限行政策下小学生接送行为影响分析

摘要

九年义务教育作为中国的一项基本国策，在这一制度下，我国对学生的出行

问题「I慈关注。在此背景下，了解学牛.上学的出行方式是非常关键的，可以针对

学生上学的特点制订相应的措施，从而缓解在学校周边部分地区的上学和放学期

间的交通堵塞情况.学生出行是居民通勤出行的重要组成部分，学生尤其是小学

生因为年龄较小，自主出行能力相对较差，故小学生上学的出行常常由家长接送

出行。虽然小学生上学时间地点比较固定，但是随着城市机动化程度的提高，小

学牛.出行方式也出现了多元化的趋势，故其接送出行方式的影响因素比较复杂。

目前，为「缓解城市交通拥挤问胜，仝国许多地方都实行门泯行政策，而限

行的主要措施是根据汽车的车牌号码进行限制。因此，在西安市实行尾号限行政

策的情况下，本文以小学生作为主要对象，并进行了详细的研究，探讨了“尾号

限行”对小学生上学接送行为的影响，为小学生的上学行为提供了一些新的思路

和参考。

根据交通需求管理的基本原理，基于西安市多所小学的小学生的接送调查数

据，运用随机效用理论与生存分析理论，并尝试运用特征分析与模型分析方法，

构造了Logit非集计模型和Cox比例风险模型，并从小学生上学出发时刻前接

送方式两个角度进行了研究，主要研浣内容和结论如下：

(1)通过对西安市限行区内与限制区外学生接送的数据进行比较，得出在超

过3公里的梢况下，尾号限行区的划分对小学生接送方式的影响最大；尾号限行

区的划定可以有效地控制小汽车在限行区的使用率，并且让一些小学生的出行方

式转换到以电动车、公交为主，但限行区以外不会受到影响。

(2)建立MNL非集计模型，对限厅区内的家庭的小学生上学接送方式进行

分析。结果显示，接送距离远的家庭相比丁•接送距离近的家庭更倾向丁选择小汽

车接送小学生，而处在限行日的家庭选择小学生的接送方式相对来说更帧向于不

受限行政策影响的电动不或公交乍。

(3)建立Cox比例风险模型，探讨尾号限行政策对小学生上学接送出发时刻

的影响。结果显示，不论是在限行区域外还是在限行区域内，选择小汽车接送的

小学生都会提前出行：而相比J■•非限行日，处在限行日的家庭，小学生的出发时

刻更早。

基于数据特征对比和模型结果分析，对模型显著性影响因素进行邦性分析,

提出有针对性的交通需求改善建议，为改善小学生上学出行管理、改善城市交通

拥堵状况、促进小学生自主出行提供相关的参考价值。

关键词：尾号限行政策，小学生接送，限行区，限行「I,Logit模型，Cox

模型

ABSTRACT

Nine-yearcompulsoryeducationisabasicnationalpolicyinChina.Underthis

system,Chinapaysmoreandmoreattentiontostudents'travel.Inthiscontext,itis

verycriticaltounderstandthewaystudentstraveltoschool,andcorresponding

measurescanbeformulatedaccordingtothecharacteristicsofstudentstogoto

school,soastoeasethetrafficjamduringschoolandschoolinsomeareasaroundthe

school.Studenttravelisanimportantpartofresidents'commuting.Students,

especiallyprimaryschoolstudents,areoftenpickedupbytheirparentsbecauseof

theiryoungerageandrelativelypoorindependenttravelability.Althoughthe:iine

aidpiuuefuipiimuiy5ludcnU>logvluisiclalivelyHACXI,willillie

improvementofthedegreeofurbannntorizaiion.primaryschoolstudents'travel

modesalsoappearatrendofdiversification,sotheinfluencingfactorsoftheirpickup

andtravelmodesarccomplicated.

Atpresent,inordertoalleviatetheproblemofheavytrafficincities,manyparts

ofthecountryhaveimplementedthedrivingrestrictions,andthemainmeasuresare

basedonthelicenseplatenumberofcars.Therefore,in(hecaseofthe

implemenlationoftail-numberlimitpolicyinXi'ancity,thispapertakesprimary

schoolstudentsasthemainobject,andconductsadetailedstudy,discussesthe

influenceof''tail-numberlimit"onprimaryschoolpickupbehavior,andprovides

somenewideasandreferencesforprimaryschoolstudents'schoolbehavior.

Accordingtothebasicprincipleoftrafficdemandmanagement,basedonthexi

'anmorethanprimaryschoolpupilsshuttlesurveydata,usingtherandomutility

theoryandthetheoryofsurvivalanalysis,andtrytousefeatureanalysisandmixlcl

analysismethod,constructsthedisaggregatemodelandCoxproportionalhazardsare

Logitmodel,andfromthestudenttogo:oschoolontimeandtopickuptwoangles

werestudied,Themainresearchcontentsandconclusionsarcasfollows:

(1)Bycomparingthedataofpickingupstudentsintherestrictedareaand

outsidetherestrictedareainXi'ancity,itisconcludedthatthedivisionoftail-number

restrictedareahasthegreatestinfluenceonthepickingupmethodofprimarysenooI

studentswhenthedistanceismorethan3kilometers;Thedemarcationoftheend

numberlimitareacaneffectivelycontroltheutilizationraleofcarsinthelimitarea,

andletsomeprimaryschoolstudentsswiichtoelectricvehiclesandbuses,butoulside

thelimitareawillnotbeaffected.

(2)TheMNLnon-aggregatemodelisestablishedtoanalyzetheschoolpickup

目录

摘要.........................V

ABSTRACT......................................vii

I结论........................I

l.i研究背景与研究意义.......................................1

1.1.1研究背景...........................................I

1.1.2研究意义........i

1.2国内外发展状况..........................................2

1.2.1国外研窕现状.......................................2

1.2.2国内研究现状.......................................4

1.2.3文献总结.......6

1.3研究内容与技术路线......................................7

2尾号限行与小学生接送行为........................................9

2.1尾号限行政策理论基础……..................................9

2.1.1交通需求管理理论…..................................9

2.1.2尾号限行政策的主要特征............................10

2.1.3尾号限行政策对城方交通系统的影响..................11

2.1.4尾号限行政策对小学生接送行为的影响................II

2.2通勤行为分析理论.......................................12

2.2.1随机效用理论......................................12

2.2.2生存分析理论......................................13

2.3通勤行为分析模型.......................................13

2.3.1非集计模型........................................13

2.3.2Cox比例风险模型.................................15

2.4本章小结..............16

3西安市尾号限行政策概述与小学生接送数据分析....................17

3.1西安市尾号限行政策概述..................................17

3.1.1西安市交通情况....................................17

3.1.2限行区域..........................................18

3.1.3限行时间........19

3.1.4限行规定.......19

3.2西安市小学生接送数据统计分析............................19

3.2.1调查问卷设计......................................19

3.2.2数据变量分类划分….................................19

323样本数据相关性分析.................................21

3.3本章小结..............28

4尾号限彳丁政策对小学生接送仃为影响的模型分析....................29

4.1小学生接送方式选择的MNL模型..........................29

4.1.1模型构建........-.................................29

4.1.2模型评价........31

4.1.3参数估计..........................................32

4.L4结果分析..........................................33

4.2小学生接送出发时刻选择的Cox模型.......................34

4.2.1模型构建..........................................34

4.2.2模型评价..........................................35

4.2.3参数估计..........................................39

424结果分析........40

4.3本章小结.............42

5基于尾号限行政策的小学生接送结构优化的管理建议................42

5.1小学生接送行为显著影响因素的弹性分析...................42

5.1.1小学生接送出行弹性分析............................43

5.1.2小学生接送距离弹性分析............................43

5.1.3小学生接送出发时刻弹性分析........................44

5.2小学生接送结构优化的交通需求管理建议...................45

5.3本章小结.............45

6结论及展望...................45

6.1主要结论.............45

6.2主要创新点...........-.................................46

6.3研究展望.............-.................................47

参考文献......................48

1绪论

1.1研究背景与研究意义

1.1.1研究背景

从城市居民出行来看，小学生上学交通显然是其中的重要部分，在接送当中，

家长往往开私家车、非机动车来进行接送，并混合停放在i起，这也就使得校门

口交通陷入混乱。步入新世纪后，从小学生的接送来看，多是电动白行车、私家

小汽车，向学校上学时间比较集中，由此带来了上学时间段形成了短期的高粒度

交通流，让学校周边交通压力很大，加之校门口的停乍设施不完善、交通组步不

足，由此导致学校周边交通运行陷入混乱，并引发了交通拥堵、事故发生。所以，

小学生上学交通问题的解决，这是当下城市交通规划、管理工作中急需进行解决

的重要问题。

随着中国经济的快速发展和居民生活水平的显著提高，城市机动化加速发展,

机动车数量哥速增长，城市居民的通勤行为也发生了很大的变化。在城市发展当

中，交通拥堵成为了一个普遍性问题，急需进行解决。全球大城市纷纷探索解决

交通拥堵的有效方案，由此也就诞生了交通需求管理。对于限行政策，其是常用

的交通需求管理方式，在北京、上海、西安等国内主要城市得到了广泛的应用。

限行政策实施过程中，通常根据城市道路和时段划分限行区域，机动车尾号在-

周中的某一天禁止通行。

根据《2020年西安市城市交通发展年度报告》（以卜.简称“年报”）以及西安

市教委统计数据显示，全市共有小学949所，小学生85余万人，小学生通勤行

为对于学校周边道路交通产生较大的压力。根据年报时机动车出行次数的研宽发

现，私人小汽车工作HR均出行次数较高的月份为3、4月份和9、10月份，恰

逢新学年开始，说明小汽车已经成为家长接送小学生的重要交通工具。由于学生

通勤具有长期性、稳定性、集中性等显著特征，且小学生有年龄小、自主性差的

特殊性，小学生上学接送出行已成为城市居民通勤的重要组成部分。因此，本课

题即探讨限行政策对小学生接送行为的影响。

11.2研究意义

小学生的接送行为给城市道路交通带来了巨大的压力。本课题以西安市小学

生接送行为作为研究对象，通过构建定量模型来评价尾号限行政策的对小学生接

送行为影响的实际效果，为今后小学牛.出行管理的政策决策提供相应的理论支持,

具有重要的埋论价(TL和现实意义。

(1)丰宫小学生通勤行为的研究内容

目前关于通勤行为的研究主要集口在尾号限行政策对居民出行方式选择的

影响。然而，小学生作为城市通勤的重要对象之一，缺乏详细、全面的分析前研

究。同时，以往研究没有关注到尾号限行区域对小学生接送方式的影响。所以，

本文多视角分析了尾号限行区域对小学生接送行为的影响，丰富r小学生通勤行

为的研究内容，由此此研究具备了一定的理论、现实价值。

(2)为小学生出行管理决策提供参考

本文依据西安市多所小学的小学生出行调查数据，对比尾号限行日和非尾号

限行日，小学生通勤在这两种情况卜.，反映出尾号限行政策对家长接送小学生的

方式选择、接送出发时刻等影响程度和效果，深度探究小学生的通勤模式。相应

提出了有针对性的交通需求管理策略，为优化小学通勤模式结构，改善通勤环境，

提高小学生的通勤舒适度等多方面提供参考，具有用.要的现实意义。

1.2国内外发展状况

1.2.1国外研究现状

(1)尾号限行政策的研究

限行政策的积极作用。2011年，DeGrangeL等人构建了多元线性回归模型，

发现限行措施实施后，圣地亚哥的道路交通不流量下降了约5.5%%2011年，

LinC-yCynthia等人研究了巴西圣保罗州、哥伦比亚波哥大以及中国北京和天津

的空气质量改善情况。通过对比不同地区不同规则的限行政策发现，工作日实施

的限行政策会促进小汽车向公共交通的转移，但改善空气质量的效果不明显⑶。

限制政策的负面影响.，2008年，AnjaliMahendra进行了多角度研究驾驶限

制政策在波哥大、圣保罗、圣地亚哥和墨西哥城的实施效果，最后发现，实施限

行政策，其对各城市的效果存在差异，对墨西哥、毛地亚哥的效果比较差，而圣

保罗和波哥大的实施效果基本符合预期，说明限行政策的实施需要因地制宜\

2314年，Sun基于环境视角来分析了限行政策的实际效果，最后结果显示，限行

政策对保证道路交通畅通有积极影响，但对降低可吸入颗粒物浓度没有明显效果

141

o

限制政策的短期效果。2010年，RuiWang等人分析了中国城市限行政策的

适用性，认为在短期内的影响是显而易见的，而从长远来看，限行政策的效果将

被大量的假牌照和购买多个车辆等情况所抵消㈤。同样在2014年，CanlilloV认

2

为限行政策在短期内是有效的，但在长期内会被居民的政策回避等行为所抵消吗

(2)小学生家长接送情况研究

在小学生通勤行为的研究中，由于小学生的特殊性，存在着大量的接送情况，

因此对家长通勤行为的研究是不可或缺的重要环节。1998年,CarolynDiGuiseppi

等人对6/2岁的小学生进行了一项调在，发现出于安全考虑，大多数家长更喜

双使用机动交通工具接送小学生⑴。2005年，Mwsha等人在对小学生家庭出行

行为的分析中发现，大多数小学生是由家庭主妇来接送，她们更倾向于选择机动

亿的方式出行⑻。2008年，YaHagadda等人指出小学生的通勤与父母的接送之间

存在相互依赖的关系，发现家与学校之间的距离与步行通勤的选择呈负相关

CampbellE等人在20()9年研究了使用小汽车接送小学生的情况,发现家长使用

小汽车接送学生，主要是因为方便和安全性高“32014年，EliasW等人使用描

达性统计和MNL模型来研究9-15岁的以色列犹太学生、阿拉珀学生的出行特征，

发现年龄、性别、汽车保有量、上学时间和父母工作状态会对学生通勤方式的选

择造成影响，而且年龄越大的学生越倾向于步行上学而不是小汽车接送“L2017

年,SylviaY.He等利用MNL模型，开展了小学生通勤出行模式选择的影响因素，

最后结果显示，父母工作的时间、场所是重要影响因素，与此同时，由于当前丰

富的交通需求管理政策，有了更多元化的出行方式可以选择，有效降低了汽车的

使用率2018年，Ermagun等人利用离散..连续模型和交叉模型探析了通勤当

中的距离对于通勤模式选择的影响。最后结果显示，个人的通勤距离每增加I

个单位，步行通勤的概率会降低约8.5%⑶。

(3)小学生接送方式选择的研究

由于使用非集计模型来研究个体出行问题，能够更好地处理当前复杂的出行

行为，从2()世纪60年代开始，许多学者开始利用非集计模型来开展研究。历经

多年发展，非集计模型不断完善，出现了更加复杂的模型来应对n益变化的出行

行为因为非集计模型广泛应用于现实生活问题的研究分析，这也就验证/模

型的可靠性、实用性，并且其也应用于•出行者出行行为的研究当中，最后取得了

显著的成果。

2000年,HcnshcrD.A.等建立起了Log"模型来专门研究个体出行方式选择，

同时还就个体出行对家庭出行的具体影响，鼓励个体主动选择公共交通而不走小

汽车“'I2008年，McDonaldN.C.在MNL模型中，分析了中小学生出行方式选

齐有哪些具体影响因素，对出发时间、年龄、性别、家庭收入、家庭车辆数、子

女数量、父母工作和父母教育程度等影响因素进行了分析，发现步行时间对步行

通勤的选择有直接影响⑹。2011年,KhanM等人利用SP调查构建出了通勤MNL

模型，并分析了小学生通勤方式选择有哪些影响因素。他们发现，小学生在选择

校车出行时，时校车使用成本、校车内外时间和舒适度高度敏感⑺。2013年，

3

LarsenK等人对通勤安全进行了研究，采用最短路法和Logistic模型研究了提高

同学安全性对提岛步什学生安全性的影响，2018年，MullerS等人研尢J•谯国

小学生的通勤过程，利用Logit模型多视角分析通勤距离对小学生通勤方式的选

择影响，包括选择的距离、天气、使用汽车的方便性等因素，说明通勤距离走'

个核心影响因素皿。2019年，IpckN.Sener等人研窕了家长对孩子通勤方式选择

的影响，同时还就小学生的出行、家长出行开展了多元Logil建模分析，发现家

长出于安全考虑会减少小学生步行或骑车的选择

(4)小学生接送出发时刻的研究

2000年，Steed等人利用生存模型预测了从家庭出发的各种非通勤出行的出

发时间选择"o2006年，Bhat等人利用MixedLogit模型来构建出了通勤方式

选择模型，最后结果显示，出发时间是重要的影响因素MikkelThorhauge等

(2016)运用混合选择模型来探析出发时间选择的影响因素有哪些，构建了心理

因素因子，结合时间、成本等客观因素和其他决定性因素进行研究，发现了不同

工作时间的人对出发时间的影响程度不同⑼。MikkelThorhauge等人在202。年

研究了习惯对出发时间决策的影响，建近了潜变量(ICLV)模型。研究发现，出发

时间受性别、子女和工作类型等的影响，由习惯产生的惯性会直接影响出发时问

的选择

1.2.2国内研究现状

(1)尾号限行政策的研究

限行政策的积极作用。2(X)8年，毛保华的研究表明，在交通流量较大的地

区，限行政策可以有效缓解高峰时段的道路拥堵⑶。苏岳龙(2009)十分关注限

行政策，并就其对交通流量的影响开展「分析，最后发现，政策在实施后，很快

就形成了比较稳定的交通流量，这显示出了政策的有效性，对交通拥堵起到了一

定的缓解作用⑸。俞佳飞(2011)在研究后表示，限行政策的推行，只是一定程

度上降低机动乍的利用率，限制一定时间内路网机动乍总数，改善城市所面啼的

交通拥堵压力⑼。2013年，杜浩华等人研究了交通流的变化特征，同时就限行

政策推行前后开展「对比分析。他们发现，高峰时段机动车行驶速度提高『1.8

倍，交通拥堵恢复时间仅为原来的75.8%,高峰时段道路拥堵持续时间明显缩短,

显著改善了道路交通状况⑻。

限行政策的负面影响。2010年，赵峰侠从经济学的角度对限行政策的实际

效果进行了研究，发现限行政策使得每辆机动车有七分之一闲置到使用寿命，造

成了一定的资源浪费⑸。2014年，王竺兰等人对家庭出行数据进行分析发现，

在短期内，限行政策会对个人出行行为产生较大的影响。同时，研究显示，对比

之下，限行政策对个体的择车意愿的影响并不大，即存在大量规避限行政策的行

为。研究发现，约47.8%的车主没有完全遵守这些限行规则。深入分析发现，对

于那些住得离市中心或地铁站较远的人来说，因为_L作的原因，即使在岛峰付•段

也更有可能选择自驾出行，尾号限行政策对交通需求的控制并没有真正的效果，

因此，西安需要更全面的交通需求管理政策来综合治理，来有效缓解交通拥堵和

环境污染等问题

限购政策的短期效果。2009年，段龙龙构建了北京尾号限行的长期拥堵博

弈模型。他在研究后表示，推行限行政策，可发挥短期效果，然而拉长时间看，

搦堵无法通过政策的约束从根本上得到改善⑼。2011年,李容基于经济学视角

开展了限行政策的分析，最后发现，限行政策虽然有效果，然而其局限于短期效

果，因为旅行者为了避免限行政策带来的不便而购买第二辆车㈤。2013年，郝

宇用物元法对限行政策进行了评价，认为长期推行限行政策不利于经济社会的稳

健发展。此外，他还表示，尾号限行政策可以在短期内缓解城市道路拥堵现象，

所以需要综合运用多种交通需求管理方法，来提高道路交通运输水平⑼。2014

年，张曦等就北上广的尾号限行效果开展了实例分析，发现限行管理措施对交通

拥堵的改善效果仅在短期内有效削。

限行政策的效益不明显。2010年榭许宣从经济学的角度研究，认为限行政

策将产生一个较大的政策合规成本，消费者将寻求低成本来逃避机动车辆的使用

限制，所以限行政策的效益无法长期获得2016年，黄恒军就限行政策时空

气质量的影响开展了实证分析，最后的结果显示，限行政策的推进，取得的只是

短期效果，无法保障长期效果Z2016年，杨宇提出，在工作日推行限行政策，

虽然取得了一定效果，然而离实际预期差距还很大。从出行者方面来看，他们来

取措施来规避此政策，将一些弹性出行需求直接安排到了周末，这导致周末出行

大量增加⑼。在2018年，孙兆贤从尾号限行角度对机动乍回避行为的检查却居

民出行习惯的形成进行分析，发现通过限购和限行政策相结合的方式可以较为有

效地控制北京市机动车出行率⑻。2019年，张伯瑶建造ICI.V模型探索小汽车、

公共交通和出租车之间的内部关系，得出潜变量的扩展计划行为理论，从西安限

行政策推进来看，直接影响到了民众出行方式选择网。2019年，董晓基于习惯

方面来分析了其对•民众出行方式选择的影响，最后的结果显示，汽乍出行习惯正

向影响出行选择，会削弱政策的直接影响。政策的实际效果应该从对居民的长期

影响来研究“叫

(2)小学生家长接送情况研究

2011年，傅凌风和吴紫在选择从居民出行的调查数据上对小学生上学接送

问题进行研究，建立构建出了二元Logistic模型来用于分析小学生的接送行为，

例重于影响因素的分析，同时还基于家庭环境的筌异来得出接送上学的概率“匚

2313年，张容等人指出，小学和城市高峰时段重我可能加剧周边道路的拥堵。

受制于儿童、家庭成员、交通环境，选择公共交通的比例较低。调查进一步显示，

因为家长不满周边交通环境，关注孩子安全问题，由此使得家长普遍利用自有•车

辆来接送孩子上下学⑼。2014年，石稳等人研究了家长选择机动车来接送孩子

上学对北京交通的鹿响，最后结果显示，此类影响主要是由于学校周边道路早高

峰频繁变道和晚高峰停乍的存在导致单行线通行能力的下降

(3)小学生接送方式选择的研究

2007年，何俊玲和李建中对垂点小学生、普通小学生和中学生的通勤数据

进行了统计分析，得出重点小学生和中学生的择车概率高于普通学校的结论，但

出行时的能源消耗最高。为此，其提出多项措施，来舒缓小学生的通勘压尢刈。

2：)09年，刘爱玲等人对中小学生通勤方式的选择进行了研究。回归分析数据显

示，年龄、家庭收入、地区等因素与研究有显著关系，研究显示步行和骑自行车

这两种慢速交通方式所占比例最高2012年，韩娟等人采用分层抽样的数据

调查方法，对国内外中小学生的通勤特征进行了对比分析。研究表明，汽车用电

动车在中国所占比重较大，并在此基础上提出相应的交通管理措施T2014年，

傅建川主要是就小学生出行行为开展了多视角分析，侧重于学生的个人、家庭、

出行方面的影响因素，利用NL模型建立了出行选择模型，并对其进行弹性分析，

提出了优化小学生出行结构的策略2016年，高悦耳等人调查了中小学生的

出行结构，提出了一种优化中小学生出行特征的调查方法⑷。2018年，牟振华等

人以早上高峰时间的小学为例，用该模型计算交通流量，并运用交通仿真软件

VISSIM,提出「三种错时往返学校的优化方案，并且测试和评估r他们的方案

的有效性网。2019年，马璐等构建出MNP、MNL模型，从而开展了多种因素

对学生通勤方式选择的影响，研究了各因素对多层次变化的影响，并根据实际情

况提出管理和规划建议初。2019年，王嘉用应用成熟的MNL和NL模型开展了

小学生通勤J模式的行为特征对比分析，并提出经验敏感性评价预测的概念结构,

量化各种影响因素的变化对出行模式的选择的影响程度日。

1.2.3文献总结

国内外学者对出行行为进行了丰富的研究，为研究小学生通勤行为特征奠定

了坚实的基础。运用统计模型来就小学生通勤开展了许多研究分析，全面分析各

类影响因素。从研究法方面来看，运用的模型有Logit模型、MNL模型和Cox

模型，由此来深入分析各影响囚素的影响程度。

国外由于家庭用车时间较早，在城市.机动化发展过程中引起的矛盾也较早，

对通勤出行特点的研究而于小学来说也早，但由于国外限行政策和国内不同的原

闵，对于小学生家长接送行为对城市交通状况的影响研究的不够深入。

在国内各城市纷纷施行限行政策下，吸引着许多学者的关注和研究，政策效

6

果研究成为了重要研究内容。当下，限行政策对居民出行行为的研究整体比较成

熟，然间限行政策对小学生通勤的影响研究还存在着欠缺和不足。

在全球学者长期的探索研究下，各类影响因素基本都获得了研究，然而，缺

乏基于限行政策对小学生家长接送行为的膨响研究。因此，本论文丰富了这•课

题。

13研究内容与技术路线

笫一章，阐述的是研究的背景、意义、方法、内容等，以及现有研究中存在

的路径，总结了现有研究的不足，并针对问题提出了本课题的研究内容和技术路

径。

第二章，介绍尾号限行政策的基本埋论、常用的通勤行为分析方法和模型。

苜先，在交通需求管理的理论框架下，探讨尾号限行区域和时间划分的主要特征，

以及它们对城市交通系统的影响机制、对小学生家长接送行为的作用和影响机制。

其次，利用随机效用理论、牛.存分析理论来建立起本课题研究的理论基础。域后，

匍述了普遍运用的通勤行为分析模型LogitM：集计模型和Cox比例风险模型，并

问明了这些模型的应用场景和方法。

第三章，概述西安市尾号限行政策，并对西安市多所小学的小学生家长接送

情况进行调查，获取样本数据。首先介绍西安市尾号限行政策实施现状，并界定

课题研究所需变量分类划分口径。然后根据变量设计调查问卷，主要分以卜两个

方向进行调查：①学生的个体特征：②学生的上学出行特征。其次，利用统计学

方法，对样本数据开展相关性分析。对比分析西安的限行区和非限行区小学生家

长接送情况、通勤出发时间二方面行为特征，并初步分析各变量的实际影响水平。

第四章，建立数学模型量化分析尾号限行政策对■小学生家长接送情况、通勤

发时间的影响。以西安市多所小学的小学生接送数据为样本，首先，建立MNL

模型研究尾号限行政策对小学生家长接送情况的影响，随后利用Cox比例风险

模型来分析尾号限行政策对小学生接送出发时刻的的响。最后，标定各模型参数，

开展结果的综合分析，同时得出尾号限行对小学生通财行为的量化影响指标，还

有具体结论。

第五章，根据尾号限行政策，提出改善小学生家长接送孩子行为的建议，综

合考虑限行区域划分对小学生家长接送行为的膨响，综合三、四两章结论，开展

影响的显著变量的弹性分析，同时制定出发展完善小学生通勤结构的交通需求管

理的合理建议。

第六章，总结研究成果，还有课题的创新点、不足、未来展望。

对于本文研究的技术路线，可从下图1-1具体观察。

7

■・

一早

图I-K技术路线图

8

2尾号限行与小学生接送行为

2.1尾号限行政策理论基础

2.1.1交通需求管理理论

如图2-1所示:

先需nini*信2凰务薨北城

交通需求itn

-►»（M保有*和使用*f提升小汽不使用於不―►!!伏多怦性出行力式-----►（nai）

图2/交通需求管理理论

在20世纪七十年代后期，美国的运输业人员提出了对运输的要求进行合理

的需求控制，并逐步发展成为美国的运输业的•个用.要理念。比如，在道路运输

方面，洛杉矶这个美国西部第一大城市，采取了特殊道路、高负荷系数、快速公

交系统等交通管理手段，对中心城区的小轿车进行了限制，并大力推广公交优先

政策。

欧洲建议采取机动化管理（TDM）,对公共和行人的运输给予更多的重视，

并对车辆实行严格的管制和管制。德国第•次在欧洲实行限制汽车的政策，以遏

制交通拥挤。20世纪六十年代，城市坡分成了多个运输区，车辆只能在各个地

区行驶。车辆只能沿着环状公路行驶。这样可以在其它交通工具中增加效率，并

减少车辆的使用量。意大利也采取了相似的措施：在博洛尼亚市区，由于在市区

内设置了多个交通区，并且在高峰期限制了年辆的流量，因此，在这一地区.汽

车的数目下降了62%,而这些都是需要特别许可的。2014年，西班牙马德里开

始实施市区交通管制，超出保留区的机动车将被罚款。

阿根廷布宜诺斯艾利斯于2012年在拉丁美洲实施了一项限制交通的政策。

旅游时间为每天11:00到16:00。保留区只允许公共汽车，出租车和有固定停车

位的汽车。巴西圣保罗市从1995年起就开始实行了一周一次的禁令，因为排队

的人很多。

新加坡于一九七三年开始实行“入曳税”，以限制在新加坡登记的外籍车辆。

香港于一九七五年推行「地区通行证系统」，规定除巴士及紧急情况下的其也车

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辆，在交通高峰期购买进入管制区的牌照。新加坡于1990年推行「汽车配给系

统」，并对汽车总量进行了产格的管制.

你会发现，数以千计的旅客对『•不断增加的旅游需求有着强烈的门私自利，

因此，我们可以在•定程度上限制政府的需求和供应，从而保证运输资源的高效

使用。在国外对交通需求的管理实践中，对交通需求进行科学的管理，能够芍效

地解决城市.的交通拥挤问题。

在中国，现在对北京，上海，西安，长春，兰州，深圳，还有部分城市实行

了间断的限制。北京的限行政策最初是为了保证北京2008奥运会前的正常运输

和改善空气品质而实施的，但是现在已经变成了•个长远的政策。中国•些城市

对开车的规定也不尽相同。比如，长春、兰州对市区部分路段实行了“后牌照”

的限制，上海、深圳对在本市限定区域内使用非当地牌照的机动车实行了限制。

全国各大城市制定的交通需求管理政策，并不局限于交通管制，而是以多种

方式进行。比如，上海采取了一种竞价模式，而北京则是以旅客数量为准。这些

措施的协同作用，使汽车拥有量的增加得以有效地控制，从而保证了政策约束的

上用。

2.1.2尾号限行政策的主要特征

为了便于研究过程的集中，更好地研究尾号限制政策在交通需求管理中的应

用，尾号限制政策的主耍特点总结如下：

一是对尾号的行程限制时间进行分阶段。一般来说，交通限制措施只在交通

沅量大、容易发生拥堵的特定时期采取。例如，上海在早晚高峰时段采取交通限

制措施，以成少交通流量，确保道路畅通。

二是尾号限制区域是特殊的。一般而言，在实施过程中，仅针对城市交通流

量和拥堵易发地区采取措施。例如，北京限制第五个环路内的所有道路，而上海

限制特定道路以确保交通顺畅。

三是尾号限制的对象是有针对性的。一股而言，交通限制政策将根据土地所

有权、车辆性质、车辆使用等作出具体规定。例如，北京禁止在高峰时段使用所

有非本地车辆，而大型卡车则在白天受到限制。但总的来说，为r积极推动新能

源汽车的发展和环保等，对数千辆新能源汽车没有限制。

四是尾号限行数量完全可控。通常而言，从实际限行政策的实施来看•，可

基于需求来灵活的酒整，从而淌足多元需求。在中国，大多数城市通常限制两个

路段的数量，即20%的车辆限制在道路匕行驶：然而，在特殊时期，将实行单双

号交通限制，50%的车辆将被限制在道路上行驶。

交通限制政策灵活多样，可以处理城市中不同的路段、地区、时段和其他情

况。在最大限度满足居民出行需求下，确保交通的顺畅，并支持城市的高效运转。

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2.1.3尾号限行政策对城市交通系统的影响

基于个人视角分析看，出行者来选择机动乍时，必然受到限行政策、机动车

的使用意愿以及机动车的使用特点等因素的影响，从而对整个城市的交通体系产

生了一定的影响。首先，限行政策令乘客们对此有r一定的看法，但不管他们的

态度是什么，这都会影响到他们的出行方式，一般人都会认为，限制车牌在短期

内会限制他们的出行。

从团体角度看，随着出行人的个人与救数量的下降，乍辆的使用量变化最直

接地反映在城市道路上的交通流量。在实施了长时间的限制后，出行者选择小轿

车出行的新习惯，使得小轿车的出行量趋于平稳，当整个城市的道路网络状态稳

定后，出行者将基于个人意愿等因素来选择新的出行方式，其是一个闭环箍环。

通过对个体和群体的适应性，也就是个人和道路交通的新的均衡，从而实现

了一种稳定的运营机制。在限行政策对城市交通的持续影响下，出行者的态度、

选择小汽车的意愿以及小汽车的出行方式是三大影响因素。因此，在没有出现交

道限制的情况下，人们可以在理论上自由地选择自己的汽车出行。在尾号限制后，

在限行区中出行的人招比非限行区更少地选择小轿车。

2.1.4尾号限行政策对小学生接送行为的影响

基于国内外的研究结果，本文认为在尾号限行政策的背景下，其对小学生接

送行为的影响总体展示在两方面：

笫一，家长接送。在推行限行政策下，首个影响是以小轿车为主要交通工具

的成人，然后是由小学生的出行来承担，最后还是由家长来承担。在此影响过程

中，小轿车的出行行为不仅会影响到小轿车的出行量:，也会影响到小学生的上学

这个过程，而对小学生接送的小汽车需求会受到家长选择小汽车出行意愿的影响,

并形成两个闭合回路。

第二，出行的习惯。利用观察可以看出，随着年级的增加，慢速交通方式的

变化和接不接送的变化最大，而对丁出行距离较远的小学生来说，他们对出行方

式的选择更加稳定。当出行需求稳定时，此时核心影响是道路交流流量，由此影

响到汽乍出行行为。

小学生接送行为在城市通勤J中占有举足轻重的地位，因此，必须从总体的交

也需求管理入手，并充分认识到小学生的特殊性对城巾居民出行的影响。本文通

过对小学生接送行为的分析，探索了以尾号限行政策为基础的小学生接送行为的

主要影响因素，并对其进行交通需求管理，以实现对小学生合理的上学方式用最

优的出行方式。

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2.2通勤行为分析理论

2.2.1随机效用理论

每个人的出行行为形成了道路交通现状，故研究限行政策对小学生接送行为

产生的影响时从小学生个体出行入手，从出行方式、通行路程、出行时间等一系

列因素来考虑。利用随机效用理论来分析小学生接送出行方式选择的决策，认为

小学生通勤将选择效用最大化的出行模式。

出行者作为城市交通的最基本单元，可以自由的选择出发时刻和出行方式。

并且出行者会根据效用最大化理论，在认知范围内，选择出行效用最大的出行方

案。

依据随机效用理论，假定出行者n的出行方案选择集姑4”，则出行者n选择)

出行方案的效用为Um，则选择i出行方案的条件见式(2/)：

UmNUjn,iHj'/H4n(2-1)

在随机效用理论中，效用函数由两部分组成：随机项和固定项，并且假设两

者之间是线性相关，假设Um为出行者n选择出行方案的效用，表达式如下见式

(2-2)：

Uin=匕n+£in(2-2)

式中：Kn——出行者n选择方案的i效用函数中的固定项：

Ein——出行行n选择方案的i效用函数中的概率项。

根据效用最大化理论，选择概率以见式(2-3)：

Pin=prob^Uin>Ujn,iHj,je4)

=prob(Vin+sin>Ujn+£jn，i*JJGAn)(2-3)

=prob3n>Vln-VJn+£jn,i#j,j6/ln).

其中，=1

将效用函数线性表示，见公式(2-4)：

f

Vin=dXin=Y.i=xekXkin(2-4)

式中：e>——变量的参数值：

Xm一一选择出行方案所对应的变量：

%——待估位系数：

Xkm一一变量所对应的第k个变量值⑸

2.2.2生存分析理论

生存分析是对生命现象和生命周期关系的一种理论。最初在生物学方面如医

药等，后来在社会学、经济学等具有显著的时间法则的学科中得到应用。存活期

通常没有"分布状态，在不限制存活期的分布特点的情况下，可以用时间序列来统

计生存率。

本论文对生命期从零点起算起，一直到学生父母在送走之前的生命周期，将

其视为“生存”，相当于医学研究中的“寿命”。认为，学生离开学校之前处于“生

存”的阶段：当他们离开家的时候，他们就已经处于“死亡”的状态，所以，在

对学生的出行时间进行研究的时候，生存分析也是有效的1521。

在运输领域中的存活分析。在医疔行业中，存活时间是最常用的一种方法，

而从出发时间来看，生命期就是通勤人员呆在家里的时间，通常来说，人们祁会

想要尽可能晚地离开。此期间为上班人员离开家之前所呆的时间。在交通学界，

国内外的学者都将生存分析的方法应用于出行的持续时间、活动的开始时间等方

面，这是•种将时间轴上的事件概率作为研究的手段。

在运输方面，存活分析是可靠的。Cox回归模型可以对影响学生出行时间的

因素进行研窕，从限制区域划分、通勤方式、上班出行等方面对出行时间的影响

因素进行了研究，并对出行时间的影响不会随着时间的推移而发生变化，并且可

以利用Cox回归模型进行预测。本文建立了出行时间预测模型，定量地分析了

影响出行时间的各种因素，评价了在尾号限行政策F的交通需求管理措施的有效

性和适用性。

2.3通勤行为分析模型

2,3.1非集计模型

非集计模型也就是所谓的离散模型，目前已广泛地应用于运输行业，尤其是

在交通运输方面，与集计模型相比，非集计模型无需集计处理，而是可以直接构

皂模型，并对出行时间、出行方式、出行距离等各种因素进行详细的分析。因此，

本文尤其适用于对尾号限制地区对小学生交通行为的影响的研究。

以往的集计模式都是在交通规划中进行交通分区，并且考虑到了道路交通分

区是否合理，而非集计模式则是将各抽样点作为•个单独的单元，从而大大提高

了分析的方便，并且具有较高的容错率。采用非集计模型，对小学生的接送行为

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进行了研究，首先，根据学生个人的基本问卷资料，采用统计学方法，采用参数

冽试法，确定出最终的变项，再用软件对模型多数进行校正，并对模型的结构和

或要件进行验证，以确保该模型的正确性。

非集计模型在本文分析小学生通勤行为中的重要模型有以下应用：

(1)MultinomialLogit模型

MultinomialLogit模型(简称MNL模型)，应用于当出行者具有两个或两

个以上出行方案选择时，出行者在选择出行方案时会选择效用最大的出行行为。

故建立MNL模型的具体公式(2-5):

exp(匕Q

PinZdxPMn)，i"n(2-5)

式中:

pin--出行者n选择i出行方案的概率:

%--出行者n选择i出行方案的固定项;

4--出行者n的出行方案选择集合:

，一一集合4中的元素⑸L

(2)弹性分析

弹性分析即通过逐一改变相关变量数值的方法来解释关键指标受这些因素

变动影响大小的规律，关宏志在《非集计模型：交通行为分析的工具》中定义了

弹也值，即改变某一变量的变化械对原值的比与其变化后对因变量产生的变化最

与原值之比的比值国)。其公式见式(2-6):

ES_Z产-P")

卅/=29，；)，5=力©，；)

式中：

ESj--出行方式j的敏感度：

PJ--改变某一特定变量时选择出行方式j的概率；

P,j--未改变某一特定变量时选择出行方式j的概率।

力--评估P)和由的概率函数：

£，--解释变量的向量:

学--解释变量的向量，其中特定变量发生变化；

模型的参数估计值⑸I。

依据模型的结果，根据限行区的范围，对模型中的影响较大的变量进行了弹

性分析。弹性分析是指当其它因素都不变时，通过对某个变量的参数进行调整，

以求出各运输模式的选择概率。通过对不同参数变化前后的小学生上学模式分摊

匕例进行比较，可以直观地分析不同因素对小学生上学行为的影响。

2.3.2Cox比例风险模型

Cox比例风险模型是生存分析模型中核心的模型之一。本文利用此模型来分

析小学生通勤出发时刻的特性。逋过生存分析理论，建立Cox比例风险模型，定

量地分析尾号限行区域划分对小学生通勤出发时刻的影响进行分析，生存分析的

基本函数如下⑸]:

(I)生存函数，又称累积生存率，记为S(t),表示非负随机变量7大于时间”f勺

概率,见式(2-7):

t时段旧束时仍存M的人散

S(t)=P(T>t)尸⑴(2-7)

初始观测人数=1-

其中F⑴为累积分布函数，表示随机变量T小于时间t的概率。

生存率曲线的横坐标是时间3纵坐标是S(t),生存函数值从时刻t=0开始，

随着时间£的增加,生存函数值从1不断减小,直到所有事件发生完，即S(t)=0。

在下降过程中.下降速度越快.表明生存率越低.

某一时刻累积生存概率的值，表示相应时刻的生存概率与此前所有时刻的生

存概率的连乘积，见式(2-8):

S(£)=S(ki)xS(&"i)(2-8)

其中，i表示n个样本中按生存时间从大到小的顺序排列的第i个样本，。表示

第i个样本的生存时间，S/I口-1)为在生存时间大于4T的条件下生.存时间又大

于匕的概率。

每个时刻的生存率可由上述公式得到，计算每个时刻的条件生存概率见式

(2-9)：

S(M4-i)=管(2-9)

其中，山为生存时间q-]到A时刻的死亡案例数：

估计各个时刻的生存率见式(2-10)：

s&)=S(ti)XS(t2)XS«3)X…xS(t()XS(t(I*)(2-10)

(2)Cox比例风险函数

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风险函数是生存分析中的基本函数，记为h⑴，表示随机变量T在时间点i

的条件卜，在未来At内小件发生的概率，见式(2-11)：

⑹)=l=.空苦誓一叫迎(2-11)

'Ari-8mAtAJ8AtxS(t)dt

风险率函数曲线的横坐标t表示时间，纵坐标/l(t)表示死亡速率，因此曲线

的递增代表随着时间的增加I，其死亡速率增加。

以上三种生存时间函数之间的关系见式(2-12)：

S(t)=exp(-H(t))(2-12)

上式表示个体的身故才能时间由，(力决定，即“⑴越大，则S(t)随时间下降

得越快，生存时间越短：反之同理ai。

(3)模型比例风险假定

模型的比例风险假定(简称PH假定)指在某一时间结点上，某一个体发生

事件相对不发生时间的其他个体的风险是一致的，建立Cox比例风险模型首先

要对PH假定进行检验，利用Kaplan-Meier生存曲线图法、Schoenfeld残差图法

对分类变量和连续变量进行检验，通过氨中的点的分布情况和拟合情况判断变量

是否满足比例风险模型的假设。

第一类是Kaplan-Meier的存活曲线图。在此基础上，采用Kaplan-Meier方

法，采用存活函数对每个数据进行了寿命分析，并估算了各数据的平均生存率和

标准偏差。对二分类变量，采用生存屋数图或利用log(-log(survival))与