（交通运输规划与管理专业论文）基于SP调查的行为时间价值研究.pdf

摘要 摘要 城市交通运输系统中，时间价值通常被分为两类：资源时间价值和行为时 间价值。前者主要服务于交通项目的经济评价；后者则通常应用于交通方式的 分担率与预测，以及出行路径的选择等。本论文针对目前国内行为时间价值研 究较为缺乏的现状，详细分析了行为时间价值的影响因素，并基于消费者经济 学原理，设立合理可行的假定条件，通过一定的数学理论方法构建北京市居民 出行行为时间价值的简化模型； 为了标定模型中的相关参数，论文从基础的数据调查开始，采用先进的s p 调查技术搜集出行者意愿性信息；针对s p 调查方法在我国交通领域还鲜有应用 的现状，本文中从s p 调查的起源出发，系统介绍了s p 调查的发展概况以及调 查原理，并比较了交通s p ( s t a t e dp r e f e r e n c e ) 调查和r p ( r e v e a l e dp r e f e r e n c e ) 调查的不同，阐述了前者相对于后者的优越性，确定了本论文的调查方法。 交通s p 情境组合设计是实施该调查方法、建立交通模型成败的关键环节。 本论文首次将均匀设计应用于交通s p 调查的情境组合设计中，比较成功地解决 了调查设计者与受访者之间关于调查问题数量的矛盾。改进了以往正交设计的 不足，在保证数据建模精度的同时，有效地减少了调查中访问问题的数量，提 高了工作效率。 最后，本文以北京为实例，从基础的数据搜集开始，采用s p 调查方法，设 定合理的调查方案以获取出行者的意愿性数据。并建立起数据校核步骤、标准， 通过多种方法对数据进行有效的筛选，提高了模型的精度。由此求出北京市居 民出行的行为时间价值。 关键词行为时间价值；s p 调查；情境组合设计；均匀设计：数据校核 北京工业大学硕士学位论文 a b s t r a c t i nt h eu r b a nt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ，v a l u eo ft r a v e lt i m es a v i n g si su s u a l l y d i v i d e di n t ot w oi m p o r t a n ts i d e s - t e s o u r c ev a l u eo ft i m ea n db e h a v i o rv a l u eo f t i m e t h ef o r m e rm a i n l yu s e sf o rt h ee c o n o m i ce v a l u a t i o no ft h et r a f f i cp r o j e c t ，a n dt h e l a t t e ru s u a l l yi sa p p l e dt om o d ec h o i c ea n dr o u t ec h o i c e ，e t c a sb e h a v i o rv a l u eo ft i m ei s s c a r c e l ys t u d i e di no u rc o u n t r y ，t h ep a p e ra n a l y s e st h eb a s i ce l e m e n t si n f l u e n c i n g b e h a v i o rv a l u eo ft r a v e lt i m e , a n do nt h eb a s i so fc o n s u m e r se c o n o m i c sp r i n c i p l e , s e t su pr e a s o n a b l ea n df e a s i b l eh y p o t h e s e s , t h e ns t r u c t u r e st h em o d e lo fb e h a v i o r v a l u eo f t i m et h r o u g hc e r t a i nm a t h e m a t i c st h e o r ym e t h o d i no r d e rt oc a l i b r a t et h ep a r a m e t e r si nt h em o d e l ，t h ep a p e rb e g i n sw i t hd a t a s u r v e y ，a d o p t ss ps u r v e yt oc o l l e c tt h ed a t ai n f o r m a t i o n s ps u r v e yi sv e r yp o p u l a ri n t r a n s p o r t a t i o nr e s e a r c hi nc o u n t r i e se x c e p to fc h i n an o w t h i sp a p e rg i v e sag e n e r a l d e s c r i p t i o no ft h ed i f f e r e n tc o n c e p to t r pa n ds ps u r v e yf i r s t l ya n dc h o o s e st h es p s u r v e y a sw ek n o w ，e x p e r i m e n t a ld e s i g ni sak e yp r o c e s sf o rs ps u r v e yw o r ka n df o r t r a n s p o r t a t i o nm o d e l i n g t h ep a p e r 甄v e st h eu n i f o r md e s i g nm e t h o df o rs ps u r v e y d e s i g n f o rt h ef r o s tt i m e ，w h i l e g u a r a n t e e r i n g t h ep r e c i s i o no fm o d e l i n g t r a n s p o r t a t i o nb e h a v i o r , u n i f o r md e s i g nh a sf e w e rq u e s t i o n st h a no r t h o g o n a ld e s i g n a n d i m p r o v e sw o r k i n ge f f i c i e n c y f i n a l 致w er i s et h es t a t e dp r e f e r e n c es u r v e yt oc o l l e c tt h ep e o p l e st r a v e l p r e f e r c ed a t ai nb e i j i n g i nt h es u r v e y , t h ep a p e rd e s i g n st h er a t i o n a li n v e s t i g a t i o n s c h e m eb a s e do nt h ec u r r e n ts i t u a t i o no fb e i i i n g w h e nt h ed a t aa l ec o l l e c t e d ，t h e p a p e rs e t su pt h ed a t av a l i d a t i o np r o c e s sa n dc r i t e r i o n s ，v e r i f i e st h es pd a t at h r o u g h m a n yk i n d so f m e t h o d s ，a n di m p r o v e st h ep r e c i s i o no f t h em o d e le f f e c t i v e l y a n dt h e p a p e rd e d u c e st ot h er e s u l to ft h ev a l u eo f t i m ei ns e i j i n g k e y w o r d sb e h a v i o rv a l u eo f t i m e ；s ps u r v e y ；e x p e r i m e n t a ld e s i g n ；u n i f o r m d e s i g n ；d a t av a l i d a t i o n l i 独创性声明 本人声明所呈交瓣论文是我个入在导师捂露下迸行静研究工作及取褥的研 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熬研究或果，也不包含为获褥i 京工业大学或其它教育褪擒 的学位或涯书而使用适的材料。与我一同工彳乍的黼志对本研究所做的任何羹献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：至歹乙一日期：翘唑上继 关于论文使用授权的说明 本人先全了解北京工业大学有必保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文豹复印件，允诲论文被整翅和借潮；学校可以公糍论文的全粼或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段傈存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：毫蠢 导师签名：煎遂日期_ 塑堕：垮 第1 章绪论 1 。1 研究背景 第1 章绪论 上世纪八十年代以来，随着我国城市居民经济水平的提高，城市化进程逐年 加快，在推进经济与社会现代化的同时，城市基础设施现代化水平不断实现历史 性突破，各项交通建设事业取得了长足的发展。以北京市为例，2 0 0 2 年，市区道 路总里程达至t 3 6 9 1 公里，道路面积达至t j 5 3 9 1 万平方米，与十年前相比，分别增长 了3 5 和1 1 倍。市域公路网平均每年扩展1 0 ，总里程达到1 4 3 5 9 公里。其中， 高速公路近3 年平均每年新增7 6 公里，总里程达至u 4 6 3 公里；城市轨道交通建设近 4 年平均每年新建成线路1 0 公里，目前已有4 条运营线路，运营总里程达9 5 公里； 公共汽车及无轨电车总数已达1 6 9 3 9 两，运营线路总长度达1 5 7 6 0 公里i l “。 但是，由于上述各类交通建设项目均具有规模大、投资多、影响深远和受益 面广等特点，因此，在以往的建设项目可行性研究和经济后评价报告的编制中， 都对经济评价作了明确而详细的规定。从建设项目经济评价的目的看，对拟建项 目进行合理而又科学的经济评估，并对建成项目投入运营后的效果进行公正、客 观的经济评价，对于提高决策者和建设者诀策的科学化水平，减少和避免失误， 使有限的社会资源获得最大的投资效果，都具有极其重要的意义。时问价值分析 是交通建设项目经济评价的一个重要方面，在公路与铁路建设项目产生的可计算 效益中，很大一部分是以时间节约的形式体现的。英国运输与环境部1 9 7 6 年所做 的一份报告表明：主要干道时间节省的价值占整个项目效益的8 0 ；而美国州际 公路系统的效益中有7 2 8 2 来自于出行者出行时问的节省。另外，根据我国 高速公路建设项目可行性研究和项目后评价的有关成果，在建设项目产生的效益 中，时间节约占3 0 5 0 ，最低者达2 5 ，最高者可达5 0 以上。从国内外资 料可以看出，时间节约效益巨大，甚至可超过其它各项效益之总和。这说明，时 间节约所产生的效益己成为决定项目可行与否的关键性因素，忽视时间节约的效 益将会导致决策失当，给社会造成极大的经济损失【3 】。 另一方面，伴随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，城市居 北京工业大学 = 学硕士学位论文 民的时间观念( 时间价值) 得以不断提升，对不同服务水平的交通方式和道路路 径具有选择的能力和可能，并开始追求舒适、高效的交通方式。这在一定程度上 导致了城市道路上小汽车出行比例的迅猛增长，造成大范围的交通拥挤。目前， 尽管我国的大部分城市目莨还处在机动化进程的初期，但小汽车的实际使用率已 经大大超过了发达国家大城市的水平。小汽车交通无节制膨胀与道路交通基础设 施条件的冲突日益加剧。其中主要原因是由于在较长的一段时间内，公共交通的 服务水平低下以及运送速度没有得到明显的提高，与居民日益提高的时间效益相 脱钩；而小汽车与之相比则存在快速、方便的特点，由此导致了迅猛的增长，结 果则致使城市内部交通方式比例失调，道路交通压力加大。 因此，研究和分析出行者的时间价值，不仅对于合理、客观评价交通投资 项目的经济效益，提高项目决策的科学性具有积极意义，而且对于揭示消费者 在不同交通方式间选择时所遵循的规律，合理调整各种交通方式间的比例关系， 实现不同交通方式间的均衡发展，提高综合运输能力和运输效率，促进城市社 会经济快速健康发展，都具有十分重要的意义。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 ( 1 ) 早期的研究 国外自上世纪6 0 年代起，对时间价值进行了大量的研究，早期的研究主要 采用双项l o g i t ( b l ) 模型。在研究中，通常给提供给城市交通通勤者( 上下 班) 两种选择，即同时存在一条收费道路和一条免费道路，根据通勤者的选择 状况，采集数据并建立模型对其选择结果进行分析。通过观测收费费用以及相 应的出行时间的减少，由此估计出时间价值。这些研究试图通过调查通勤者主 观希望节省的时间或者观测工具车辆以测定出行时间，考虑到不同收入者对于 道路收费的感知程度不同，并认为时间价值和收入之间存在一定程度的相关性。 由此根据被调查者的收入将样本进行分类。模型通常采用双项l o g i t 函数，可用 下式表示： 第l 章绪论 p = 1 + e x p _ + 反z 2 + + 服k ) 式中： p ：采用免费道路的概率； x 1 ：采用收费道路节省的时间； x ，：采用收费道路节省的费用； 届，屈一，段：系数，通过模型标定而得。 式( 1 1 ) 中，由于在同一个效用函数中同时考虑了时间和费用，明确说明了时间 和费用之间可相互转化的关系。因此，时间价值就可通过比率屈p , 得到，即： v c = 履p , ( 1 _ 2 ) 采用上述方法，在1 9 6 9 年的研究中，基于工具车辆数据的模型最终得到的 时间价值为1 8 0 美元，j 、时，然而那些基于访问的数据结果则为大约3 8 0 美元 小时。、 1 9 6 7 年，l i s c o 估计了通勤者的时间价值，研究对象是两种交通方式之间 的选择，即s k o k is w i f t 和驾驶小汽车，通过收集到的数据进行分析。在他的研 究中采用了p r o b i t 模型，这种模型认为数据误差符合以0 为均值的正态分布。 l i s c o 的模型包括了年龄、性别、收入、家庭构成，也包括公交出行方式和私人 出行方式之间费用和出行时间的不同。他估计出的时间价值为2 5 3 美元d , 时。 他将小汽车“舒适度”作为一个常数项带入模型进行估计，其值大约为2 o o 美 元天，并且他还发现市区步行的时间价值大约为7 2 0 美元d , 时。 除了上述研究外，一些英国和法国的研究人员对工作出勤者的时间价值也 进行了相关探讨。在他们的研究中，评估了在私人交通方式和公共交通方式之 间的选择关系。t 9 6 5 年，b e e s l y 以在英国交通部( b r i t i s hm i n i s t r yo f t r a n s p o r ti n l o n d o n ) 工作的雇员为样本，采用判别式分析，发现时间价值可以最好地解释 样本中交通方式的选择问题。b e e s l y 采用的变量是起点到终点之间的时间和费 用。选项则分为两种，一种是私人小汽车，另一种则为公共交通方式地铁、 城郊铁路或者公交车。所得最终时间价值大约为英国工资的1 3 ( 1 9 6 4 年) 。大 北京工业大学工学碗土学位论文 伦敦自治委员会交通署( t h ep l a n n i n gd e p a r t m e n to f t h eg r e a t e rl o n d o nc o u n c i l ) 的b a r n e t t 和s a l l m a n s 于1 9 6 7 年做了两次判别式分析，他们所做模型和b e e s l e y 相类缎。在磅究中可激选择豹爨嚣方式、出行辩趣窝费霜鄂与b e e s l e y 一襻。 估计嬲的时问价值与雇员的收入比例状况大致如下：大约3 0 ，对于那些每年 收入1 0 0 0 美元以下者，年收入2 0 0 0 美金以及以上的则下降到1 5 ( 对于1 9 6 4 年荚黧工资承乎) 。 1 9 6 7 年，q u a r m b y 同样应用b e e s l e y 的研究方法，连间自己的观点，他以 工作出行为对象，建立了一个公式化的模测，以确定出行者的出行方式。 q u a r m b y 撂出瘟将辩瓣楚分灸步行嚣闲、等德辩霆、车蠹辩阗，分裂予戮译售 才是合理的。他同时认为，出行时间和出行赞用相类似，可以通过不同的方式 表示。个可行的方法如下；全部的以及增加的出行时间不同可用比率以及对 数毙率表示。毽魏搂鍪篷捶了方式翔分垂数，毽链数交逶方式只有弘入爨牙方 式和公共出行方式两种。q u a r m b y 的模型的撼本形式为线性的，函数缎浅明一 次出行选择各种因索的总体效用( 包括时问和费用) 。和上述介绍的研究一样， q u a r m b y 遣锭援了潮鬟式劳辑法米振定模型。毽不霹予上遴臻究之楚在于，在 他的模型中，时间和费用变量细分为不同的炎别。时间分为步行时间、等待时 间和车内时间。q u a r m b y 认为总体出行时间、额外增加出行时间、费用的不同 鞋及王伟基行中袋惩，l 、汽车熬哥施往等都怼交遴方式斡选耩产生不霹熬影稳。 q u a r m b y 发现步行和等待时间价值是车内时间价值的- - - n 三倍。根据模型的结 论，车内时间价值对于不同范围收入者来说，大约占工资比例的2 1 至4 j2 5 。 矮矮，t 9 6 3 年一个法国懿霹； 究也零l 爱魏爱式分褫方法裘寻求霹瓣、爨嚣之 间的联系。时间价德大约在平均收入比率的5 3 左右。同时也发现等待时间和 步行拜寸间价值大约”谯车内时间价值的二倍左右。 憨之，上述繇寄磷究垮限予二颈选择礤究，并量憝臻豹繇是王佟逶勤密行。 最终结果车内时间价值的估计大约在工资比率的2 0 到5 0 ，而等待时间和步 行对阍大约为车内珂寸闻的二到三倍l 删。 ( 2 ) 近年来辑究成果回蕨 谶年来，世界各国尤其是发达国家对节约时问的价值进行了大量的讨论和 研究，六十年代初期，各国学者都袒继发表了相关的研究成果，虽然其方法和 第1 章绪论 结果都不尽相同，但对于我们今日的研究仍有借鉴意义。 1 ) 英国海外开发署( o d a ) 提出的方法： 工作性出行的时间价值为工资收入加间接费用( 如养老金、保险费等) ； 非工作性出行的时间价值为工资收入的2 0 2 5 ； 对于收入高的人，闲暇时间价值为其收入的4 3 。 2 ) p c 斯塔布斯等所著运输经济学( 1 9 8 0 ) 所绍的方法如下： 工作性出行节约时间的价值，按照出行者的平均工资率计算； 协和飞机制造商认为：经理人员出行时间的价值，按其工资的3 倍计算； 英国航空公司认为：经理人员出行时间的价值按其工资的2 倍计算； 英国环保部1 9 7 5 年规定：工作性出行节约时间的价值等于工资率加1 8 的管理费，非工作性旅行时间价值等于工资收入的四分之一，未成年人按成 年人的三分之一计算。 3 ) k g 威廉斯在所著的城市规划经济学( 1 9 8 0 ) 中指出，时间价值 这种不能用市场价格来估价的物品，有一个简单的衡量标准，即依据人们对价 值的直观感觉来评估。如时间价值可以通过下列情况来估计，人们为节约一定 的时间而愿意付出的代价( 金钱) ，所付的代价( 金钱) 可视为节约时间的货币 价值，汽车驾驶员有时为节约时间而愿意选择服务水平高的路线，从中可以推 导出一种时间价值的计算方法，是由额外旅程的成本除以节约的时间即： v o t ：o a l 血( 1 3 ) 式中： v o t ：时间价值； 0 ：单位距离运费： ：距离变化值； 血：时间变化值。 4 ) 英国学者w i l l u m s e n 在运输建模( 1 9 9 3 ) 一书中给出了英国咨询与 学术专家组1 9 8 1 1 9 8 6 年问的研究成果，专家组根据英国不同地区的不同条 件，用一系列模型对时间价值进行了详细研究( b a t e sa n dr o b e r t s ，1 9 8 6 ) ，得出 5 北京工业大学工学硕士学位论文 如下主要结论： 工作时间即工作期间或作为工作的一部分进行出行的时间，其价值等于 旅行者的小时工资( 收入) 率： 所有其它出行目的的出行( 包括上班) ，其时间价值取全时成人雇工平均 小时工资( 收入) 的2 7 4 3 ： 对于特定的地区，一般情况下应当采用唯一的平均时间价值，但当少儿、 退休人员与就业者比例明显不同于平均水平时，可视情况采用特定的值； 每年应对实际小时工资率进行调整和修正，也可以根据国内人均产值的 函数来估计： 等待与步行时间的价值可按两倍于在车时间价值的标准来确定，自行车 用户参照此法按行人对待； 较少时间节约与较长时间节约等价吼 1 2 2 国内研究状况 ( 1 ) 公路经济评价采用的方法 我国对出行时间价值的认识和研究开始于七十年代末，1 9 7 9 年交通部公路 规划设计院通过对京津塘国土规划的研究，在首次提出的公路建设项目经济 评价方法中对节约时间价值的估算作了初步尝试。在国家计委1 9 8 7 年颁布的 建设项目经济评价方法与参数( 第一版) 中，明确规定旅客节约时间的价值 按影子工资计算。在这两个文本中，对旅客时间价值评估基于的前提是，旅客 节约在途时间可以增加从事生产活动的时间，从而创造出更多的价值，即 b k ：! ! 鱼! ! , 8 3 6 5 ( 1 _ 4 ) 式中： b k s 旅客节约在途时间的效益( 万元) ； 计算年度旅客的平均国民收入( 元从年) ： g 新建或改建项目的旅客运量( 万人年) ； z 全程节约时间( 小时) 。 第1 章绪论 随后，国家计蠹和建设部缀过大量调查和专题研究，予1 9 9 3 年正式发布了建 设项目经济评价方法与参数( 第二版) ，其计算时间节约效益的改进之处在于引 入了辩藤弱弱系数豹獗念，考惑节终熬霹润仅煮一邦分臻予镁造效益，筹敬裁建 系数为0 5 ，其度鬣公式为： b k , = l b x t x q 戏中： g 旅客运量中生产人员数( 万人次年) ； 6 旅客单位时闯价值( 元人小时) ； 其余同前。 ( 2 ) 交通工糕芋 l | 采_ 爵l 方法 交通工程手册中，将公路邋输时间价值分为客货两种。其中认为货物在途时 间价值为在途货物的资金利息，其计算公式为： b b2 毫。q s t + j 丽忑t 磊( 1 - 6 ) 式中： b 。一一农途货物时间节省的价值( 万元) ： p f 程途货物的平均价格( 元t ) ； q 。货运量( 按年计) ( 万t ) ； t 全程节省懿小辩羧( 按年诗) 疆) ； j 资会的年利率( ) ，一般相幽于银行的利率高限。 该公式将货物麴镬燕侩值转嶷为费币形式，并按照攀利诗惑方式采诗髯货物 的时间价值量。 浓客出行时间价值分为工作出行时间价值和非工作出行时间价值。 t ) _ i 终出雩亍时i 8 - j 价覆 b h = i 。q k + t ( 1 7 ) 式中： 北京工业大学工学硕：b 学位论文 b 。一一工作出行时间价值( 元) ； i 。单能时间价值( 元人t ) ； q 。i 行人次数( 人次侔) ； t 出行时间的节省( h ) 。 2 ) l 工俸露瓣徐篷 v k = k - b t a ( i 培) 式中： v 一一菲工作出行时间价毽( 元隆) ： k 公路项目资金投入量( 元) ； b 翼孪麓戆弹姓产出系数； t 乘客的出行时间蹩( h ) i a 投入资金的弹性产出系数【9 】。 ( 3 ) 广援孰瀵交透采瑁方法 在2 0 0 1 年的广州市轨道交通三号线客流预测中，研究人员认为：影响出行的 时间价值因素众多，但主要与出行目的、人均收入水平有关，因此采用世界银行 夔译稳务法【撺】，其体魏下： 表i - 1 各类出行茸的考虑因索及计算办法 t a b l e l 1t h ec a l c u l a t i o nm e t h o do f v o t 出行类激与目的考虑因素计算方法 工作稿行出行者工资赞用1 3 3 * 工资纠、时 商务出行出行者工搬费用1 3 3 * 工资4 , 时 遥勤及莛它 工作出行经验醒测 0 3 ；家纛收入翻、时 夜该项目中，按照下列公式计算各车型的单位人次的时间价值 = 必爱精等噍m 。， 麓中： r 乏。：窜型为t 的机动牟人均乘次时闻价值，元从次，、时； 矿：平均小时工资水平，元，j 、时： 丑：平均小时家庭收入水平，元小时； q 砭睹：厝民工作出行周转量，人次玢钟； q 呓一：居民非工作嫩行周转量，人次分钟。 淹筑，静可褥爨该研究对象鞔道交遥三号线在不藏l l 重麓的薅闽侩德，觅下表： 袭1 - 2 单位人次的时间价值 t a b l e l - 2v a l u eo f t i m ee a c hm i n u t ef o re a c hp e o p l e 年徐 2 0 1 42 0 1 1 2 0 3 2 v o t ( 元从次i ，j 、时) 1 3 7 |1 8 d 2 7 9 1 。3 以往研究中存在的阀题 邋过上文我们可以看出，目前，从国内外对时间价假的研究来看，无论是 方法上还是理论上郝存在着一定的差异。到目前为止，尚没有统一认可的标准。 藏鏊瘛来看，虽然恣存在若多耱方法惩美诗黪辩藤债僵，爨供了一定鹣辩闻徐 值衡蹩方法的基准，但不能反映出行者作为消费人员的选择行为特征，用于道 路、桥梁等建设的经济评价尚w ，若用于城市交通分析中的时间费用互换则 经嚣不足。为了雯野缝解释瑟瑟邂毒亍中静霹瓣、费蘑及蘩穗互之闻懿关系，毒 必要甜此进行更深一步的研究和分析 1 l 】。 1 。4 本课题研究恣容 为了使时间价值的确定方法易于在城市交通出行行为分析中的应用，本文 在充分考虑国内统计资料的现状稠建模可能燃的同时，蓠先根据运输经济学的 基本漂遵，设立合理可行懿霰爱条件，莲过定翡鼗学| 蒌谂方法建立l t 京市屠 民出行行为时间价值的简化模型：针对模型中的参数标定，本论文从撼础的数 据调焱开始，采用先进的s p 调餐技术搜集出行者意愿性信息；调查中，结合北 京泰现凌，设诗台矮瓣调查方案，并蓄凌将兹匀设诗应羹l 予交逶s p 谴亵瓣渍景 组合设计中，有效地减少了调鸯中访问问题的数量，并提高了调查精度；最后， 在数据搜集的基础上，建立数掇校核步骤、标准，并通过多种方法对数据进行 北京工业大学工学硕士学位论文 有效的筛选，有效地提高模型的精度。具体研究内容包括： ( 1 ) 对出行者时间价值定义及影响因素进行深入探讨，确定本次研究对象 为行为时闽徐篷；蒡基子运输经济学豹基本缀淫，设定合理嚣行戆缓定祭 孛，建 立北京市居民出行行为时间价值的简化模型；确定其参数估计方法。 ( 2 ) s p 调查方法 在突逶嚣为调囊中，主要存在r p 调查( r e v e a l e dp r e f e r e n c es u r v e y ) 鄹s p 调查 ( s t a t e dp r e f e r e n c es u r v e y ) 两大类，并阐述了厝者相对于前者的优越健。为了更 加有效对行为时间价值模型进行标定，本文在对两种调查方法的优缺点进行详细 对毙熬罄疆土，确建采弼s p 调套方法进行数爨搜集。 ( 3 ) 结合北京市现状，制定出合理的交通调查方案。包括确定交灏选择， 调查范围、调查对敷分类、样本状况等。 ( 4 ) 调查猜境缀合匏设计 在豳顾以往情境组合设计的基础上，考虑在保证调查精度的基础上，将均匀 设计引入到交通s p 调查中，有效降低调查问题数量。 ( 5 ) 建立数据校孩标准，器求合理可行黪数据薅选方法，并估计参数，褥 出北容市居民出行的行为时间价值。最后对络果进行比较分析。 1 5 论文内容的安排 本论文共分六濑，每章分剐阕述一项具体研究环节。箕中，第一牵为论文 综述，在广泛收集并仔细阅读相关研究文献的基础上，回顾了国内外的相关研 究，麓癸嚣壤据缝对论文研究瑟景鞠连客进行分绍( 本文磷究鳆是对闯价值中 的居氐出行行为时间价值) ；第二牵在对时间价值进行深入分析的基础t ，阐述 了其各种主要影响因素，并构造出模型。第三章在对s p 调黉进行详尽的介绍并 与r p 调查终对比鹣基稿上，确定本文静礤究袋瘸s p 方法搜集数据。在第遥章 中结合北京市现状，制定调查方案；第五章逐行情境组合设计，这也怒本文的 创新点，在交通s p 调查情境组合设计中首次采用均匀设计方法，有效地解决了 以 i 羔设计中疆矮的赡题。第六窜将介绍调查数援静收集与分析，剥用随枫效用 理论建立时闻价值分析模型。并对数据述荦亍裔效的筛选，储诗最终结暴，再对 结果加以分析。在论文的最后一帮结论，总结了论文的研究内容和研究成 果，并对未来的研究工作徽了麓簧介绍。 t n 第2 章时间钎值分析 第2 意时间价值分析 2 1 时间价值基本理论 2 1 1 对闽徐值的经济学会义 在经济学领域里，一切社会活动都被抽缘为生产和消赞，作为社会活动主体 的人在生产和消费活动中，始终伴随着时间的消耗。时间鼹体到一项瓣动中是有 俊蕊瓣，因为在一瑗活魂中薪爨辩藩羲多少怒簿量该顼工俘活动效率褒低静疆 标。从这个意义上讲，时间就撼金钱，具有价值。 消费者在消费过程中所耗费的不仅仅是物质，还有时间。从人们时阈观念的 童罄强、对辩霹鸯觉薅台瑾分配秘蘩l 焉兹角震溪，时簿价缓其有客蕊瞧。按照嚣 方经济学的影子价格原理，所消耗的时间若用于生产活动中便可创造商品价值， 即该段时间作为一种生产要素投入到生产中去便可以体现其价值。因此，商品份 僵中辩闻投入鼹那帮分便是清费誊在港费滔籀中的对闻份德。同样，窝黼流通中 所消耗的时间也具有价值，因为商品流通过程中时间耗费的增加意味着商品买卖 实现的推迟、运费的上丹、利息的增加以及巍晶的损失。秽为了节约时阅两支 寸 翦高逡赞超过了利惫节约酶部分与商品损失盼价值之帮，掰余下来的部分价值便 是商晶的时间价值【m 1 4 l 。 综上所述，所锶时间价值就是指出于时间黯推移面产生效益增值量秘由于时 闻的非生产性消裁造成的效盏损失量的货币波现。 2 1 2 出行者的时间价值 程运输过程中，对于出行者来说，所清耗的时间同样存在一定鹩价德。其一， 活劳动消耗是价值的唯一源泉，出行者在出行过程中占用时间的价值相当于其同 样对闼囊接或闽揍参与徐毽创造掰能形成豹价俊量，是一葶4 l 规会残本的概念。其 二，幽行者的时间价值还与其本窃的价值取向有关。其中涉及到诸多酶主观因素， 如消赞偏好、对舒通性的要求、经济的承受能力等等，也包含有出行者衡量时间 份僮羹豹一些客聪标准，如霹越与费曩毙之类。出彳亍者戆徐馕取向是缀漆莛化表 1 北京王渡大学工学硕士学位论文 述的，其因人而异，差别很大，但一般都是根据既定约束条件( 经济约束、时间 约束、可选择的交通方式约束等) 按“物有所值”的原则体现出来。此外，相当 一部分窭行者豹爨嚣t | 霉予壹接或鬻接戆经济潦凌，与徐蕊遴动过程稳关联。奁建， 如果假定出行过程中的时间和费用是可以互换的，那么根据消费者行为理论，决 定其消费模式的重骚因素就是消赞者本人的兴趣或偏好，爿；同的偏好将产生不同 熬瀵裁决策。嚣魏，窭嚣者翡露鬻徐篷是基予瓣节终在途瓣瓣合理囊臻熬基吾塞之 上的。如果将节约的时间用于生产活动，可以创造出更多的价值满足社会和个人 发展的需要，如果用于其它社会活动则会给出行者带来额外的效用。另方面， 不司黪窭行者在穰瓣祭停下会霹节约嚣藤静耱篷产生不霹懿判薮，琵显瓣窭行 者对于不同种类的出行所节约时间的价值，艇王并不相同。这就表明不同类型的出 行者存在着不同的时间价值。 谯今为壹，关予交逶运输中辩霹徐僮熬磷究多舞讨论人f 窭行者) 懿瓣淹徐篷 为中心展开。其探讨的角度大致可以分为以下两种：一是用于交通运输投资项目 的评价，包括财务评价、国民经济评价以及社会评价，主要采用费用效益分析 法，二建爱予蠛市交遗需求蘸溪l 露毂费遵路费率懿确定等，楚运过对密行者行蠢 分析来揭示其选择的规律性。与此相对应，可将时间价值区分为资源时间价值和 行为时间价值。资源时间价值是织对间视为种资源，从节约时间的用途来考虑 葵价壤黪大枣。行爻辩藤徐篷燕扶磁行者豹逡撵行为击发，戳选择费藩凝，l 、或效 用最大为目标，考察的是出行者的行为偏好价值。主要用于交通方式的分担率分 析与预测，以及如行者路径的选择等“5 2 2 】。如下图所示； 时间价值 赉谭肆确髂埴行为肆辩瓣擅 图2 - 1 肘间价值分类圈 确定收费激路费率 萧 订刮刚 第2 章时l 曰价值分析 目前，国内在资源时间价值方面，提出了各种计算方法，已经在各种公路、 桥梁等的建设项目经济评价中所采用，并取得了良好的效果。另一方面，行为时 间价值在国内研究极少，通常在各种参考资料中仅提供出理论计算公式，而未进 行深入的探讨。本文研究的主要目的即是通过s p 调查求出北京市居民出行的行为 时间价值，以此作为建立北京市交通模型的基础。下文中所有时间价值，如未特 殊指明，均为行为时间价值。 2 2 彳亍为时间价值的影响因素 对于某一特定城市而言，影响出行者行为时间价值的因素主要涉及到出行者 个人特性、出行目的、交通方式和出行距离等各个方面。对于不同的情况和研究 环境，各方面的因素所产生的影响程度是不同的，出行者对时间价值的评价是这 些因素共同作用的综合反映，在此对影响出行者时间价值的主要因素进行深入分 析。 1 ) 出行者的个体特性 不同社会地位和身份的出行者在进行交通工具选择时，由于考虑的因素侧重 点不同，其选择行为表现出显著的差异性，机关企事业单位管理人员、科技工作 者家庭往往拥有车辆，并且其成员在出行过程中，主要考虑出行的快速性，对时 间要求比较高，并且同时注重舒适性、安全性、服务水平等因素；而收入水平相 对较低的工薪阶层及农村剩余劳动力，通常乘坐公共交通工具，由于更注重价格 因素而去选择公共交通。上述不同的选择，时间价值亦不相同。 2 ) 出行目的 出行目的是出行者出行的动机和原因。对于城市内出行而言，出行目的主 要包括上班、上学、回家、购物、探亲访友、休闲娱乐、工作外出等。一个具 体的出行者在面对不同的出行目的时，其对时间和费用的要求并不相同。对比 上、下班出行( 工作目的出行) 与其它目的出行，由于时间的限制( 可能必须 于上班前赶到单位) ，为了尽快到达目的地，出行者此时可能对出行的时间要求 更高。我们可以推断，时间价值可能是出行目的的函数。在居民出行调查中， 通常将出行目的划分为十多个小项。但是，在出行者时间价值的研究中，将出 行目的作如此详细的分类，将会给数据的获取和计算带来相当大的困难，而且 北京工业大学工学硕士学位论文 从实际应用的角度来看也没有必疆。因此，程通常的研究中，出行目的被简化 为3 4 类。 3 ) 交逶方式 出行者的时间价值不仅是蹦行目的的函数，而且也必然是交通方式的函数。 不同交通方式的速魔、方便性和舒适性各不相同，从而影响出行者对交通工具的 选择。逡行者在选撵交遂工具辩，不莰要考纛_ 荛馋出行嚣瓣_ 摹瑟费弼，嚣虽要投嚣 辅助或附加出行时间。小汽车提供快捷的i q 叠u 门服务，时间价值较高；公共汽车 不仅在车时间较长，其等待时间和步行时间也较长，时间价值较低。 4 ) 遗暂薅耀蕊长短 出行时间的长短对其价值的大小有很大影响。与短距离出行相比，长距离出 行更可能导致节省熙多的时间。因此，对予做长距离出行的人来说，节约3 5 分镑瓣辩霾对予镌键来说禳搴没有意义，嚣与之程对应靛楚，短霆褰壅嚣中，垂 于该出行本身总时问比较短，节约几分钟将会对出行者的出行方式产生究全不同 的影响，甚至有可能导致他们放弃原交通方式。 5 ) 荬它嚣素 除上述影响旅客时间价值的因素外，还有道路交通状况、车辆状况和服务水 平等，也在一定程度上影响着旅客对节约时间价值的评价。 2 3 行为时间价值模型 行为时间价值的研究在国外起步较早，无论是理论分析述是衡量方法方面都 取褥了一系努成暴，逶露是基予灌费经济学暇壤，莜据蠹行学熬交遥方式选择特 性，通过不同的时间、费用、收入等对比关系来计算和标您。这种方法烈有较好 的理论基础和较强的解释能力。因此，下文中将沿用该方法，在综合考虑出行时 隧、赘掰，鑫行嚣瓣、密行者鹣收入汞平、静遥性等霹素豁基疆土，蓠兔籍窭行 者据此进行分类，通过各类出行者的感知性络果( s p 调查缁果) 来推算欺时间价 值。本节则仅介绍如何建立行为时间价值的模型。 2 3 1 效用最大化模型 程通过出行者感知结果( s p 调查) 进行时阈价值分拆时，由于涉及因索众多， 一t 4 笫2 章时间价值分析 不同因素的影响各异，为了综合考虑各因素对出行者选择结果的影响，需要构造 特定的出行为效用函数。 由此，我们基于消费者的经济学原理，构造此函数的基本假定，如下所述： 1 1 同一群体的出行者已确知待选交通方式的特性，并有相当一致的理性行 为。这个假定包含着统计意义上的概念，即在一定的社会经济约束条件 下，他们总会对诸因素( 时i a j 和费用) 做出理性的综合判断，选择效用 最大的交通方式。 2 ) 有一系列可供选择的方式爿= a 、a ：、a3 、一a 。 ，对应于每一种交通 方式a 。，k u 。，f ，a 。( 2 1 ) 【，m = + 占( 2 _ 2 ) 其中： v ，。= 0 m x 晰( 2 - 3 ) k 式中： 与交通方式爿，有关的参数； x 。出行者或交通方式的特性变量( 本次由于先把出行者进行分 类统计，因此本项简化为各种时间和费用) ； k 一一出行者或交通方式特性集合； s ，。出行者g 选择4 方式的效用中不可测度的部分。 由于假定出行者选择其效用最大化的交通方式，这时，出行者q 选择交通 方式a ，的概率厶为 攻= p r o b ( u 。 u 。；歹i ，a ，a 。) p r o b p 名+ w + w ；，f ，a ，a 。j ( 2 4 ) 其中： o 厶蔓1 ，& = l 。 r e ” 若假设概率颂s 服从二熏指数分布，则可以导出l o g i t 模型：假设概率项s 服 从燕惑分布，则可以导出p r o b i t 模型。 出于l o g i t 穰型的应用普及程度较广，弗鬣和p r o b i t 模型糖比更加简单实壤， 因此，假定效用己，w2 十8 w ，爿，64 n 的所有的概率项8 w 服从相同的参数为 笮2 0 ，。= l 豹二耋摇数分东，我们霹戬褥蘩 驴参 当交通方式仪有2 个时 只。= 击，或写为：骂。= 百。( z - 6 ) b 。= 1 一只。 2 3 。2 时阉徐德模型的构造 ( 2 7 ) 在所有的出行方式中，影响出行者对不同方式选择的最重要因索是出行者 所花费的费用帮时闽。投摄盼嚣效用最大化模型豹物建，出行者q 选择筹、，种 交通方式的效用函数可以表示为 v j q = aj + b t 3 , j + c j tj ( 2 m 8 ) 式中： 交避方式- ，的备种费用( 可能包括运行赞用、停车赞用、过路 过桥费等) ： 第2 章时间价值分析 f ，交通方式，的各种时间( 可能细化为运行时间、等车时间、步 行时间等) ； a ，一一所选方式的相对优越性，待估参数； b j 、。j 相对于费用和时间的待估参数a 其中a ；是除费用和时间外其他因素的综合反映，如舒适性、方便性及服务 水平等等，根据式( 2 5 ) 可得： 弓= 罴若等等， 式中： 只选择交通方式，的概率； k 一从1 到n 的第k 种可选择交通方式。 其他同上【3 矧。 通过各种文献我们可以看出，在提供的交通方式选择范围a 大于两种时， 参数的标定将非常复杂。另外，结合我国国情，通常情况下每个出行者在其出 行时考虑两种以上交通方式的情况很少，一般情况下存在两种交通方式供其选 择即可以很好地描述现状。如果提供多种交通方式一方面不符合实际，另一方 面将大大增加工作量。因此，在构造时间价值模型时，我们仅考虑两种交通方 式j 和k 。由此( 2 - 9 ) 转化为： p i ： 竺垫垫! 唑! ( 2 - 1 0 ) 。 e x p ( a j + b j 丫j + c j t j ) + e x p ( a k + b k 丫k + c k t k ) 、 因此，我们可以得到： k = ( a j d i ) + ( 0 ，一6 i “) + ( c ，一c k t i ) - ( 2 1 1 ) 上述模型仍然不易估出参数，在参考国内外研究的基础上，发现b ；和b 。， 以及c 。和c 。差异极小，并且在允许误差范围内，因此我们可采用更加简化的形 式，假设 屯= 以= b ( 2 1 2 ) 北隶工业大学工学磺士学位论文 予是 c = q =