王芹芹，王花蘭

(蘭州交通大學 交通運輸學院，甘肅 蘭州 730070)

社會的發(fā)展使得人口不斷向大城市聚集，城市交通問題、環(huán)境問題等不斷涌現(xiàn)，擺脫原有老城區(qū)的束縛，發(fā)展獨立新城成為城市發(fā)展的新方向。新城建設是大城市疏散中心城區(qū)人口與產(chǎn)業(yè)壓力的有效方法，是優(yōu)化城市空間結構、防止大城市無序發(fā)展的主要途徑，是實現(xiàn)區(qū)域總體經(jīng)濟、社會、自然環(huán)境協(xié)調發(fā)展的重要手段[1]。新城建設的同時不能忽略和中心城間的交通聯(lián)系，進行新城與中心城間的交通規(guī)劃需要對走廊內的交通出行分布情況進行全面綜合的分析，從整體上確定客流主要流向和集中程度，從而最大化發(fā)揮走廊交通方式的優(yōu)勢[2]。

新城與中心城間交通模式概括起來主要包括3大類[3]。1)道路交通模式。主要是以小汽車、普通公交、BRT為主體的交通結構。如西安城市規(guī)劃主要通過高速公路將中心城與外環(huán)銜接，武漢、合肥在城市綜合交通規(guī)劃中將BRT作為中心城與周邊新城的銜接方式。2)軌道交通模式。是以快速鐵路、輕軌、地鐵為主要銜接方式的交通結構。如北京、上海等新城區(qū)和中心城間交通模式的選擇。3)復合交通模式。指小汽車交通、普通公交、BRT、輕軌、快速軌道交通等多種交通方式并存的交通結構。

新城與中心城間交通結構是兼顧2個城市發(fā)展的橋梁，新城與中心城間交通方式的優(yōu)化是實現(xiàn)資源優(yōu)化配置和可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。本文在兩城間交通方式適應性分析的基礎上，從出行者的角度出發(fā)，基于前景理論構建交通方式選擇模型，為新城與中心城間交通方式的優(yōu)化提供決策依據(jù)。

1 交通方式適應性分析

中心城市與新城間的交通方式發(fā)展涉及眾多因素， 包括城市空間結構、經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)布局、土地利用以及周圍環(huán)境的相互作用與影響，出行者個人出行特征、相關運營企業(yè)和社會利益以及政策因素等。城間不同交通方式的發(fā)展不僅要使城市的土地利用格局最優(yōu)化，同時還應在相關交通政策引導下，通過各種交通方式優(yōu)化銜接促進城市的可持續(xù)發(fā)展。土地利用主要表現(xiàn)為城市形態(tài)、城市規(guī)模及人口密度等形式，不同特征的土地利用模式將形成不同的出行需求結構，表現(xiàn)形式就是多樣化的交通出行方式。新城的規(guī)模、性質在一定程度上影響著交通方式的選擇，引導著居民的不同出行選擇行為與出行傾向。反之，各種交通工具的運載能力，對交通需求也有著不同的適應性，客觀決定了不同規(guī)模和用地布局的城市對交通工具的選擇差異。

新城與中心城間交通的發(fā)展一方面要與城市經(jīng)濟社會發(fā)展相協(xié)調，引導城市空間發(fā)展和生產(chǎn)力布局的合理分布；另一方面要加強不同方式間的統(tǒng)一規(guī)劃，按照各種方式的特點和城間交通的實際情況，形成有機合理的交通體系，提高運輸效率和服務水平，同時把交通對外部環(huán)境的影響減少到最低限度，實現(xiàn)兩城間交通協(xié)調和可持續(xù)發(fā)展。新城與中心城間的交通適應性主要從以下4個方面來考慮[4]：

1)服務特性。新城與中心城間交通模式的選取首先在于其是否可以滿足兩城之間的客流量需求，保障居民的出行。同時交通方式的便捷性、舒適性和可達性不僅是居民出行滿意度的體現(xiàn)，同時也是這種交通模式成功發(fā)展的前提。

2)經(jīng)濟特性。城市的經(jīng)濟發(fā)展水平，直接決定交通結構，同時也直接決定著大城市和新城之間交通聯(lián)系方式的選擇。一方面需要不斷的財政投入支持，另一方面，交通為大城市與經(jīng)濟腹地切實起到經(jīng)濟帶動作用，引導帶動城市的發(fā)展。因此考慮城市經(jīng)濟水平對交通投資的可承受能力，在經(jīng)濟承載能力范圍內選擇適宜發(fā)展的交通方式顯得十分必要。

3)物理環(huán)境影響特性。新城與中心城間發(fā)展何種交通方式對能源和環(huán)境有很大的影響，小汽車交通模式雖然機動性和可達性方面有很明顯的優(yōu)勢，但是土地占用和能源消耗大，而公共交通以高效、環(huán)保、節(jié)能、公眾化已被公認為城間理想的交通方式?；诳沙掷m(xù)發(fā)展的角度考慮，能源消耗越小的交通模式越適用于城市能源的可持續(xù)發(fā)展。

4)社會環(huán)境影響特性。社會環(huán)境影響主要是指交通模式的社會公平性，對新城與中心城交通方式的選擇十分重要。交通方式的公平性是指為人們提供均等的參與社會活動的機會。在交通規(guī)劃的過程中必須要考慮環(huán)境公平性，以保證減少交通系統(tǒng)的負面影響。表1列出了新城與中心城間幾種主要交通方式的性能。

表1 幾種交通方式的主要性能

新城建設依托網(wǎng)絡化的交通系統(tǒng)，交通走廊促進周邊土地利用以及中心城區(qū)和周邊新城的相互作用，使交通需求也隨之增加，這使得新城與中心城間交通方式的發(fā)展必然是復合式的載體(公共汽車、BRT、地鐵等多元化的組合)，只有在新城與中心城間實現(xiàn)多元化的交通方式，才能使新城的功能得以發(fā)揮，朝著有序、可持續(xù)的方向發(fā)展。

2 基于前景理論的交通方式選擇模型

對于出行方式選擇研究主要是從隨機效應最大化方面考慮，但事實上，出行者在出行決策過程中不可避免地受到出行者的個體習慣、面臨風險時的態(tài)度、自身的偏好等的影響。前景理論正是基于這方面考慮，為居民出行方式選擇提供新方法。前景理論主要從價值的變化量即收益和損失的角度來研究決策者對待風險的態(tài)度，為出行方式的決策建模奠定基礎[5]。

隨著決策者時間價值和社會經(jīng)濟發(fā)展水平的提升，乘客在走廊內選擇某種交通方式出行時，已從單一的交通可達性要求轉向對出行的經(jīng)濟性、方便性和舒適性等指標的綜合權衡；為了更加符合大都市走廊內各交通方式面向不同服務對象的選擇決策過程，有必要在城市居民出行方式選擇過程中考慮決策者的風險心里因素，基于此，本文提出基于前景理論的交通方式選擇方法。

基于前景理論的新城與中心城間交通方式選擇的主要步驟包括[6-8]：

1)定義出行費用

假設出行者在中心城，Tb為出發(fā)時刻，出行者必須在目標時刻Tf前到達目的地(新城)，否則將會產(chǎn)生損失。

如果早到，產(chǎn)生的早到損失費用C1為

C1=θ1(Tf-Tb-ti)，

遲到，產(chǎn)生的遲到損失費用C2為

C2=θ2(Tb-ti-tf)，

令Td=Ta-Tb,在兩城間走廊通行時間Td內的損失費用為θ3ti，則出行費用可定義為

U=σθ1(Td-ti)+(1-σ)θ2(ti-Td)+θ3t+Uf，

(1)

2)選擇參照點

若用x表示出行者在起始點主觀估計出行方式f后的收益或是損失，則有

(2)

3)確定價值函數(shù)

乘客對備選方式進行評價，計算各種方式的價值大小。根據(jù)文獻[5]提出的價值函數(shù)形式，出行者在起始點的價值函數(shù)v(x)定義為

(3)

式中 a為風險態(tài)度系數(shù)，01則出行者將對損失更加敏感。

4)選擇概率權重函數(shù)

按照前景理論的概率權重函數(shù)形式，收益、損失時的概率權重w+(p)、w-(p)[9]分別為

式中 γ為風險收益態(tài)度系數(shù)；p為結果出現(xiàn)的概率；δ為風險損失態(tài)度系數(shù)。

根據(jù)文獻[10]的實驗結果取γ=0.55，δ=0.47。

設一條路徑的效用是有限離散分布的，令其效用為xi={x-m,x-m+1,…,xn-1,xn}，選擇概率為pi={p-m,p-m+1,…,pn-1,pn}，根據(jù)累計期望理論，該路徑收益、損失部分出行者的感知效用ν+、ν-分別為

(4)

(5)

5)計算交通方式的前景值

在前景理論的研究中，理想的方案應該是綜合前景越大越好。根據(jù)決策者在面臨收益和損失時的前景價值函數(shù)以及概率權重函數(shù)，綜合前景值為正負前景值之和，即

(6)

計算各種交通方式(小汽車、普通公交、BRT、軌道交通)的前景值，作為交通方式優(yōu)化的目標，為科學優(yōu)化新城與中心城間交通方式結構奠定基礎，同時也為新城與中心城間客運交通模式的選擇提供理論依據(jù)。

3 算例分析

就某一新城和中心城間主要的交通方式(見表2)，說明基于前景理論的出行方式選擇方法的有效性和合理性。

表2 新城與中心城間主要交通方式及屬性

當出行者在起始點進行出行方式選擇時，假定情形：要求在30 min內到達終點；為區(qū)別各種時間成本的不同，θ1>θ2>θ3， 取θ1=1.5，θ2=1.2，θ3=1，運用式(1)～(6)計算分析結果見表3。

表3 基于前景理論的居民出行方式選擇模型計算結果

由表3可知，依據(jù)前景值最大化原則，快速公交的前景值最大，居民會選擇前景值最大的交通方式出行，這一結果和調查的居民實際出行情況相符合，也與文獻[11]用隨機效用理論得出的結果相吻合，從而證實了所建模型的適應性與可行性。BRT 作為一種介于普通公交和快速軌道交通之間的交通方式，在新城與中心城間交通方式選擇中具有一定的優(yōu)勢，也是新城與中心城間比較理想的交通模式。

4 結論

在居民出行方式選擇過程中考慮決策者的風險心里因素，應用前景理論建立新城與中心城間交通方式選擇模型，并結合實際對模型加以應用與驗證，為大城市與周邊新城間的交通模式配置提供一定的理論基礎。但是目前只是對該方法進行初步的研究，模型的參數(shù)標定等還有待進一步探討，同時應兼顧其它因素，如政府的財政投入、企業(yè)的收益、交通政策等等，綜合選擇適宜的交通方式。

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