1.基于出行强度的出租车规划模型

1、基于出行强度的出租车规划模型谢劲松1 , 唐热情1 , 杨澍2 , 苏小军1( 1. 重庆市交通规划勘察设计院, 重庆 400020; 2. 重庆市交通委员会, 重庆 401147)摘 要: 通过分析城市居民出行强度和人口规模现状, 运用增长系数模型预测规划期内居民出行强度和人口规模,进而预测出规划期内居民出行总量和乘坐出租车人口, 随后利用出租车空驶率模型预测出租车的最佳数量。实例证明模型是可行的, 通过确定出租车投放的最佳数量, 有利于城市出租车的规划和管理。关键词: 出租车规划; 出行强度; 增长系数模型; 出租车最佳数量预测模型中图分类号: U 292. 4文献标识码: A文章编号:

2、1008 5696( 2010) 04 0024 04Planning Model of Taxi Based on Trip IntensityXIE Jin song1 , TA NG Re qing1 , YANG Shu2 , SU Xiao jun1( 1. Chong qing Co mmunicatio ns P lanning Sur vey & Desig n I nstit ute, Chongqing 400020, China; 2. Chong qing Communicatio ns Commit tee, Cho ng qing 401147, China)Abs

3、tract: Co nfirming the po pulatio n by taxi and optimal taxi quantity in expected period w as very importantin urban tax i planning and management . Mo dels of citizenstrip intensity and po pulatio n amount w ereproposed thr oug h analysis present and using increment coefficient m odels. T hen a cit

4、izenstrip am ountm odel and population mo del by tax i w ere established. Based on the m odel of ineffectiv e carrying of tax i, a forecasting model of the optim al tax i quantity w as built . A case dem onstrates that upper m odels ar e feasi ble and may offer beneficent guidance to the planning an

5、d management of urban tax i.Key words: taxi planning; trip intensity; increment co efficient m odel; fo recasting model of optimal taxiquantity出租车作为公共交通的重要组成部分, 在许多大城市得到迅猛发展。但是, 出租车数量的过快增长对城市交通产生了一些弊端, 如空驶率偏高、道路拥挤; 相反投放不足使得出行者搭乘出租车时的预期等待时间过长, 降低出租车服务水平。虽然, 一些城市采取控制措施, 但大多仅根据经验操作而缺乏理论依据, 制定有关措施带有一定的盲

6、目性, 导致出租车管理效果欠佳。因此, 确定城市出租车的合理发展规模, 对于实现出租车行业的持续、健康发展,对于出租车的规划与管理具有非常重要的意义。国外 YA NG 等 1 研究固定需求条件下的基于道路网络的出租车出行特征, WON G 等 2 3 研究弹性需求及拥挤外部性条件下的出租车运行。我国王炜、四兵锋等 4 8 研究出租车拥有量、出租车空驶率、出租车出行者路径选择行为及出租车出行方式分担率等; 陆建、史峰等 9 13 运用各种经济学方法分析处理出租车合理定价问题。总体来说, 城市出租车规划主要研究: 城市居民出行强度和出行总量, 当前与今后若干年乘坐出租车人口, 城市出租车最佳数量和

7、价格调整模型。对城市远景居民出行强度和出行总量的预测是规划城市出租车数量的基础, 对此预测准确与否, 一方面取决于现今居民出行调查资料的可靠性; 另一方面取决于选取预测因子、预测指标的正确合理性。但上述方法有些只对当前时期的出租车拥有量进行估计 , 有些虽对未来出租车拥有量进行预测, 但因为获取资料的难度导致预测不准。因此, 如何克服这些困难有效合理地投放最佳出租车数量是本文研究的关键。本文研究对象是重庆市的江津区, 可以应用到同类型城市中。收稿日期: 2010 02 24作者简介: 谢劲松( 1974- ) , 男, 工程师, 博士, 研究方向: 交通规划、智能交通.第 4 期谢劲松, 等:

8、 基于出行强度的出租车规划模型 25 1 居民出行总量预测模型1. 1 居民出行强度预测模型城市居民出行强度的数据来源于对城市居民出行特征的大规模调查, 需要同一城市连续多年的居民出行强度时间序列数据, 而本次只开展了江津区 2008 年居民出行特征的调查, 得到一组连续数据。考虑到江津城市在未来的一段时间内随着居民生活水平的提高, 出行强度呈上升趋势, 故采用预测精度较好的 阻滞增长模型!。随着城市规模的扩大, 单位年度内出行强度的增量近似与出行强度成正比D( t + t) - D ( t) = r D( t) t .( 1)式中: D( t) 为 t 年的出行强度, r 为比例系数, 也叫

9、增长系数; 考虑到自然资源、环境条件、建成区面积等资源量的有限, 居民出行强度不能无限增加, 应该有一个极值, 所以对出行强度模型中的比例增长系数进行修正, 得到D( t+ t) - D( t) =r ( 1 - D( t) / D m ) D( t) t .( 2)式中: D m 为出行强度的最大值。令 t, 从而得到出行强度预测模型为dD( t) / dt = r ( 1 - D( t) / D m ) D( t) ,( 3)D( t0 ) =D 0 .利用分离系数法求得微分方程解为D m( 4)D( t) =.1 + ( D m / D 0- r ( t- t0)- 1) e在这个模型中

10、, 考虑资源量对居民出行强度的阻滞作用, 所以称为阻滞增长模型。由居民出行调查得到的初值D 0 = 1. 99, 并假设 r= 0. 04, Dm = 10, 江津区规划期内居民出行强度见表 1。表 1规划期内居民出行强度年份出行强度/ 次数年份出行强度/ 次数20092. 0520172. 6320132. 3320202. 861. 2人口预测考虑到本次规划期为 10 年, 在对市区人口进行预测时, 马尔萨斯( Malthus) 人口增长预测模型能够得到比较好的预测值, 利用马尔萨斯模型预测江津区 2009- 2020 年的人口数。马尔萨斯 Malthus 模型: 单位时间人口的增长量与当

11、时人口数成正比, 即人口增长率为常数 r 1P ( t +t) - P( t) =r2 P( t) t.( 5)在式( 5) 中令t # 0, 从而得到人口增长预测模型( 即马尔萨斯 Malthus 模型) 为dP( t) / dt = r2 P( t) ,( 6)P ( t0 ) = P0 .求得其解为P ( t) = P 0 er1 ( t- t0 ) .( 7)由于 2008 年主城区( 几江和德感两地) 人口总量为 22. 848 8 万, 考虑到 2020 年主城区总人口总量将达到 43. 47 万, 从而得出年平均增长率为5 36% , 所以有 P 0 = 22. 848 8, r

12、2 = 0. 053 6, 代入式( 7) 后得到江津区规划期内人口总量见表 2。表 2 规划期内市区人口总量年份人口总量/ 万人年份人口总量/ 万人200924. 11201737. 01201329. 87202043. 471. 3 居民出行总量预测模型由于出行强度预测值与城市市区人口预测值的乘积即为城市居民的出行总量预测值, 所以城市居民出行总量预测模型为D m P0 er 1 ( t- t0)T ( t) =.( 8)1+ ( D m / D 0- r ( t- t0 )- 2) e由此可知规划期内的市区居民出行总量见表 3。表 3规划期内居民出行总量年份出行总量/ 万人次年份出行总

13、量/ 万人次200949. 53201797. 19201369. 542020124. 54图 1规划期内居民出行总量演化曲线2 出租车最佳数量预测2. 1 乘坐出租车出行比例预测考虑到出租车交通是城市公共客运交通系统的重要组成部分, 且出租车具有灵活、方便、舒适等特性 , 与私人小汽车的使用性能接近, 可以提供 门到门!的出行服务。随着城市居民收入水平的提高, 居 26 交通科技与经济第 12 卷民对交通服务质量的要求也逐渐提高, 城市出租车行业得到迅速发展。随着江津东部新城的进一步开发 , 三大工业园区规模的进一步增强, 城区扩大、经济增长、生活水平提升, 同时考虑到江津市交通方式的特点

14、: 没有轨道交通、公交车也处于起步阶段, 出租车起租价较低, 可以预见在不久的将来, 乘坐出租车出行的人将呈现增长的态势。同样, 使用 阻滞增长模型!预测居民出行中乘坐出租车的比例。由式( 4) 得到乘坐出租车出行的比例模型为B( t) =Bm. ( 9)1 + ( Bm / B0- 1)- r ( t- t ) e 20式中: B ( t) 为 t 年乘坐出租车的比例, Bm 为乘坐出租车比例的最大值, 假设为 1; B0 为 2008 年乘坐出租车的比例, 由出行调查得到 B0 = 0. 063, r 2 为乘坐出租车的比例的年均增长率, 假设 r 2 = 0. 05。由此得到规划期内乘坐

15、出租车的比例见表 4。表 4规划期内居民乘坐出租车出行的比例年份比例/%年份比例/ %20096. 620179. 520138. 0202010. 92. 2 乘坐出租车出行的总量预测乘坐出租车出行的总量 T B( t) 是由居民出行总量乘以居民出行中乘坐出租车的比例, 有D m P0 er1 ( t- t0 )TB ( t) =- r ( t- t0)1 + ( D m / D 0 - 1) eBm.( 10)1+ ( Bm / B0 - 1) e- r2 ( t- t0 )由此可知规划期内乘坐出租车出行的总量见表 5。表 5规划期内乘坐出租车出行的总量年份比例/%年份比例/ %20093

16、. 2720179. 2320135. 56202013. 57而 2008 年居民乘坐出租车出行的总量为TB ( 2008) =1. 99 22. 848 8 0. 063 = 2. 86 万人次.( 11)2. 3 出租车最佳数量预测出租车的最佳数量!是指按现实中出租车的营运状况, 必须满足对出租车的出行需求; 按照我国城市交通规划的经验, 出租车的平均空驶率应控制在 35% 较合理( 或最佳) , 多则浪费资源, 少则降低服务水平。由空驶率 13 定义得0 = 1-TB ( t) L T( t) .( 12)V T H T NT 0式中: 0 为出租车空驶率, TB ( t) 为 t 年

17、乘坐出租车出行的总量, L T 为乘坐出租车出行一次的平均有效行驶里程, V T 为出租车的平均运营速度, H T 为平均每趟载客人数( L T V T H T 通过调查出租车运营情况而得) , N T 0 ( t) 为 t 年城市出租车最佳数量。为了便于分析问题, 此处对江津区出租车的情况做一些适当、合理的假设:1) 乘坐出租车出行平均有效行驶里程、出租车平均行驶速度、出租车每趟载客数都是固定的, 不受其他因素影响;2) 出租车的客流量不是均匀分布的, 90% 的客流量和里程发生在 05: 00 % 21: 00, 只有 10% 的客流量和里程发生在 21: 00 % 05: 00, 也就是

18、说, 只要能满足白天 16 h 的需求, 就一定能满足夜晚 8 h 的需求;3) 由于各种原因, 不是所有出租车每天都出车,由于年检、修理、接受处罚或驾驶员个人情况等原因而没有投入运营, 一个城市中一般有 10% 的出租车未投入运营, 因此, 城市全部出租车的平均出车率为90% ;4) 白天 16 h 出租车的营运时间并非全部有效,要除去交接班、司机吃饭、上下乘客、加油等非有效营运时间, 设平均有效运营时间率 K T = 0. 8。综上所述, 该城市所有出租车白天 16 h 实际提供的运力( 已包括各种折算系数) , 在满足出租车需求的前提下, 要使空驶率达到 35% , 则该城市体出租车最佳

19、数量NT 0 ( t) =TB ( t) LT / L 16 V T H T ( 1 -0 ) K T ) .( 13)由式( 10) 和式( 13) , 并代入数据 L T = 4. 07,V T = 22. 88, H T = 2. 64, K T = 0. 8,0 =0. 35 求得规划期内最佳出租车数量见表 6。表 6规划期内最佳出租车数量年份最佳数量年份最佳数量/ 辆年份最佳数量/ 辆2009265201774820134502020109 9因为, 2008 年居民乘坐出租车出行的总量为2 86 万人次, 即 T B( 2008) = 2. 86 104 人次, 代入式( 13)

20、求得 2008 年出租车最佳数量为NT 0 ( 2008) = 2. 86 104 4. 07/ ( 16 22. 88 2. 64 ( 1 - 0. 35) 0. 8) & 232.( 14)第 4 期谢劲松, 等: 基于出行强度的出租车规划模型 27 取 &!, 因为数量是一个整数。2008 年江津区出租车的最佳数量为 232 辆, 而现状是拥有出租车 235 辆, 考虑到计算误差的存在, 说明这个模型可行。由最佳数量求得规划期内江津城区居民每千人拥有出租车的数量见表 7。表 7 规划期内每千人拥有出租车的数量年份拥有量/ 辆年份拥有量/ 辆20091. 1020172. 0220131.

21、 5120202. 53从表 7 可知, 到 2013 年江津城区居民每千人拥有出租车的数量达到中等规模城市拥有量 1. 5 的下限标准, 到 2017 年达到大城市的 2. 0 辆/ 千人的下限标准。这与实际的城市远景规划基本一致。3 结束语城市出租车交通是城市公共交通的重要组成部分 , 具有灵活、方便、舒适等特性, 可以给居民提供门到门!的出行服务。但是, 对出租车管理一直是运管部门的一件大事, 尤其是每年投放数量需要经过科学合理地论证。投放过多, 造成公共资源浪费;投放过少, 造成市民出行不便。这些都不同程度制约着出租车行业健康、稳定、和谐发展。寻找两者间平衡是本文研究的重点, 通过合理

22、预测居民出行总量、乘坐出租车出行总量等来投放规划期最佳数量,达到多方协调发展, 也给管理部门规划出租车提供科学、合理、可行的依据。参考文献 1 YA N G H ai,WO NG S C.A net w or k mo del of urbantax i serv icesJ . T r anspor tatio nR esear ch:Par t B,1998, 32 ( 4):235 246. 2 WO N G K I,W ON G S C,Y A N G H ai. M odeling ur bantax i serv ices in congested r oad net w or k with elastic demand J . T r anspor tatio nResea rch:Part B,2001, 35( 9) : 819 842. 3 Y AN G Hai, WO N G S C, W ON G K I . Demand - sup ply equilibr ium of tax i serv ices in a net w or k under compet itio n and r e