（交通运输规划与管理专业论文）基于需求弹性分析的公共交通吸引力研究.pdf

摘要 优先发展公共交通，提高公交运行效率，不仅是缓解城市交通拥堵的有效 措施，也是调整城市交通出行结构、改善城市人居环境、促进城市可持续发展 的必然要求。优先发展公共交通，提高公共交通吸引力成为大城市交通发展的 共识。然而，公共交通的发展面临着极大的挑战，具体表现在：第一，公共交 通的发展能否满足广大人民日益多样化、快速化的出行需求；第二，公共交通 在发展过程中如何面对私人交通工具的竞争与冲击。 本文以提高公共交通吸引力为目标，以累积l o g i t 模型的建立为依据，以 交通需求弹性分析为手段，对提高公共交通吸引力的有效措施进行了研究。 交通需求弹性衡量的是交通方式影响因素的变动引起的交通需求量变动的 程度。这是交通政策制定过程中很有效的效果分析方法。因此本文在经济学弹 性分析方法的基础上，借鉴国外的研究成果，系统介绍了交通需求弹性的计算 方法，为今后交通需求弹性研究奠定了理论基础。 公共交通吸引力是个相对的概念，在微观层面表现为个体出行者愿意选择 公共交通出行的程度，在宏观层面表现为公共交通出行比例的大小。基于此， 本文对公共交通吸引力的影响因素进行了系统分析，并在交通行为分析中引进 了累积l o 豇模型对成对比较数据的分析方法，推导了累积l o 匦模型的点弹性 的计算公式。 最后，本文以北京市为例，从调查方案的设计、调查结果的分析开始，分 别建立了公共交通系统内部的协调竞争模型和公共交通与小汽车的竞争关系模 型，并进行了交通需求弹性分析。在此基础上，分别从面向系统和面向对象两 个角度，提出了提高公共交通吸引力的具体措旌，并进行了措施效果评价。 关键词公共交通吸引力；交通需求弹性；累积l o 武模型；措旅效果评价 北京工业大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t 1 b n s i tp f i o 嘶h 勰b e o o m e 趾e 街c i tm 跚r e m e n tt o l v e 们伍cj 锄，a l s o i t sn c c e s 豫r ) rf o ra d j u s t i n gc i t ) ，也坩cc 耐i 目l 糟缸，i n i p v i 】g 曲屺h l 啦a nl i v i n g 啪删佃a n d 呻咖t i n gm e 螂蜘o f t h e 嘶n b a s b e c o 眦a 舢c h o i c e t o i m p r o v cn 圮姗s i t 鲫晒c t i o n h o w 钾凹，t h cd 删e l o p 蛳m to f t h e 蛔l s i ti sf h c e d 、j l ，j 曲 伊e 砒c h a l l 蛆g e ：f 枷y i ! f t h e 洲o p m 印to f 仃a n s i t 啪s a t i s 匆t b e 衄v e ld e n 删缸f o r p e o p l e 嬲i t sm o 陀a n dm o r ed i v e 娼i 旬弛ds p e c d l y ；s e c m u d l y ，h o wt 0a 触t t h e 湖p e 6 缸o na n di m p l l l s i o no f t h ep d v a t ev 砌c l ef b rt h e 缸a 璐i l ho r d 盯t 0i i i i p r o v e 怕n s i ta t | 删o l l t h ep a p 口e 砒a b l i s h e d 咖。dl o 班m 反l e l ， 趾s l y z e d 仃a n s p o n a t i e l 髂们硒髓，s t i l d i c d0 nt h em e 吲珊嘲1 乜o fi m p r o “n g 台a n s i t 刮 b 删呲 1 l 锄s p f 眦i o ne l a s t i c i 锣锄a l y z 船h o wt h e 缸；w e ld e m a l l d 曲帅g 瞄舔i n l p a c t 白c b d 璐a l b e r e ni s 趾e 伍c i e n t 卸a l y s i sm 甜1 0 di nt h ep o l i c ye 鳓i b l i & h m 钮lt h cp a p 口 m a d et h ee l 锄越c 蛔i nt b ec c o n 删c 勰t h eb 鹊e ，i i s e dt h ef o r e i g nr e 粼hp g y 董b r 姹缸e n c e ，j n 打o d l l dt h ec a l 叫a 土cm e t h ( do f 仃缸【s l ，o 删册e l 硎c 砺e s ne s t a _ b l i s h o d m c b 蝴o f t h e o r y f o r m e f b t u r e 勰a r c h n sa 陀l a t i v e 哪玲p tf o r 血a n s i t 酏垃a c 吐蚰n 心p i 销即皓雒h o w 也e 乜w e l 盱 p 觚t 0c b o o t h e 删t i i l t h e m i c 舳蜘i c l a y 1 1 1 m 跏娜c a l l a * i t 北p i 销印t s t h ep r o p o i t i o f t b e 删t 恤v e l 仰ep 口p 屺r 卸础r z c dt h ei 日n 咄f a c t o ro f t r a m i t a t 删o m 南t c h e di no ( 1 e f c dl ) g i tm o d e lt 0a 蚺t b ct 咖c 0 枷船s td a 土a 姐d c a l 叫a 由e dt h ef o 皿u l ao f n 锄垮呷删o nd a s t i c i 够 f i n a l l y ，t a l d n gb e i j i n g 嬲麟锄p l e ，t h ep a p 盯d e s i 郾越t h ep e r c 印to f l h es u r v e y ， 缸a l y z e dt h ec q u 胁t 锄de s t 芒i b h s h e dp u b u ct r a 嬲p o n a 虹0 nc o m s p o n d - c o p n l p e t c m o d c l 锄dp u l ) n c a 缸c a rc o m p c t i 硒n 咖d c l - a n dt h e n ，i t 姐a l y z c dt h e 协m s p o i 僦 e l a s t i c i t y b 够c do na l lb e f b r c ，t h ep a p e rb r o l i g h tf 0 押枷t b cm 朗知姗卸曲o f i m 蝌吨揪撒a 舶n 咖p o 幽o f 啊帆a n d 删恤嘲鲫哪咄 k e y w o r d s ：t 黜i t 蒯m c t i 衄；t r 趾s p o r t a 衄me l a s t i c n y ；( 埘c dl o 班m 0 d e l ； h l t 垴翻m 钮t se v a 】【u a t i 吡 i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：圣堡查日期：兰坠兰 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名： 查垡圣 导师签名；隍! 邈日期：翌z 兰：竺 第l 章绪论 1 1 研究背景 第1 章绪论 1 1 1 大城市公共交通发展面临挑战 城市化进程的迅猛发展给城市本身带来了巨大的变化，主要表现在城市规模 不断扩大，城市人口急剧增长，城市用地功能多样化发展。这些都要求城市内部 交通迅速地做出适应性的变化，必须借助于城市内部交通工具的发展实现人员大 规模地定时、定点、定向的空间运动，才能保证城市经济生活正常有序进行。这 直接催生了以1 8 2 8 年巴黎街头出现的“公共马车”为诞生标志的城市公共交通 的出现，后来也随着城市规模的增长以及新技术的出现得到了快速发展，从马车 向马拉轨道车、有轨电车、公共汽车、地铁等交通工具的变革就是城市交通为适 应城市化后城市客流变化的需要而产生的承运能力变革【1 1 。 然而城市规模的扩大、人流的高度集中，又在某种程度上降低了城市公共交 通的服务质量。同时，私人交通工具的发展又对公共交通的发展带来了冲击。公 共交通发展面临吸引力下降造成的“公交疲软症”挑战。 以北京为例，自建国以来，北京市公共交通运营线路条数、运营线路长度及 运营车辆数持续稳步增长，尤其是1 9 9 4 年之后进入了一个快速发展的新阶段， 如图卜1 所示。 、 数据来源：北京公交统计资料，为公共电汽车统计数据，含小公共。 图卜1 北京市公共交通设施投入与客运量对比图 f i g i l 增1 1 e s t a b l i s i l m e mo f t nc o n 舡a s tt 0p a 爱陀r i g 盯t h m 删q u 翘6 t y 北京工业大学工学硕士学位论文 从图卜l 客运量显示的变化趋势来看1 9 9 0 年之前，公共交通基础设旆的投 入的确带来了客运量的同步稳定增长，但1 9 9 0 年后，客运量在增长的过程中显 现出较大的波动性，客运量增长幅度明显减缓。2 0 0 0 年后运营车辆及运营线路 的大幅增长并没有带来客运量的同比增长。 分析公共交通在北京市客运结构中的比例，1 9 8 6 年第一次居民出行调查结 果显示，在北京居民出行交通方式构成中，公共交通占3 2 9 i ，而在2 0 0 0 年第二 次居民出行调查中，公交分担率为2 6 5 1 。根据北京市交通发展年度报告 数据分析，公共交通分担率呈现总体下降的趋势【2 】，如图l _ 2 所示。 图1 - 2 北京市公共交通分担率变化 f i g i l 坤l - 2d i v 哪i f i c 甜o no f b e 蔚i 1 1 9t m 鳓r id c 】枷p 分析在此期间北京城市规模的发展历程可以发现，2 0 世纪5 0 年代北京城市 总体规划确定的“环形加放射”的空间布局结构模式，在建国初期城市规模不太 大的情况下，发挥了一定作用；但2 0 世纪8 0 年代北京重新进入城市化加速发展 阶段以后，城市规模迅速扩大、发展速度不断提高，呈“摊大饼”式无序蔓延i 3 l 。 随着城市规模的扩大，原有的城市公共交通系统难以适应城市快速发展的要 求，服务质量下降，吸引力减弱。与此同时，私人交通工具的发展更多的满足了 人们日益快速化、舒适化和个体化的出行需求 据资料记载，建国初期北京市只有机动车2 3 0 0 辆，到1 9 9 7 年2 月份，北京 市的机动车突破了1 0 0 万辆，这一过程整整经历了4 8 年。 而从1 9 9 7 年2 月份至2 0 0 3 年8 月，仅仅用了6 年半的时间，北京的机动车 保有量就完成了第二个1 0 0 万辆的增长，突破了2 0 0 万辆。交管部门统计，在这 2 0 0 万辆机动车中私人机动车达1 2 8 万辆，占总数的6 4 ；其中私人小汽车达 8 0 万辆，占总数的4 0 。 2 0 0 6 年1 1 月，北京市机动车已达2 8 2 万辆，其中1 9 7 万辆为小轿车，私家 2 第1 苹绪论 车数量为1 5 6 万辆，占北京机动车辆总数的5 5 3 2 。至2 0 0 7 年3 月，机动车保 有量已达到2 9 2 5 万辆，预计5 月底将突破3 0 0 万辆。第三个百万辆机动车的增 长用了不到4 年的时间。 私人小汽车的快速发展给城市注入了新鲜的活力，促进了经济的发展，也不 可避免地带来了许多城市通病，如交通拥堵、环境污染等等。更突出的是小汽车 的过快增长，对公共交通造成了极大的冲击，可能直接导致公共交通系统的衰败。 比较北京1 9 8 6 年与2 0 0 0 年交通结构可以发现，自行车交通并没有按我们预 期的向公共交通转移，而是转向了小汽车和出租车【4 】，如图1 3 所示。 图1 3 北京市1 9 8 6 年与2 0 0 0 年城市客运交通结构对比分析 f i g 1 - 3c 小b r a s t mb e 巧i n g1 h 伍co 俩g 毗a t i 仰b c t w e 1 9 8 6 趾d2 0 这深刻地揭示了公共交通发展过程中面临的两点挑战：一是公共交通的发展 能否满足广大人民日益多样化、快速化的出行需求；二是公共交通在发展过程中 如何面对私人交通工具的竞争与冲击。 1 1 2 优先发展公共交通成为大城市的共同选择 优先发展公共交通，提高公交运行效率，不仅是缓解城市交通拥堵的有效 措施，也是调整城市交通出行结构、改善城市人居环境、促进城市可持续发展的 必然要求。 1 9 7 7 年。马丘比丘宪章提出“公共交通是城市发展规划和城市增长的基 本要素，城市必须规划并维护好公交系统，并用城市化的要求与能源的衰竭相平 衡，将来城市交通的政策，显然应当使私人小汽车从属于公共交通系统的发展”。 优先发展公共交通几乎是世界上所有大城市的共同选择，尤其是在人口密度 高、用地规模大的城市，发挥的作用更加重大。日本东京( 首都) 交通圈，1 9 9 5 年的公共客运完成客运量1 5 3 6 5 亿乘次，占客运交通的6 3 9 ，其中东京都为 北京工业大学工学硕士学位论文 9 6 8 3 亿乘次，占客运交通的7 8 5 5 。1 9 9 6 年，东京( 首都) 交通圈公共客运 系统共完成客运周转量为1 7 3 5 5 亿人公里。香港也是世界著名的公共交通十分 发达的城市，公交日均客流基本维持在1 0 0 0 1 1 0 0 万乘次的水平，其中公交车近 6 0 0 万乘次( 占5 4 ) ，轨道交通3 7 0 万乘次( 占3 3 ) ，出租车1 3 0 万乘次。 香港地铁系统，平均每日载客2 5 0 万乘次，也是世界上最繁忙的地铁系统之一 伦敦、纽约等世界大城市也都选择将公共交通作为城市客运系统的主体例。 2 0 0 4 年北京交通发展纲要确定了公共交通优先政策。从城市可持续发 展的要求出发，按照公平和效率的原则，合理分配和使用交通设旆资源，在规划、 投资、建设、运营和服务等各个环节，为公共交通发展提供优先条件，使公共交 通服务水平和吸引力大幅度提高。预计至2 0 1 0 年，中心城公共客运系统承担全 日出行量比例达到4 0 以上，其中，在早晚高峰通勤出行中分担的比例达到 5 ( 6 0 嘲。 1 1 3 全面提高公共交通吸引力成为主要目标 综上所述，公共交通发展面临的最大挑战就是吸引力下降造成的“公交疲 软”。由于私人机动交通的加剧，导致公共交通系统的薄弱化；公共交通的滞后 发展，又刺激了小汽车交通的膨胀，导致了城市“摊大饼”式的无序蔓延，逐步 形成了个体交通压缩公共交通的恶性循环。 全面提高公共交通吸引力，提高公共交通客运方式比重是城市交通走向良性 发展的前提。城市过于注重小汽车交通的发展，必然缺乏对公共交通系统长期、 稳定的资金投入，造成了私人机动交通和公共交通在城市交通投资比例分配上的 集中矛盾。国内许多城市政府用于道路建设的资金比例远远高于地铁建设和改善 公共交通运营的比例。交通基础设施投资向道路建设过度倾斜，客观上刺激了小 汽车交通需求，同时，也抑制了公共客运交通的发展。惟一的解决途径，就是给 予公共交通更多的扶持，保持公共交通对个体交通的优势，避免市民过分依赖于 小汽车出行，从而达到有效抑制车使用频率的目的。 1 2 研究的目的和意义 交通需求弹性是定量分析特征变量变化对交通需求量影响大小的一种分析 方法，在交通政策制定中可以发挥很好的作用。 当考虑公共交通改善措旌对出行者的影响时，可以用弹性分析法分析公交服 务水平、公交发车间隔、公交票价对公共交通出行量或出行比例的影响；当考虑 需求管理政策对小汽车出行的影响时，可以用弹性分析法分析小汽车过路费、停 车费及汽油费对小汽车出行的影响。 因此本文具有理论研究和实践指导的双重意义： 4 第l 章绪论 ( 1 ) 对交通需求弹性理论的进一步研究具有借鉴作用。 本文将结合经济学原理，借鉴国外的研究成果，探讨需求弹性分析法在交通 学科中的具体运用方法，为决策效果的定量化分析奠定理论基础。 ( 2 ) 对大城市公共交通吸引力的提高、城市交通结构的优化具有现实的指 导意义。 依据北京交通发展纲要精神，公交优先是要建立多种交通方式协调运行、 紧密衔接的综合客运体系。从城市可持续发展的要求出发，按照交通设施资源分 配和使用的公平、效率原则，在规划、投资、建设、运营和服务等各个环节，为 公共交通发展提供优先条件。 优先发展公共交通的政策为公共交通的发展指明了方向，但在优先发展公交 的过程中需要我们深入分析影响公共交通吸引力的主要因素以及各因素对公菸 交通吸引力的影响程度，以便为政策的制定提供依据，使有限的资金得到更有效 的利用。 一 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国外的相关研究 对于传统的公交改善策略的研究，c v p h 觚il a 姗i a r ，d e b 鹤i sb a 叭和 b h 蝉曲m a i 讹利用印度的意愿调查数据，通过建立m n l 模型，估算了公共交 通的广义费用，发现公交的车内时间、发车间隔及乘车舒适性对公共交通的改善 具有重要作用1 7 j 。 对于公共交通系统内部，地铁和公交车之间的资金投入分配，j i a i l l i f l gl i 和 m a r t i nw 讪s 设计了一个方式交互系统，在这个系统中，将公共交通各方式服务 水平的输入、输出以及服务水平的消费均以总费用作为资金投入效果的评价标 准，并建议了改进措施，包括增加资金投入、增大公共交通车辆坐席以及站席的 容量等嘲。 ， 。 对于公共交通系统交互影响作用的研究，e l i s a b e t t aa i e r d l i 和j 啪d e d i o s o r ：兀) z a r 进行了褂i ，s p 融合数据调查，其中r p 数据为出行者在小汽车、公交 车以及铁路三者之间的选择结果；s p 数据是对小汽车和公交车的使用群体进行 调查得到的，是这一群体对新服务水平下的铁路系统以及目前可供选择的铁路系 统之间的选择，在此基础上，作者建立了l o 班模型，分析了服务水平变量和其 他交互变量的影响1 9 j 。 国外很多学者很早以前就对公交弹性进行了研究，并且一些学者总结了部分 研究成果，包括p h 锄a n dl i n s a l a 诅( 1 9 9 1 ) ，o 呦、协懿a n dy 0 n g ( 1 9 9 2 ) ， g o o “r i n ( 1 9 9 2 ) ，l u ka n dh e p b 哪( 1 9 9 3 ) ，p 豫：t t ( 1 9 9 9 ) ，d a r g a ya n dh 跹l y ( 1 9 9 9 ) ， 5 北京工业大学工学硕士学位论文 偶a c e ( 1 9 9 9 ) db o o z a l l h 咖i l 咖( 2 0 0 3 ) ，具体研究情况如下吼 美国公共交通协会公布了公交票价弹性值，被广泛用于北美的公交规划和模 型的建立；g o o d w i n ( 1 9 9 2 ) 提出了平均弹性值，他指出随着时间延长价格影响 将会变大，原因是随着时间的延续，消费者将有更多的出行选择，具体交通弹性 值见表1 1 。 表1 1 交通弹性值( q 坝1 w 缸，1 9 9 2 ) 1 曲l c l - ln 卸s p t 吐i o ne l a 蚰c 时 ( g d w i i l ，1 9 9 2 ) 短期长期未确定时期 汽油消费对汽油价格 o 2 7 0 7 1- o 5 3 交通水平对汽油价格- 0 1 6 - o 3 3 公共汽车需求量对票价 - 0 2 8- o 5 5 她铁需求量对票价 o 6 51 0 8 公共交通对汽油价格 o 3 4 小汽车保有量对公共交通的广义费用 0 1 - 0 3 s m a l l & 晰n g t o n 于1 9 9 9 年通过分方式、分群体，对小汽车、公共汽车、地 铁、航空等交通方式，分市内乘客及城市间乘客两大服务对象群，分别对费用、 车内时间、出行时间等求得了交通需求弹性值，见表1 2 - a 。 表l _ 2 - a 乘客交通需求弹性值( s m a l l w h l s 衄i ，1 9 9 9 ) 1 曲k l - 2 一at m n 印o r t a t i e l a s t i c 时细p 鹊n g 盯( s 唧童i l & w i n s 幻n ，1 9 9 9 ) 小汽车公共汽车地铁航空 市内乘客，费用 0 4 7- o 5 8- o 8 6 市内乘客，车内时间 - 0 2 2o 6 0咱6 0 城际乘客，费用 - o 4 5_ o 6 9一l2o ，3 8 城际乘客，出行时间 - 0 3 92 1 l一1 5 8- 0 4 3 在此基础上，s l a l i & w m s t o n 还对小汽车使用的弹性值进行了分析，按每 家拥有一辆小汽车和每家拥有两辆小汽车分别对短期运行费用和长期运行费用 求得了弹性值，见表1 2 小。 袭l 2 b 小汽车使用弹性值( s n l a l i 、j l ，i n 咖n 1 9 9 9 ) 1 曲k l 2 - b e l 骶虹c n y 矗c 盯o w i l e 舟i l j p ( s m a l l w i n s 啪，1 9 9 9 ) 每家拥有一辆小汽车每家拥有两辆小汽车 短期运营费用 加2 2 8 o 0 5 9 长期运营费用 o 2 7 90 0 9 9 d ej o n g & g u m 于2 0 0 1 年提出了基于不同出行目的短期和长期的小汽车出 行需求弹性值，见表1 3 。 6 表l - 3 欧洲出行弹性值( d e j 彻g & g m ，2 0 0 1 ) 1 曲k 1 31 h v e le l a 蚶c 时i ne u m p e ( d ej g & g u m ，2 0 0 1 ) 小汽车出行 时期目的次数对燃料 小汽车出行里小汽车出行次小汽车出行里 程对燃料费用数对出行时间程对出行时间 费用 短期： 通勤出行 - 0 2_ o 1 20 6 2 基于家的商务出行 - o 0 6_ o 0 2 非基于家的商务出行 - o 0 6 _ o 0 2 上学 - o 2 2- 0 0 9 其他 _ o 2 0- o 2 0o 5 2 合计 - o 1 6- o 1 6- o 6 0_ o 2 0 长期： 通勤出行- 0 1 4- 0 2 3_ 0 4 1 _ o 6 3 基于家的商务出行 - 0 0 70 2 0_ 0 3 0- o 6 1 非基于家的商务出行 _ o 1 7- o 2 6 加1 2- 0 5 3 上学o 4 0- 0 4 1 - 0 5 7- o 7 6 其他 加1 50 2 9- o 5 2- o 8 5 合计一0 1 90 2 6- 0 2 9- o 7 4 d a 蟛叮锄dh 龇l y 于1 9 9 9 年利用动态经济模型分析了公交票价变化产生的 影响，并于2 0 0 3 年联合g o o 捌n ，在总结前人需求弹性研究的基础上，提出了 各类需求弹性值，见表l - 4 。 表1 4 各类需求弹性值( g d w i n ，d i i l g a y h 锄l y ，2 0 0 3 ) t 曲l e l - 4o v e r a l lr 船u l 协：v 耐o me l a 鲥c i 廿部( g o o d w i l l ，d a 唱a y & h 觚i y r2 0 0 3 ) 因变量短期长期 燃料消费( 总计) 平均弹性值_ o 2 5_ o 6 4 标准差0 1 50 “ 范围 - 0 0 l ，- o 5 70 ，一1 8 1 估计数 4 65 l 燃料消费( 每车) 平均弹性值 一o 0 81 1 标准差k ，h n f k 范围- 0 0 8 ，- o 0 81 1 ，一1 1 估计数 11 北京工业大学工学硕士学位论文 续表1 4 各类需求弹性值( g o o d m r i n ，d i 喀a y h a i i i y ，2 3 ) t 罩i b l e l 4o v e r a l l 酬缸：v a r i o e l a s t k m 龆( 0 d w j n ，d a r g a y & h a l i l y ，2 0 0 3 ) 因变量短期长期 车辆行驶里程( 总计) 平均弹性值 - o 1- o 2 9 标准差o 0 6o 2 9 范围- o 1 7 。- 0 0 5- o 6 3 ，加1 0 估计数 33 车辆行驶里程( 每车) 平均弹性值 - 0 0 8- o 2 5 标准差 o 0 6o 1 7 范围叼2 l 加0 2- 0 6 3 ，m 1 0 估计数8 8 车辆现有数 平均弹性值 - 0 0 8- o 2 5 标准差 0 0 60 1 7 范围 - o 2 l ，o 0 2叼6 3 ，o 1 0 估计数8 8 在总结前人研究的基础上，g o o d w i n ，d a r g a y 和h a i l l y 得出结论如下： 燃料消费弹性值较交通需求弹性值高，前者大概是后者的1 5 到2 倍。 长期弹性较短期弹性高，前者大概是后者的2 到3 倍。 收入弹性较价格弹性高，前者大概是后者的1 5 到3 倍。 他们指出，如果燃料的实际价格( 含通货膨胀率) 上涨l o ，并且维持在该 水平，结果是动态的协调过程，即： ( 1 ) 1 年内交通量将会下降1 左右，长期来看，交通量大概下降3 ( 大 约5 年左右) 。 。 ( 2 ) 1 年内燃料消耗量大概下降2 5 ，长期来看将会下降6 。 ( 3 ) 1 年内燃料使用有效率增加大约1 5 ，长期来看大概为4 。 ( 4 ) 车辆拥有量短期内下降率小于l ，而长期将下降2 5 。 他们同样得出结论，如果收入增长l o ，将出现下面的结果： ( 1 ) 小汽车的数量及他们消耗的燃料总量在1 年内都将增长将近4 ，长期 增长率将超过l o 。 。 ( 2 ) 交通量( 如总的车辆出行) 1 年内将会增加大约2 ，长期来看将会增 加5 。 v o i 血( 1 9 9 1 ) ，p r 毗( 1 9 9 9 ) 等对公交服务弹性进行了分析。一些专家还收集了 8 第l 章绪论 弹性和交叉弹性数据，创建了模型，预测公交费用、公交服务水平和小汽车运营 费用等组合因素对公交出行比例和小汽车出行所产生的影响。 h t m 妇( 1 9 9 7 ) 建立了公交和小汽车之间的需求交叉弹性模型。 1 h c “1 9 9 9 ) 提出了对各种交通方式的弹性和交叉弹性估计值。 l l l 】【& h e p b 啪于1 9 9 3 年提出了澳大利亚出行需求弹性值，被澳大利亚道 路研究中心所接受，广泛用于澳大利亚的交通规划及模型的建立，见表1 5 。 表1 5 澳大利亚出行需求弹性值( l 咄h 印b m ，1 9 9 3 ) 1 曲l e l 51 h n s p o n a n 帆e l a 娟c 畸i l l a u s 妇h a ( l m k h e p b 咖，1 9 9 3 ) 短期长期 汽油消费对汽油价格 - 0 1 2一o 5 8 交通水平对汽油价格- o 1 0 公共汽车需求量对票价- o 2 9 地铁需求量对票价 _ o 3 5 转移到公共交通的出行量对汽油价格 十0 0 7 转移到小汽车的出行量对地铁票价的增加 + o 0 9 道路货运需求对道路铁路成本率一0 3 9 - 0 8 0 澳大利亚的b u r e 孤o f n 粕s p o ne c o n o m i c 建立了交通弹性数据库，列出了交 通弹性估计的表格，如图1 - 4 。 图1 _ 4 澳大利亚交通需求弹性数据库首页 f i g u 盯1 4t 瑚s p o r 吼i o ne l a 鲥c i t yd a t a b 嬲ei na u s 灯谢i a d l 玛于2 0 0 3 年分析了各类交通需求管理措施，包括各类价格措施的影响埘， 见表l - 6 。 9 表l - 6 车辆出行对使用者成本的估计弹性 t 曲l c l 6 e 碰m a t e d e i a s t i c i t i c s o f v e l l i c l e t r g l 训t i i r 髂p c c t t o u s 盯c o s t 费用组成短期影响长期影响 现金支付价格 燃料( 工作)唯一低到中 燃料( 非工作) 一由 一中到高 高速公路收费 一由 一高 停车费一低一高 时间消耗 运行时间抵 一由 寻找车位时间抵一高 拥堵所耗时间 一低一高 可供选择的其他交通方式的消耗 公共交通票价+ 低+ 低 达到公交车站步行时间+ 低+ 低 弹性：低= 5 ；中：o 5 一1 o ；高= 1 o + 1 3 2 国内的相关研究 国内，对弹性系数在宏观交通需求预测中的应用较早。通过研究确定交通的 增长率与国民经济发展的增长率之间的比例关系弹性系数，根据国民经济的 未来增长状况，预测交通的增长率，进而预测未来交通量。 ， e ：且 弹性系数： 1 2 1 - 交通运输量增长率 1 ：国民生产总值增长率 弹性系数在一定时期内相对稳定，大致为o 8 1 2 。应用弹性系数法预测交通 量的具体方法为：首先确定各阶段国民生产总值增长率，再确定各阶段弹性系数， 确定各阶段交通运输量增长率后即可确定各阶段交通运输量，如图1 5 1 0 运输量 e = o 8 ， 图1 - 5 利用需求弹性系数法进行交通量预测示例 f i g u 阳l 一5t r a 伍cv o l u m ef 鲫e s t i n gb yu s i n ge l 枷c 姆m e t l l o d 国内外对公交吸引力的专项研究较少，但对交通方式分担率的研究较多，也 较成熟。公共交通作为一种交通方式，其出行吸引力与公交分担率有因果关系。 长安大学王玉萍在研究常规公交与轨道交通之间的竞争关系时，利用英国交 通需求交叉弹性的研究成果进行了分析【1 3 】，但并未对需求弹性理论进行深入的 研究。 近年来，北京交通大学安梅等借用效用函数的将公交车的吸引度细致划分为 毒 ”一台1 “，并建立了投资金额有限时使得公交需求量达到最大的整数线性规划模 型【1 4 】。但出行吸引力是一个相对的概念，从万有引力定律可推断，交通方式的 吸引力不仅与交通方式本身的特性有关，还与出行者自身特性有关。因此分析公 交吸引力需要首先分析影响交通方式本身特性的相关因素以及出行者的交通方 式选择行为。 长安大学严海在其硕士论文城市客运交通模式研究建立客运交通量和客 运交通方式的需求函数，表明了交通量的影响因素，以及不同交通方式的吸引力 所在，并从博弈论的角度对交通方式的竞争提出了策略空间的竞争问题【1 5 】。但 只作了定性的分析。 詹运洲所著的“城市客运交通政策研究及交通结构优化”一书围绕当前城市 交通政策的核心问题一一交通结构的优化，提出了我国不同规模城市的交通结构 演化趋向，并把交通管理优化和公共交通优化作为交通结构优化的重点【1 6 l 。 俞礼军在博士论文城市交通可持续发展研究中从城市交通可持续发展角 度分析客运交通，指出在大城市要大力发展公共交通，逐步降低自行车的出行总 量，达到较为合理的客运结构；中小城市将建立以公共交通和自行车交通为主的 客运结构；在大中小城市都应该控制小汽车规模、限制摩托车发展【l ”。 林震、杨浩在“城市交通结构的优化模型分析”( 2 0 0 5 年) 中，运用l o 西疵 方程来描述公共交通和私人交通这对基本矛盾的演化过程，建立了在城市交通生 态承载力限制下交通竞争的微分方程模型，得出在激烈竞争条件下，可替代范围 内的公共交通和私人交通的竞争可能会导致一种交通方式退出市场，而在竞争较 北京工业大学工学硕士学位论文 为缓和的情况下可以保持两种交通方式的动态平衡的结论【l ”。 其他就公共交通出行吸引力的研究多集中于某点影响因素进行量化分析，如 同济大学交通运输学院李林波等提出心理出行时间的概念，并从量化的角度对出 行交通方式选择中心理因素的作用进行分析，并从“时效心理、便利心理、实惠 心理、愉悦心理、就近原则、大众心理”等方面提出了几点策略【l 研。天津市城 市规划设计研究院蒋寅等通过对国内1 7 个城市居民出行调查结果进行回归分 析，得出了公交出行时耗与公交人均出行次数的关系，分别就步行时间改善、车 内时闯改善和换乘时间改善等方面公交出行时耗改善对策【2 0 】。但公交发展历史 经验同时表明，公交的改革是一项系统性工程，必须从全局的角度入手，任何“头 痛医头，脚痛医脚”的局部改进方法将难以见效，必须加强对影响公交发展相关 因素的研究，并提出系统对策，以保障各阶段采取的公交措施能够取得预期目标。 1 4 主要研究内容 本文的主要研究内容包括： ( 1 ) 公共交通吸引力的影响因素研究 通过个体出行者出行行为、交通方式广义费用的研究，借鉴万有引力的概念， 从宏观、微观两方面定义了公共交通吸引力概念。在此基础上，系统地分析了公 共交通吸引力的影响因素。 ( 2 ) 交通需求弹性分析的具体方法研究 结合经济学中弹性分析的理论，借鉴国外交通需求弹性研究成果，介绍了交 通需求弹性分析方法。 ( 3 ) 累积l o g h 模型在成对比较数据分析中的应用研究 针对交通调查中表达意愿程度的成对比较数据，本文介绍了累积l 0 百t 模型 原理和具体建立过程，并推导了基于累积l o g i t 模型的需求弹性的具体计算方法。 ( 4 ) 通过数据分析，对北京市公共交通出行吸引力主要影响因素进行了鉴 别与筛选，分别建立了公共交通系统内部协作竞争模型，公共交通与小汽车的竞 争模型，在此基础上，分别计算了各选择方案对各交通方式属性的点弹性值。 ( 5 ) 在点需求弹性分析的基础上，从面向系统和面向对象两个方面提出了 提高公共交通吸引力的具体措施，并对措旌的实旌效果进行了分析。 总之，本论文将以提高大城市公共交通吸引力为目标，理论研究与实践分析 相结合，在分析公共交通影响因素的基础上，借鉴经济学中的需求弹性分析方法， 对各影响因素的影响程度进行量化分析，为公共交通优先发展政策的制定提供理 论基础。 第l 章绪论 1 5 论文框架结构 本论文共分八章。 第一章，论文综述，分析了论文的研究背景以及全面提高公共交通吸引力的 必要性；并在广泛收集、仔细阅读相关文献的基础上，回顾了国内外的相关研究， 对论文的研究思路和主要研究内容进行了介绍。 第二章，在分析个体出行行为及广义交通成本的基础上，对公共交通吸引力 的概念进行了定义，并系统阐述了公共交通吸引力的影响因素。 第三章，以经济学理论中的弹性分析理论为基础，借鉴国外交通需求弹性研 究的相关成果，系统介绍了交通需求弹性分析的意义和方法，并分析了影响交通 需求弹性的因素，介绍了组合调整策略的弹性值计算方法。 第四章，重点介绍了成对比较数据的建模方法一累积l 0 或模型的原理及 建模过程，并对非集计模型的集计化方法、对回归系数的解释方法进行了介绍， 对基于累积l 0 武模型的点弹性的计算方法进行了推导。 第五章，对交通调查的调查方法、调查方案的设计以及调查的情况进行了介 绍，并对调查的出行行为结果进行了统计分析，分析了各影响因素对居民交通方 式选择行为的影响。 第六、七章，分别对调查数据中的公共交通出行群体及小汽车出行群体，利 用累积l o g i t 模型建立了意愿选择模型。对于分类变量，利用发生比率对回归系 数进行了解释；对于连续变量，分别计算了各选择方案对各属性的点弹性值，并 拟合了点弹性曲线，为下文效果分析提供了数据基础。 第八章，提出了提高公共交通吸引力的主导思想，并从面向系统和面向对象 两个角度提出了提高公共交通吸引力的具体措施。基于点弹性分析结果，对于面 向对象的具体措施进行了效果分析。 最后，总结了论文的研究成果，并对未来的研究工作进行了展望。 北京工业大学工学硕士学位论文 第2 章公共交通吸引力影响因素分析 在公共交通的相关研究与分析中，“公共交通吸引力”是常被提及的名词。 本章将对公共交通吸引力进行定义，并在个体出行行为及交通方式广义成本的分 析基础上，对影响公共交通吸引力的主要因素进行具体分析。 2 1 公共交通系统及其吸引力定义 2 1 1 公共交通系统及其外部环境分析 公共交通是一种集约化的客运方式，是大城市交通的主力军。其最大特点 是公共性，任何人只要遵守客运规则并支付一定交通费用就可自由选择公交方式 出行。公共交通的主体是常规公交和快速公交( b r t ) 、地铁、轻轨等大容量的 运输工具，同时也包括轮渡、出租车等辅助性运输工具。按各种交通方式在城市 客运交通系统中的地位，可将城市公共交通系统分为快速大运量( 啪盯) 公共交 通系统、常规公共交通系统、辅助公共交通系统和特殊公共交通系统四类，如图 2 - 1 所示。 图2 1 城市公共交通系统的层次与分类 f i 斟r e 2 - 1h i b e 邮h yo f u i b a np u b l kh m s p 0 衄i o ns y 咖m 1 4 第2 章公共交通吸引力影响因素分析 公共交通系统主体方式适用范围如图2 2 所示。 5l o j 5 z o 趵肌， 3 5 口 平均时逑( k _ h ) 图2 - 2 公共交通系统主体方式适用范围比较嘲 f i g 哪2 - 2a 印l i c t i o nr 舳g eo f t b em a i l lt 舢i tm 0 d 器 在城市客运交通体系中，除公共交通外，还存在自行车、小汽车等私人交通 方式。各交通方式特性如表2 1 所示。 表2 - l 城市主要交通方式的特性 t h b l e 2 1c h m c t e 玛o f l 量l e d 【a i nt i 刮瞒cm o d 髂 容量性迅速性舒适性机动性便宜性安全性建设性环境影响性 地铁 abccaaca 公共汽车 bccbabab 出租汽车caaacbac 小汽车 caaacb cc 自行车 cb 或ccaa c a a 步行 bccbabaa 注：环境影响性包括单位运量能耗、污染捧放等因素；建设性包括投资经济性和建设速度及难度； 便宜性是指合理运量情况下的费用； 表示优良，b 表示一般，c 表示差 如表2 - 1 所示，私人交通方式在迅速性、舒适性以及机动性等方面远远超 过公共交通，这适应了个体出行的个性化需求，对公共交通的发展造成了极大的 冲击。 和 柏 菩l 拈 m 北京工业大学工学硕士学位论文 2 1 2 公共交通吸引力 系统中，事物之间是普遍联系的。由力的作用原理可知，物体a 对物体b 引力大小的对外表现除与两个物体的属性直接相关外，还与系统中其他物体对物 体b 的引力的大小有关。因此，在城市客运交通体系中，公共交通对出行者吸 引力的大小也是个相对的概念。本节将从宏观和微观两个层面进行阐述。 微观层面，针对个体出行者而言，直接表现为个体出行者愿意选择公共交通 出行的程度，可用模糊性语言表示如下： 定选择公共交通一吸引力强 可能选择公共交通一一吸引力较强 无所谓一一吸引力一般 可能不选择公共交通一吸引力较弱 一定不选择公共交通一一吸引力弱 宏观层面，针对其他交通方式而言，公共交通吸引力表现为公共交通的分担 率。公共交通分担率高，则吸引力强；公共交通分担率低，则吸引力弱。为了以 公共交通吸引力指数定量分析城市公共交通系统吸引力的强弱，参考国内外公共 交通发展较好城市的公共交通分担率，现将公共交通分担率分级如下： b 6 0 一一吸引力强 4 0 bs 6 0 一一吸引力较强 2 0 b 4 0 一一吸引力一般 1 0 耳2 0 一一吸引力较弱 b l o 一一吸引力弱 上述对于公共交通吸引力的强弱都是采用模糊语言来表述的，在预测或评价 时，我们需要用模糊数学的方法将其转化为相应的数值进行量化。为此引入公共 交通吸引力指数的概念。对于上述五级选择程度，确定公共交通吸引力指数依次 为5 、4 、3 、2 、l 。 2 2 影响公共交通吸引力的因素分析 通过以上分析可知，公共交通吸引力是个体出行在交通方式选择过程中所表 现出来的个体感知程度，因此为了系统分析影响因素，本节首先对个体出行行为 和交通方式广义成本进行分析，继而具体分析影响因素。 2 2 1 个体出行行为分析 对于个体出行者而言，选择交通方式的过程实际是个广义的消费过程。在这 个过程中，出行者针对个人的出行需求，考虑是否存在可替代的出行方案。随着 第2 章公共交通吸引力影响因素分析 社会的发展，可替代出行的方式越来越多：如，对于购物出行，可考虑网上购物， 对于上班出行可考虑家庭办公。当出行不可由其他方式替代时，出行者做出出行 决定，包括出行目的地及交通方式选择等。 在交通方式的选择过程中，出行者依据个人及社会条件确定可供个人选择的 交通方式选择集，如对于可利用小汽车的群体，交通方式选择集将包括小汽车、 出租车、公共交通及自行车等；对于无小汽车的群体，交通方式的选择集将包括 出租车、公共交通及自行车等。 在此基础上，比较交通方式特性，分析交通方式广义费用，依据个人购买力 和出行偏好，感受交通方式相对吸引力的强弱