n a l y z e su r b a nr e s i d e n t i a lt r a v e lc h a r a c t e r i s t i c n e x t ，b a s e do nm a x i m u mu t i l i t yt h e o r y , t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h eb a s i ct h e o r y , m o d e l f r a m e ，e s t i m a t i o nm e t h o da n dc a l c u l a t i o nm e t h o do fs e v e r a ld i s a g g r e g a t em o d e l s ，s u c ha s m n l ，n l m o d e le t c rm a k e sac o m p a r i s o nb e t w e e nl o g i tm o d e la n dp r o b i tm o d e l ， a g g r e g a t em o d e la n dd i s a g g r e g a t em o d e l i nt h ee n d ，a c c o r d i n gt ot h ea c t i v i t y - b a s e du r b a nr e s i d e n t i a lt r a v e lt h e o r y , i te s t a b l i s h e sa d i s a g g r e g a t em o d e lo fu r b a nr e s i d e n t i a lt r a v e lm o d ec h o i c e ，a n dp u ti ti nu s eb ya c a l c u l a t i o n e x a m p l e t h ep a r t i c u l a r i t yo ft h i sp a p e ri st h a tt h em o d e li sa c t i v i t y - b a s e da n dt r i pc h a i n - b a s e d ，b y a n a l y z i n gv a r i o u st r a n s p o r t a t i o nm o d e s c h a r a c t e r i s t i c sa n dt h ei n f l u e n c ef a c t o r st or e s i d e n t i a l t r a n s p o r t a t i o nm o d ec h o i c e ，i tm a k e st h em o d e li m i t a t et h ec i t yr e s i d e n t s 。t og ow a y c h o i c e b e h a v i o r p o s s i b l y k e yw o r d s ：m o d es p l i t ；a c t i v i t y - b a s e dt h e o r y ；d i s a g g r e g a t em o d e l ；m n lm o d e l h 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：毛年 岛。厂年月蟛日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：弓童 ) 。了年月够e l 导师签名： 懈 o p 卧墨日 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 随着人类社会的发展，社会劳动活动复杂程度的提高，逐渐出现了劳动分工，并且 越来越细化。交通运输逐渐从以人力、畜力和自然力为主的原始阶段发展到适应现代经 济发展的综合运输阶段。交通运输成为城市生活正常运转必不可少的前提条件，是一个 城市的基本组成部分。城市道路交通设施建设在城市发展中发挥着越来越重要的作用。 城市交通需求预测的目的是为交通设施的规划设计提供定量的依据。而城市交通设施直 接承载的对象是各种交通工具，因为交通工具的承载状况不同，就同一批出行者而言， 选择不同的交通工具，对道路资源的利用以及道路状况的影响结果是不同的，所以明确 交通工具选择，将以出行者为单位的出行量转化成以交通工具为单位的出行量是非常必 要的。出行者对交通工具的选择叫做交通方式划分( m o d es p l i t ) 。 本文主要研究城市居民出行方式选择理论。 1 1 研究的背景和意义 现代化的交通工具在给人类带来便利的同时，也带来了越来越突出的诸如污染、拥 挤等交通问题。为解决城市交通问题，交通领域的工作者们都在致力于追寻有效的解决 方法。这些方法和手段概括起来有两大类。一类是从交通管理入手，用现代化的交通管 理手段对交通流进行有效的控制、诱导、调度和指挥，这些管理方法的应用大大地提高 了城市道路系统的利用效率，并缩短了出行者的出行时间；解决交通问题的另一类方法 是从城市交通规划入手，根据交通需求规划交通设施，改善交通条件，排除交通瓶颈。 科学的交通规划是解决城市交通供需矛盾的有效途径。通过准确预测城市交通需求，对 城市交通进行系统科学的规划，进而提高城市交通网络的利用率。 随着城市交通需求管理( t r a n s p o r t a t i o nd e m a n dm a n a g e m e n t ，简称t d m ) 政策的实 施应用和交通系统规划思想的不断发展，分析城市居民出行行为、建立高效的出行需求 预测模型对未来年城市居民出行行为进行预测，为交通系统规划和交通需求管理政策的 制定和评价提供基础数据和分析评级的依据，成为交通领域近几年来一直研究和探讨的 问题。 纵观交通规划的发展历史，从交通行为的角度研究交通需求的做法由来已久。其根 源既有诸如石油危机之类的偶然因素，也有社会经济发展到一定阶段，交通规划的对象 已从单纯的交通基础设施的“硬件”向交通政策、法规、思想等“软件 方向延伸，新 第一章绪论 的交通需求不断涌现等的必然因素。无论如何作为交通需求根源的交通行为一直都是研 究者关注的焦点。 城市居民出行交通方式结构预测是城市居民出行需求预测的重要组成部分。 城市居民出行交通方式包括公共交通和私人交通等，根据各自的特点，又可分为自 由类、条件类和竞争类三种。不同的交通工具在运行方式、运行速度、运载能力、运输 成本、可达性等指标上差别较大，因此，不同的交通方式结构将导致不同的环境污染状 况、能源消耗及拥挤程度。所以，一个城市的交通方式结构是否合理，对于城市居民的 出行效率，城市交通空间的有效利用，解决城市交通问题具有重大意义【1 1 。 目前，交通需求预测方法中应用最为广泛的理论及模型当属于2 0 世纪5 0 年代开发， 起源于美国，并于8 0 年代引入我国的“四阶段”( f o u r - s t e p ) 预测法，该方法以居民出 行调查( p e r s o nt r i ps u r v e y ) 为基础，采取单向的以交通需求预测为核心的建模技术， 主要根据社会经济和城市土地利用等数据进行建模和预测，使交通规划完成了一次从定 性向定量的飞跃【2 】o 它由出行发生吸引( t r i pg e n e r a t i o n a t t r a c t i o n ) 、出行分布( t r i p d i s t r i b u t i o n ) 、交通方式划分、交通分配( t r a f f i ca s s i g n m e n t ) 四个基本的阶段组成。时 至今日，基于“四阶段”预测法开发的交通规划软件仍被广泛使用，“四阶段 预测法 在世界各地的交通需求与的交通规划中仍扮演着重要的角色。但是人们研究发现“四阶 段预测法本身在使用中存在许多问题。这些问题概括如下： ( 1 ) 不是根据人们的实际出行过程进行建模，而是把它分成四步，然后以小区为 单位，用集计数据进行预测，这样将会产生三个问题：一是，出行者的交通行为有众多 影响因素，在数据集计处理时，由于集计方法的原因，这些信息有可能丢失而使集计后 的数据与实际状态之间产生偏差；二是，如果以小区为单位进行数据调查，建立预测模 型时也必需以小区为单位推算出与各小区有关的参数。但实际操作中，小区的划分会因 人而异，参数将因小区划分的不同而不同；三是弱化了四步之间的密切联系和动态的相 互依赖性【3 】。 ( 2 ) 交通方式划分方法许多时候是在求出出行分布交通量( o d 交通量) ( f ， ， ，：出行的起讫点) 后，求出各交通方式的小区间交通量乃，m ( m ：交通方式) 。实际的 交通规划中人们根据现存的数据建立了时间差、时间比等交通方式划分曲线，并且假设 未来年的交通方式的划分保持不变，根据这些曲线来划分交通方式。与其他三个阶段相 比，不仅这些曲线整体缺乏明确的理论依据，而且，交通方式划分保持不变这一假设也 2 长安大学硕士学位论文 由于明显不符合客观规律受到质疑【4 1 。 ( 3 ) 个人的出行方式选择行为将受家庭生活方式和各种属性的影响，而“四阶段 法以小区人口数、土地利用等这些宏观的变量作为模型的参数；在多数情况下人们的出 行方式选择的重要影响因素不仅是时间和费用，一些非出行成本方面的因素在人们决策 时发挥的作用越来越大。 ( 4 ) 目前政府的交通需求管理政策如公交优先、拥挤收费、错时上下班等都是通 过影响个人的出行行为来对道路交通产生间接影响的，而四阶段法缺乏政策敏感性，难 以对这样的政策影响进行分析。 ( 5 ) 预测需要大量的数据和时间。目前很多国外发达国家发展几经趋于平稳和成 熟时期，数据资料积累较多，数据将更可靠、准确和适用，但我国处于发展的突变之中， 我国城市飞速发展变化，这将会导致预测的不确定性、模糊性和不准确性等。 针对上述问题，人们开始探索新的研究思路，牛津大学研究人员于2 0 世纪7 0 年代 首次提出了基于活动的出行需求预测方法。它清楚地认识到人们对活动的需求导致了出 行的需求，它以实际产生出行的出行者为单元进行预测，以统计学为基础，主要研究城 市居民出行行为特征以及出行的决策特征，模拟城市居民出行选择决策过程，用模型来 预测居民的出行方式和目的地等信息，同时这种预测方法还认为由于人们一天中的各种 行为是相互联系的，因此实现这些行为的出行也是相互联系的，这与实际相吻合。目前 有很多交通需求预测的软件模型都是基于活动理论的，较典型的如德国p t v 公司开发 的v i s e m ，软件的核心是基于活动的交通需求预测模型。首先按属性的不同将人群划 分为若干种类型，在此基础上分析活动模式，然后再预估出行分布、出行目的地的选择、 交通方式、出行时间等。模型适用于评价土地利用变化对交通供求的影响以及人口结构 变化、活动行为变化、特殊活动等对交通的影响【5 ，6 7 1 ，另外还有i s r a e l i 模型、w e na n d k o p p e l m a n 模型、p e t r a 模型、a m o s 模型、a l b a t r o s s 模型等【7 1 。 1 2 国内外研究进展 交通方式划分模型是交通规划中重要的模型之一。交通方式选择预测是政府进行交 通规划和制定交通政策的重要依据，它影响着城市居民在城市中出行的效率以及交通用 地的数量等。 最早的交通规划理论没有研究交通方式划分，只研究交通发生、交通分布、交通分 配。交通方式分担比例的观点在2 0 世纪5 0 年代后期最早被用到美国芝加哥都市圈交通 3 第一章绪论 规划( c h i c a g oa r e at r a n s p o r t a t i o ns t u d y ，c a t s ) 中，随后不久，该方法就传到欧洲及 日本。2 0 世纪6 0 年代中叶，由日本学者首先提出方式划分问题。根据方式选择的基本 单位不同，交通方式划分模型主要有集计( a g g r e g a t e ) 模型( 以小区为单位将出行者 的方式选择集计起来进行说明) 和非集计( d i s a g g r e g a t e ) 模型( 以个人为单位构造模 型来确定各交通方式选择概率，然后再将个人的选择结果集计起来，预测交通方式的分 担率) 。 早期主要从集计的角度研究该问题，集计模型操作相对简单，但计算不精确。为弥 补集计模型的不足，2 0 世纪6 0 年代初研究人员开始对非集计模型进行研究。2 0 世纪 7 0 年代以来，d m c f a d d e n 以及m a n h e i m ，b e n - a k i v a ，等专家将经济学中的效用理论引 用过来，并以概率论为理论基础，从非集计的角度对方式划分问题展开了研究，将模型 推入实用阶段。 所谓的集计方法，就是以群体或小区为分析对象，将有关它们的调查数据先作统计 处理，得出平均意义上的量，然后对这些量作进一步的分析和研究。非集计模型是在离 散选择模型发展的基础上被人们采用的，一般离散模型的基本假设是：个体选择一种给 定方案的概率是该方案的社会经济等相关属性的函数。采用这种方法可以建立更现实的 模型，它以单个出行者作为分析对象，充分地利用每个调查样本的数据，求出描述个体 行为的概率值。相对于集计方法，非集计方法有高效、成本低、可同时包含多个变量、 可移植性较高等特点，到现在各种非集计模型的研究仍在继续。关于集计方法和非集计 方法的特点以及二者的优缺点比较见表1 1 。 表1 1 集计方法与非集计方法的比较t 4 方法特点优点缺点 先对样本进行统计处 建模过程简单易行 未充分应用样本数据 集计方法理，后用平均意义的量 参数标定容易 应用时计算过程简单 要求较大的样本容量 建模 结果粗糙，误差较大 只需作一次模型计算 结果误差较小 建模过程复杂 非集计方法用个体数据直接建模 充分应用样本数据 参数标定复杂 应用时计算过程复杂 只需小容量的样本 - 最后还要作一次集计计算 早期被提出的非集计模型主要是l o g i t 模型和p r o b i t 模型。l o g i t 模型是最具代表性 的非集计选择模型，但l o g i t 模型存在一个致命的缺陷，即其效用随机项假设相互独立 同分布，实际中各种交通方式之间不是完全独立的存在着相关或弱相关，不同的交通方 式之间也有程度可变的部分可替代性，也就是说交通方式之间、组成效用项的各因素与 4 长安大学硕士学位论文 选择项之间的交叉弹性是变化的，因此个体效用随机项之间不是相互独立的，随机项也 不应为同一分布，所以人们一直致力于l o g i t 模型的改进研究，但是，这都没从根本上 解决l o g i t 模型的缺陷。p r o b i t 模型虽然克服了这一缺点，但是由于各样本随机效用项 两两相关，使模型过于复杂，该模型往往需依赖于极其复杂的蒙特卡罗( m o n t e c a r l ) 仿真算法或者多项式c l a r k 求解逼近算法。针对上述问题，有必要进一步研究出行方式 的选择模型，使得非集计方法更具有可行性。 目前，国内应用最广泛的交通需求预测理论是经典“四步骤 规划模型。国内关于 城市居民出行交通方式划分方面的研究主要包括以下内容：一种是致力于对l 0 或模型 的改进，另一种是从方式选择的内在规律进行方式划分预测模型的建立。例如，陈学武、 王炜在1 9 9 8 年根据人们对交通方式选择的内在规律，进行出行方式分类划分，研究主 要分为纯体力交通方式、半机动化交通方式和机动化交通方式三类，再进一步分析计算， 从而进行交通方式预测。 基于活动( a c t i v i t y - b a s e d ) 的交通需求预测理论从2 0 世纪7 0 年代开始发展，得到 了交通规划研究人员的充分重视并开始用于实际预测。由于预测方法不同，基于活动的 出行需求预测分为两大类，计量经济学模型和混合仿真模型。第一个完整的计量经济学 模型是1 9 7 8 年由r u i t e r 和b e n a k i v a 在s a nf r a n c i s c o 地区开发的基于出行的m t c 系 统。模型发展的第二阶段是2 0 世纪8 0 到9 0 年代在荷兰开发的基于往返行程系统。之 后，d a m m ( 1 9 8 3 ) ，k i t a m u r a ( 1 9 8 8 ) 和e t t e m a ( 1 9 9 6 ) 等学者先后开始研究描述出 行者一日活动的模型，最终在1 9 9 5 到1 9 9 6 年，由美国的b e n - a k i v a 和b o w m a n 等人开 发了日活动计划系统，这也是计量经济学模型中目前较为先进的模型系统。基于活动模 型的另一分枝混合仿真模型，也经历了三个发展阶段，分别为1 9 8 6 年由r e c k e r 等 开发的s t a r c h i l d 系统，1 9 9 5 年r d c 公司开发的a m o s ( a c t i v i t y - b a s e dm o d e l i n g s y s t e m ) 和n e t h e r l a n d s 开发的s m a s h 系统( e t t e m a 等，1 9 9 3 ；e t t e m a ，d i c k ，1 9 9 6 ) 。 可见，经过多年的发展和应用，基于活动的预测模型己经发展为规模庞大的模型体系【8 】。 近几年，发达国家已经十分注重基于活动的交通需求模型的发展，美国交通部运输 研究委员会( t r a n s p o r t a t i o nr e s e a r c hb o a r d ，简称t r b ) 专门成立了一个小组用于推广 基于活动的交通需求模型的应用，该小组还有专项基金用于资助相关的研究。 目前，我国交通出行研究局限于现状特征的描述和利用统计数据预测出行生成和分 布，缺乏对个体日常完整出行活动路径的跟踪和各种活动前后关联关系的微观研究，与 国外当前基于个体出行和活动链的非集计微观交通需求理论研究相比，还处于宏观和表 5 第一章绪论 象研究层次【9 】。由于我国社会经济形态和人民的社会生活方式与西方发达国家有较大的 差异，国外的出行需求预测模型和方法很难直接应用于我国交通需求预测，还需进一步 根据我国实际情况进行研究和改进。2 0 0 3 年吉林大学隽志才教授开始了这方面的研究， 并在建模方法和一体化出行需求预测模型体系的基本结构的确立等方面取得了一定的 研究成果哺】。虽然经过了2 0 多年的发展，基于活动的交通需求模型还很不完善，我们 需要根据我国的国情和居民的出行行为特征，加快开展适于我国国情的相关理论的研 究，构建符合我国特点的模型，为我国进行城市交通规划、制定城市交通管理措施等提 供有力的决策支持。 1 3 本文主要研究的内容 本文主要从以下几个部分展开了对基于活动的交通方式选择模型进行了研究： 第一章绪论首先论述了本文的立题背景以及研究的必要性，并对国内外有关非 集计模型和出行需求预测模型、交通方式划分方法以及应用等方面的研究概况以及存在 的问题进行了总结归纳，最后介绍本文的主要研究内容。 第二章城市居民出行方式选择的理论基础介绍了城市客运交通方式分类、不同 交通方式的特性比较以及我国城市居民出行特征等有关城市居民出行方式选择的理论 基础。 第三章基于活动的出行理论基础首先介绍了基于活动的出行基础理论，并分析 了我国城市居民的出行链特征，以及影响我国城市居民出行方式选择的主要因素等。 第四章非集计模型理论介绍了非集计模型建模的理论基础效用理论，并分 析了几类重要的非集计模型的结构和优缺点，同时本章还分析了目前几种交通方式选择 模型建立方法的理论框架，为后续建模做准备。 第五章基于活动的出行方式选择模型的建立在前面理论研究的基础上，通过分 析城市居民出行方式选择行为，根据非集计理论建立了城市居民出行方式选择模型，并 对模型进行了详细的阐述。 总结本章归纳了本文所完成的主要工作，并指出了有待进一步深入研究的问题。 1 4 本章小结 本章阐述了目前国内外交通方式划分理论的研究背景和现状，并指出了其中存在的 主要问题，说明了本文研究的重要意义，最后介绍了本文的主要研究内容。 6 长安大学硕士学位论文 第二章城市居民出行方式选择理论基础 在城市交通系统中，各种交通方式作为完成交通需求的直接载体，对城市交通运行 效率有着重要的影响，并且不同的交通工具在运行方式、运行速度、运载能力对城市交 通的影响等方面都是不同的，因此城市交通方式构成不同，城市交通状况将会随之发生 变化。交通方式分担预测就是对城市各种交通方式构成做出预测，它是交通需求预测的 重要环节，对解决城市交通问题具有重要意义。下面介绍居民出行方式选择的基础理论 知识。 2 1 交通方式分类 根据我国现有的城市客运交通工具类型，城市居民出行方式一般划分为以下几种： 步行、自行车、助力车、公共交通、出租车、摩托车、私家车、单位车、其他。根据各 自的机动化程度，交通方式又可分为纯体力交通方式、半机动化交通方式和机动化交通 方式；根据各类交通方式的特点，又可分为自由类、条件类和竞争类三种【3 0 1 。不同类型 的交通方式有不同的特点和适用范围，它们既在各自优势范围内发挥作用，同时又一起 组合构成整个城市的交通方式结构。 基于本文建模的需要，我们将交通方式分为两类：可转移交通方式和不可转移交通 方式。 可转移交通方式即出行者不需要考虑停车，可方便换乘的交通方式，包括：步行， 出租车、轨道交通方式( 轻轨、地铁) 、公共汽车等；不可转移交通方式即出行者换乘 时需考虑停车需求，而出行者对其利用的前提是对其拥有，包括：自行车、私家车、摩 托车等。由于我国城市交通换乘衔接在设计理念和处理方法方面还很落后，导致居民出 行换乘极其不便，城市居民出行的换乘接驳模式绝大部分为可转移交通方式一可转移交 通方式。 城市客运交通方式分类如图2 1 所示。 ，。，f 可转移交通方式 蓑董霎主、。老裹亍乏翥誓， 全方式r ，一一。 扣转敝财刮篡觥车 图2 0 l 城市客运交通方式分类 7 第二章城市居民出行方式选择理论基础 1 各种出行方式的特点及发展趋势 ( 1 ) 步行只要人们的身体条件许可，均可自由选择步行作为其出行方式。不同 的出行目的，人们选择步行的机率是不同的。一般来说，生活、娱乐等目的的出行，人 们更有可能选择步行。出行距离是影响人们是否选择步行方式的主要因素。当距离短时， 步行是一种好的方式；但当出行距离较大时，步行则需要较多的时间，容易使人感到疲 劳。因此，随着出行距离的增加，选择步行的人会减少。除上述因素之外，气候条件也 会对是否选择步行方式产生一定的影响。 ( 2 ) 摩托车摩托车作为交通工具具有方便、快捷的优点，可充分利用周边的路 网绕道行驶，但也正因为摩托车具有灵活性的特点，在道路上随意穿插，影响正常的行 车秩序和行车速度；同时摩托车还具有稳定性差、安全性差的缺点，给交通安全带来影 响。无论是从理论上分析，还是借鉴国内外大量城市的实践经验与教训，在城市，尤其 是大城市，摩托车的发展必须严格控制【3 1 1 。城市居民对摩托车的使用主要受经济和政府 对摩托车的政策等方面的约束。 ( 3 ) 出租车出租车机动灵活、舒适方便，具有高通达性和高便捷性的特点，而 且几乎能实现“门到门”的服务，能较好地满足高层次的出行需求，从出租车交通服务 的对象与目的来看，主要服务于居民中较高收入者及公务、娱乐、看病、购物等弹性出 行，此外，一般流动人口较多采用出租车方式f 3 2 1 。城市中出租车需求量是有限的，出租 车超过一定数量就很难有效益，而大量空驶给城市造成环境污染和道路拥堵。对于出租 车必须坚持宏观调控、稳定发展的方针。 ( 4 ) 公共交通公共交通包括常规地面公交和轨道交通，常规公交成本低、投入 少、人均资源消耗和环境污染较小；轨道交通建设运营成本高、能源和环境污染小、运 输效率高。可见公共交通是解决我国大城市人多、地少、环境污染严重等众多难题的较 适宜的交通方式。与常规公交相比轨道交通适合长距离出行，其准时性、运量、速度 与舒适度方面要远远高于常规公交，同时它不占用地面空间，但是轨道交通只有在具有 一定的规模并且有很好的交通接驳及停车设施的情况下才能发挥其优势。要增强公交的 竞争能力，需提高其便利、舒适程度，制定合理的票价，增加公交线网的网络辐射强度 提高其可达性，同时还要依靠有利于公交发展的政策和管理措施的支持及交通设施的完 善。 ( 5 ) 小汽车国家计委于1 9 9 4 年颁布的汽车工业产业政策确立了将汽车产业 建设成为国民经济支柱产业的发展目标，国家的宏观政策不仅推动了汽车工业的发展、 8 长安大学硕士学位论文 城市道路基础设施的建设，而且改变了许多城市对私人小汽车发展的种种限制，为私人 小汽车的生产、购买、实用等创造了良好的环境。近年来，我国汽车工业的发展速度很 快，加入w t o 汽车价格不断下降，至2 0 0 6 年7 月1 日，我国进口小汽车的关税税率 降至2 5 1 3 3 1 ，同时我国人民生活水平逐渐提高，所以，预计我国私人小汽车的拥有和 出行比例将会有大幅度的增加。基于物质拥有社会心理学理论，根据d i t t m a r 提出的物 质拥有模型，显示使用小汽车不仅仅是一种工具( 速度、方便) ，更多的是出于身份象 征和个人喜好( 娱乐、品味) 目的，研究表明这种小汽车使用目的不仅会产生许多不必 要的出行，而且采用小汽车的出行者很难转移采用其他交通方式。 ( 6 ) 自行车自行车价格低廉、经久耐用、方便快捷，在短距离出行中占有很大 优势，但是自行车的安全性及舒适性较差，受地形和天气影响较大。众所周知，中国是 著名的“自行车王国”，目前，中国自行车总量约为5 4 亿辆，全国平均2 5 人拥有一辆 自行车，许多大城市几乎每人拥有一辆自行车。自行车交通在我国城市居民的出行中扮 演着非常重要的角色。虽然如此，但是国内城市对自行车交通的重视程度远远不够，自 行车通道网络性差，人车混行现象严重，自行车停车设施严重不足，自行车停车设施的 落后将严重影响自行车交通与公共交通之间的换乘。2 0 0 6 年广州市已经明确提出，在 未来的交通规划中鼓励发展“自行车+ 公交车”出行模式，但是它的实现需要交通设施、 交通政策等很多方面协同发展，同时它还需要改变出行者的出行习惯，是一项复杂和难 度较高的工作。 2 2 交通方式的特性比较 a 城市各种交通方式的运输特性 不同的交通方式具有各自的特点，表2 1 展示了各种交通方式的运输特性的不n t 3 4 1 。 表2 1 各种交通方式运输特性比较 淤 运量( 人瓜) 运输速度道路面积占用 交通方小 ( k m h ) ( 平方米人) 特点 自行车 2 0 0 01 0 1 56 1 0 成本低、无污染、灵活 小汽车3 0 0 02 0 5 01 0 - 2 0 成本高、投入大、能耗多、污染严重 成本低、投入少、人均资源消耗和环 常规公交 6 0 0 0 9 0 0 02 0 5 01 2 境污染少 轻轨 1 0 0 0 3 0 0 0 0 高架轨道0 2 5建设、运营成本较高、运输成本较低、 轨道交通 专用道0 5能耗和环境污染小、运输效率高 不占用地面面建设、运营成本高、运输成本较低、 地铁3 0 0 0 以上 积能耗和环境污染小、运输效率高 9 第二章城市居民出行方式选择理论基础 b 资源消耗 各种交通方式对资源的消耗主要表现为对城市土地空间的占用以及对能源的消耗。 各种城市客运交通方式能耗比较见表2 2 。 表2 2 各种城市客运交通方式的能源消耗状况 交通方式单车载客量( 人)能源消耗( m j ( 人k m ) 叫) 小汽车 41 6 1 8 常规公交3 5 0 8 2 4 摩托车 1 1 3 1 0 1 0 辆编组地铁 1 0 0 00 5 7 5 附注：资料来源：h o w e s & f a i n b e r g ( e d s ) t h ee n e r g ys o u r c eb o o k a m e r i c a ni n s t i t u t eo f p h y s i c s ，1 9 9 1 考虑小汽车非满员情况，加上城市交通拥挤状态下，能耗指标将直线上升。从表中 还可看出，摩托车和小汽车的能耗在城市各种客运交通出行方式中最高。从减少能耗的 角度看，应对这两种交通方式加以严格控制。 从表中还以看出，提高小汽车和摩托车的承载率指标可以降低城市总体能耗水平， 但是如果公交经营不善而使得载客率大大降低，则会削弱公共汽车在能耗上的优势，从 而会对城市交通结构体系的演变产生不利影响。 c 环境外部成本 各种交通方式的环境外部影响主要包括交通事故、空气污染、温室效应、噪声等几 个方面。 2 。3 城市居民出行心理 居民出行心理一般是指人们在出行过程中( 出行之前和出行之中) 的一系列选择决 策行为，主要包括人们的出行目的，出行时间、出行方式等，此外还包括人们对家庭住 址、单位住址的选择和交通工具的购买等心理行为。 心理学理论指出，需要产生动机，动机在环境条件满足的情况下导致行为，而在行 为的整个过程中又伴随着各种各样的心理活动，这些心理活动直接影响行为的结果。 居民这一特定的群体，在出行中所表现出的一切心理活动，以及在心理活动支配下 产生的一切行为结果，不仅受运输系统这一特定的环境内部的因素影响，同时还受运输 系统外部的其它因素的影响。 居民出行的存在共性心理。即所有居民在出行的过程中从开始出行到出行终了，经 过各个环节，遇到各种情况，所具有的相同的心理活动。其共性的心理主要表现为要对 交通工具的安全、经济、迅速、方便等方面进行比较，然后再对舒适程度、服务质量等 1 0 长安大学硕士学位论文 方面进行比较，分析哪种交通工具出行条件优越，最后选定交通工具。 居民出行需求，无论是在总体的表现，还是各阶段的表现，都呈现一定的规律性， 概括为以下三点： 1 需求的档次性 随着出行者需求的满足，其需求的档次不断得到提高。 2 需求的强度性 出行需求的强度受多种因素影响和制约，主要包括出行的目的、距离、时间以及服 务人员的服务态度和质量等方面。 3 需求的主次性 在居民出行的过程中，心理活动反映出的需求不是单一的，而是有许多种。各种需 求之间有着复杂的关系。在出行的每一阶段总有一种或两种需求处于主导地位，其它需 求处于从属地位。 城市居民出行行为选择是一个非常复杂的心理过程，既反映在居民对家庭住址、交 通工具的购买等长期决策过程方面，也反映在居民的出行动机、出行方式选择等临时决 策方面；既表现在居民出行的普遍心理需求上，也表现在居民对交通系统运营效率、服 务质量评价态度上。这些行为心理选择决策既受到居民自身的社会经济特性的约束，也 受到交通系统运营特征的影响。而城市居民的出行活动，亦即城市的客运交通量是构成 城市交通的主体，居民的行为表现显示了城市客运交通的特点、结构和模式。 2 4 影响城市居民出行交通方式选择的因素 城市居民进行出行方式选择既受到出行者主观心理需求、愿望和出行目的的影响， 又受到出行距离、城市交通设施建设水平、布局结构、服务水平的制约。我们将影响人 们选择出行方式的因素分为宏观因素和微观因素。宏观因素如社会经济发展水平、车辆 拥有量、交通政策等，决定着出行方式的总结构；微观因素如出行目的和出行时间，则 决定着出行方式的具体选择【4 4 1 。 a 。影响居民出行方式选择的微观因素 不同国家或地区的实际情况千差万别，出行者的出行方式选择的比例结构也就不 同，即影响出行方式划分的因素因国家而异。就我国的实际情况而言，影响城市居民出 行方式选择的微观因素可归纳为三个方面的特性： ( 1 ) 出行者的特性 第二章城市居民出行方式选择理论基础 家庭车辆拥有情况。主要指自行车、助力车、摩托车以及小汽车，这类交通方式 的使用前提是出行者对交通工具的拥有。只有在拥有的情况下才有可能选择该种交通方 式。 出行者年龄。交通方式的舒适度、安全性、可靠性的差别使得不同年龄阶段的出 行者偏好于不同的交通工具，如老人、小孩偏好于公共交通，而较少骑车。 家庭经济能力及个人经济水平。出行者由于受到自身消费水平的限制对交通方式 的选择也会不同。高收入者偏向于乘坐私家车或出租车，而低收入者偏向于乘坐公共交 通或骑自行车。同时家庭收入还将影响出行者对交通工具的购买、出行频数、活动半径 以及出行目的等方面，从而对使其交通方式的选择发生改变。 出行者在家中地位、责任、优先权等。在生活方式形成过程中，建立了家庭成员 的分工责任、优先权等习惯，这些因素可以决定家庭成员不同的生活活动，形成不同的 出行需求，从而形成不同的交通方式选择。 家庭结构。家庭结构也将影响家庭成员之间活动选择，即在生计、家务、和休闲 活动时间之间的平衡。家庭结构也能影响到家中或外出的活动趋势，从而对不同成员的 出行活动目的活动频率造成影响。 生活习惯。主要是人们长时间形成的对某种交通方式的选择偏好。 ( 2 ) 出行特征 出行目的。不同的出行目的人们对交通方式的选择比重是不同的。例如上班、上 学强调快速、准时，人们往往选择可达性好、运营效率高的出行方式，公务目的的出行 选择单位车的比例较大，而游客对舒适性的要求较高采用出租车较多等等。 出行距离。各种交通方式所适宜的出行距离是不同的，出行者可以根据出行距离 的大致远近选择相应的交通方式。这种选择有时是针对一次出行的具体情况，但对于城 市居民日常出行量最多的上下班、上下学来说，这种选择可能是一种长期的决策。 出行的时间、空间分布。出行者对出行耗时以及出行时间的长短往往是经验性的， 由于出行者无法预知每次出行的不同方式的具体耗时，以及不同时间段、不同路段上各 种交通方式的便利状况，所以出行者只能依据道路拥塞程度的估计和自己的习惯经验来 判断选择何种交通方式最为合适。 ( 3 ) 交通设施的服务水平 出行的安全性、舒适性和满意性都会对乘客个人的生理心理产生影响，上下班等车 与路途上时间过长、多次换乘、过分拥挤都会给出行者造成出行疲劳、心理压力、情绪 1 2 长安大学硕士学位论文 烦躁，从而影响出行者对交通方式的选择。 费用。对公共交通以及出租车，指车票；对个人交通指燃料费、车耗、可供停车 的场地和停车费用等。不同的出行者受到自身经济因素的影响对出行费用的承受能力是 不同的。 时间。每种交通方式对于出行者而言，坐车、等车、转车以及上下车前后、换乘 步行等的时间消耗上是不同的，从而形成了各种交通方式在时间上对出行者吸引的优势 和略势。 舒适度。每个出行者对于出行的舒适度要求是不同的，出行者总是在允许的范围 内选择舒适度较高的交通方式。 可靠性。指某种交通方式到达目的地的准时性。显然这方面轨道交通优于常规公 交。 安全性。出行者总是尽量选择安全性能高的交通方式。 b 影响居民出行方式选择的宏观因素 ( 1 ) 交通政策对出行方式的影响 交通政策对城市客运交通方式有多方面的影响，但主要有三个方面： 国家的宏观控制政策 通过制定交通政策，对城市客运交通的发展方向、交通结构和控制指标，制定指令 性条文或某些规定。 地方政府的政策 指城市依据本地区实际交通状况和经济发展方向，所制定的本地区交通建设战略， 为客运交通结构提出的某种目标，如发展或限制性的要求。如果某些城市的公交比例较 低，实行公交补贴或鼓励公交出行，对公交出行比例的保持和增长将具有扶持作用。如 果摩托车、助力车发展过快，要对其进行限制。这些必将影响区域内各种交通方式的比 重。 经济投资政策 政府或业务部门领导对某种交通方式的工程建设指定了优惠的投资政策与贷款条 件，以鼓励该项目的建设，也可以从贷款或投资方面进行限制，以延缓或限制某种交通 方式的发展。 ( 2 ) 城市经济发展对居民出行方式的影响 现代化的城市交通系统建设，特别是大运量快速运输系统，如快速道路和其它新交 1 3 第二章城市居民出行方式选择理论基础 通系统的建设，没有足够的经济支持，仅靠各城市市政经常性的建设经费，是无法修建 起来的，因为建设这些系统，需要大量资金。私人交通方式的发展的前提是城市居民购 买力的提高，这需要大大提高居民的工资收入。不同