馬書紅　孫言涵

摘 要：交通政策和管理措施的實(shí)施會(huì)對主衛(wèi)城間多模式復(fù)合交通出行行為選擇方式和系統(tǒng)整體效益產(chǎn)生影響，需要科學(xué)評估其影響程度，為城間交通模式的協(xié)調(diào)配置提供參考。在對城間交通模式及其出行行為特征進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，將基于隨機(jī)效用理論的MNL模型和基于Logsun差異的效益測算方法相結(jié)合，針對城間4種典型的交通模式，通過構(gòu)建基準(zhǔn)情景和多種可能情景，測算了不同交通政策實(shí)施對城間交通出行選擇的影響和出行者效益。結(jié)果表明，實(shí)施公交優(yōu)先（減少乘客出行時(shí)間）對城間交通出行選擇行為的影響較大，并具有較明顯的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益，在協(xié)調(diào)城間交通模式配置時(shí)可優(yōu)先考慮。

關(guān)鍵詞：交通政策；交通模式；行為分析；MNL模型；Logsum差異；效益測算

中圖分類號(hào)：U491 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1671-6248（2015）04-0042-06

主衛(wèi)城間（大城市和衛(wèi)星城之間）的交通出行嚴(yán)格來說屬于復(fù)合式出行。復(fù)合式出行是指出行者在整個(gè)出行過程中使用兩種或兩種以上的交通方式。主衛(wèi)城間的交通出行具有較明顯的時(shí)間特性，并且出行距離較長，可選交通模式有一定范圍。研究主衛(wèi)城間多模式交通出行選擇行為及影響因素、影響效果等對于合理地進(jìn)行城間交通模式配置、提高城間交通運(yùn)行效率具有重要意義。

從已有的研究成果看，王花蘭等對城間交通出行特性進(jìn)行了分析[1]，馬書紅等從出行者需求和系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的角度研究了城間交通模式配置[2]，并提出了基于SWOT分析和熵權(quán)決策的城間交通模式發(fā)展對策，蘇友梅以重慶市為例探討主衛(wèi)城間交通模式選擇的評價(jià)指標(biāo)[3]，這些研究成果集中于從模式本身的角度來進(jìn)行分析，對系統(tǒng)中出行者的選擇行為及出行者效益的研究較少。在隨機(jī)效用理論的假設(shè)前提下，出行者的選擇總是致力于實(shí)現(xiàn)自身效益（效用）的最大化，本文從這一角度出發(fā)，在對主衛(wèi)城間多模式出行選擇行為進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，采用基于MNL模型和基于Logsum差異的出行者效益測算方法，對不同政策情景下城間交通模式的選擇行為及效益測算結(jié)果進(jìn)行分析，可以對城間交通模式的協(xié)調(diào)配置提供參考。

一、主衛(wèi)城間多模式交通選擇行為及特征

（一）主衛(wèi)城間交通模式分析

相對于市內(nèi)交通出行來說，主衛(wèi)城間的交通出行屬于較長距離出行，出行者的交通選擇往往基于對出行時(shí)間、出行費(fèi)用、可靠性、舒適性和方便性等多方面的因素綜合考慮后確定。考慮主衛(wèi)城間的交通供應(yīng)情況，以客運(yùn)為分析對象，出行者可選的交通模式如圖1所示。其中綜合交通模式是指小汽車、公交、輕軌、地鐵及市郊鐵路中兩種或兩種以上交通方式并存，且難以區(qū)分主次交通方式的交通模式，也是目前中國主衛(wèi)城間普遍存在的發(fā)展模式。該模式的存在，使得主衛(wèi)城間的出行者可以做出更多的出行選擇。

（二）城間交通出行選擇行為及其特征

隨著主城區(qū)、衛(wèi)星城和走廊兩側(cè)城鎮(zhèn)間交流的增加，主衛(wèi)城間的出行在目的和特征上趨向于與城市交通特征相類似，傳統(tǒng)以公路交通為主的城際交通網(wǎng)絡(luò)不能滿足區(qū)域交通的要求，并開始向公共交通為主的交通結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，交通需求特征趨向于城市交通[1]。

城間客運(yùn)交通走廊一般由一條或幾條路徑并聯(lián)或串聯(lián)組成，各種運(yùn)輸方式之間近似獨(dú)立，旅客出行路徑和方式都是有限的，對旅客來說，選擇了“路徑”也就選擇了“方式”。由于城間客流有相當(dāng)部分以上班、上學(xué)為目的，出行次數(shù)多，因此對出行時(shí)間和出行費(fèi)用的關(guān)注較高；同時(shí)對于走廊兩側(cè)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)客流，出行費(fèi)用也是出行方式選擇的重要影響因素。城間交通出行一般是復(fù)合式出行，即在一次出行中往往會(huì)采用一種或幾種交通方式。整個(gè)出行包括主出行段和集散段，其中主出行段的長距離出行方式往往是圖1所示的某種模式，集散段（包括匯集和分流）則主要采用步行、自行車或小汽車模式。城間復(fù)合式交通出行模式見圖2所示。

（三）城間典型的復(fù)合式交通出行模式

對圖2進(jìn)行分析，可以得出主衛(wèi)城間的復(fù)合式交通出行模式有36種（假定小汽車出行不需要匯集和分流，可以直接從起點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)），出行者首先采用步行、自行車或小汽車方式完成匯集過程，然后選擇小汽車、公交、市郊鐵路、地鐵或輕軌等方式實(shí)現(xiàn)長距離出行，最后仍采用步行、自行車或小汽車出行中的一種完成分流過程，到達(dá)目的地。鑒于地鐵與市郊鐵路相比運(yùn)能大致相同，但地鐵造價(jià)較高，因此，在對主衛(wèi)城間交通模式進(jìn)行分析時(shí)，選擇市郊鐵路作為可選模式之一，而對外延型新區(qū)與主城的交通聯(lián)系，則考慮地鐵作為可選模式之一。

實(shí)際上，由于衛(wèi)星城和主城之間往往相隔較長距離，用自行車作為集散交通方式需要考慮車輛停放，由于自行車攜帶不便而只能在起點(diǎn)或終點(diǎn)集散時(shí)使用，因此選用自行車作為集散交通方式的情況較少（近年來，公共自行車在中國大城市的逐漸普及將擴(kuò)大其作為集散工具的可能性，并將和其他交通方式結(jié)合形成新的交通出行模式）；用小汽車作為集散交通方式在中國也不多見。因此，對上述可能的交通模式進(jìn)行簡化，得到4種典型的城間交通出行模式：步行+市郊鐵路+步行；步行+公交+步行；步行+輕軌+步行；小汽車。

二、主衛(wèi)城間常用交通政策及影響分析

政府的有效激勵(lì)和管制在很大程度上可以影響人們的出行決策和模式選擇行為，在城市交通日益擁堵的今天，制定科學(xué)合理的政策和措施對實(shí)現(xiàn)主衛(wèi)城間交通的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。事實(shí)上，任何一種交通政策的實(shí)施，往往會(huì)對交通系統(tǒng)的多個(gè)利益相關(guān)主體[4]產(chǎn)生影響，而站在出行者的角度進(jìn)行考慮，制定的交通政策應(yīng)該能夠影響系統(tǒng)出行者的交通選擇行為，并使得系統(tǒng)全部出行者的效益實(shí)現(xiàn)最大化。

從常用交通政策和措施出發(fā)，結(jié)合城間交通出行特征，確定備選的交通政策（措施）包括：

第一，優(yōu)先發(fā)展公共交通的政策和措施。包括縮小發(fā)車間隔、降低公交票價(jià)、給予公交在道路和交叉口優(yōu)先通行權(quán)、發(fā)布公交到站信息、改善公交車乘坐環(huán)境、站點(diǎn)優(yōu)化等提高公交可達(dá)性、可靠性和舒適性的措施。

第二，限制小汽車發(fā)展的政策和措施。包括對小汽車征收通行費(fèi)、停車費(fèi)（從無到有或者從低到高），提高燃油費(fèi)價(jià)格，對小汽車的使用進(jìn)行一定程度的限制等。

第三，提高基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及服務(wù)能力。包括對道路和交叉口進(jìn)行改造、對路段區(qū)間進(jìn)行速度管理的各項(xiàng)措施。

上述政策（措施）的實(shí)施將在一定程度上影響各種交通方式的出行特性，對城間典型交通模式的出行時(shí)間、出行費(fèi)用、舒適性和可靠性等產(chǎn)生影響，并進(jìn)而影響出行者的出行選擇和決策行為。具體影響內(nèi)容如表1所示。

三、主衛(wèi)城間多模式交通選擇行為分析理論及效益測算方法

（一）隨機(jī)效用理論及MNL模型

隨機(jī)效用理論在交通行為分析中主要應(yīng)用于出行方式選擇、路徑選擇、停車行為分析、居民住房選址與可達(dá)性關(guān)系等[5-8]，其將出行者的選擇行為視為和消費(fèi)者具有相類似的原理，認(rèn)為出行者會(huì)使自己的選擇行為效用最大化。主衛(wèi)城間交通模式的選擇也屬于這類問題，故可應(yīng)用隨機(jī)效用理論進(jìn)行分析。

在用隨機(jī)效用理論分析出行者的選擇行為時(shí)，常用的分析模型是Logit模型。其中二元Logit模型（BL）、多項(xiàng)Logit模型（MNL）和嵌套Logit模型（NL）實(shí)際中較多采用，常用于確定方式選擇結(jié)果（即選擇概率）。BL模型可以看作是MNL模型的特殊形式，NL模型的不同層次也可用一個(gè)MNL模型來描述。對MNL模型而言，通常其表達(dá)式

（二）基于Logsum的出行者效益測算方法

Logsum方法是在1978年提出的，該方法基于隨機(jī)效用最大化理論來估計(jì)當(dāng)系統(tǒng)用戶的出行選擇相對于出行時(shí)間、費(fèi)用等發(fā)生變化時(shí)，用戶效益的增加量或減少量；認(rèn)為出行需求是單個(gè)個(gè)體行為選擇影響因素（如出行時(shí)間、費(fèi)用）發(fā)生變化的結(jié)果，所有個(gè)體總效用貨幣化后的Logsum差異就是消費(fèi)者剩余的變化[8]，即所說的用戶效益或出行者效益。

由于消費(fèi)者剩余通常與選擇枝有關(guān)，當(dāng)用Logit模型和隨機(jī)效用最大化原理進(jìn)行分析時(shí)，消費(fèi)者剩余的變化可以用方案實(shí)施前后（或不同情景間）期望消費(fèi)者剩余的差值來表示。在這一過程中，不同方案的效用表達(dá)是進(jìn)行后續(xù)計(jì)算的基礎(chǔ)。式（3）給出了基于Logsum方法進(jìn)行用戶效益測算的基本公式。ΔE（CSn）=（1/αn）[ln（∑iev1ni）-

ln（∑iev0ni）]n，i

（3）式中：ΔE（CSn） 為消費(fèi)者剩余的變化量，在這里也就是出行者n的效益；上標(biāo)0，1表示方案實(shí)施前后（或基準(zhǔn)方案和目標(biāo)方案）；αn代表出行者收入的邊際效用Vn為出行者n的代表性效用（通常為確定性效用）；i為備選方案的選擇枝。

（三）分析思路與步驟

將基于隨機(jī)效用理論的MNL模型與基于Logsum差異的出行者效益測算方法相結(jié)合，可以模擬多種情景，對主衛(wèi)城間的交通選擇行為和出行者效益變化情況進(jìn)行分析，從而更準(zhǔn)確地把握不同政策和管理措施對城間交通模式選擇的影響。具體思路和步驟如下：

第一，明確城間典型的復(fù)合式交通出行模式，確定基準(zhǔn)模式下各交通模式的出行特征參數(shù)，應(yīng)用MNL模型計(jì)算基準(zhǔn)模式下出行者對各交通模式的選擇概率。

第二，確定城間交通模式及系統(tǒng)發(fā)展政策（措施）的可能集合，結(jié)合實(shí)際情況，提取可能的、有代表性的政策（措施）。

第三，根據(jù)可采取的措施，構(gòu)造多種可能情景模式，對不同情景模式下各出行模式的特征參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并選擇合適的效用表達(dá)方式，計(jì)算基準(zhǔn)情景和可能情景下各典型交通模式的確定性效用；美國NCHRP 365報(bào)告中給出了一個(gè)出行方式選擇分析時(shí)常用的效用表達(dá)式[11]，見式（4），可用于本文確定性效用的分析。Vi=ai+bi×Ii+ci×Oi+di×Ci

（4）式中：Ii為出行者選擇某一方式i的車內(nèi)時(shí)間；Oi為車外時(shí)間；Ci為出行者選擇某一方式i的出行費(fèi)用；ai，bi，ci和di為常數(shù)，可根據(jù)現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合；Vi為各典型交通模式的確定性效用。

第四，基于不同的情景模式，分析在該情景下出行者個(gè)人偏好、出行選擇的可能變化情況，計(jì)算出行者對不同交通模式的選擇概率。

第五，在主衛(wèi)城間出行者數(shù)量N確定的情況下，在式（3）的基礎(chǔ)上，測算系統(tǒng)出行者整體的效益BN。見式（5）：BN=N·（1/αn）[ln（∑iev1ni）-ln（∑iev0ni）]

（5） 第六，改變確定性效用表達(dá)式中的變量值或系數(shù)取值，分析在輸入變量和參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，出行者選擇行為的變化規(guī)律和系統(tǒng)效益的變化情況。

四、算例分析

（一）基本假設(shè)

假設(shè)某主衛(wèi)城間的可選交通模式是4種常見的典型交通模式：①小汽車；②步行+普通公交+步行；③步行+輕軌+步行；④步行+市郊鐵路+步行。主城與衛(wèi)星城間的距離為10.9km，其中主行程段10km，匯集和分流距離分別為0.4km和0.5km，步行速度5km/h，模式②、③、④發(fā)車間隔分別為20min、20min和30min，等待時(shí)間為發(fā)車間隔的一半。假定城間交通出行人數(shù)為1 000，具有相同的時(shí)間價(jià)值。

小汽車出行費(fèi)用，按照中低檔車車輛使用費(fèi)率在0.45～1.1元/km之間的現(xiàn)狀，取0.6元/km進(jìn)行分析；停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為3元/次。

公共交通票價(jià)的確定在參考國內(nèi)各大城市票價(jià)的基礎(chǔ)上選定。普通公交采用1元一票制，輕軌和市郊鐵路采用按里程計(jì)價(jià)的方式，基準(zhǔn)票價(jià)取為3元，基準(zhǔn)票價(jià)乘坐距離上限取為8km，票價(jià)遞增費(fèi)率輕軌取為0.5元/km，市郊鐵路為1元/km。

每種模式的出行時(shí)間、相關(guān)計(jì)算參數(shù)、費(fèi)用情況整理如表2所示。

（二）基準(zhǔn)情景及計(jì)算結(jié)果

將上述假設(shè)情景作為基準(zhǔn)情景，以表2為基礎(chǔ)，用式（4）和式（1）計(jì)算相對應(yīng)的確定性效用及出行者的選擇概率，相應(yīng)的參數(shù)取值、效用計(jì)算和出行者選擇概率計(jì)算結(jié)果見表3。

（三）政策影響下的多情景構(gòu)建及計(jì)算結(jié)果

交通政策的實(shí)施會(huì)對主衛(wèi)城間交通出行者的選擇行為及選擇結(jié)果產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)出行者的效益，不同的交通政策往往會(huì)產(chǎn)生不同的影響結(jié)果。以基準(zhǔn)情況為參考，構(gòu)建4種可能情景，對政策影響下各模式出行特征發(fā)生變化后的出行選擇行為和系統(tǒng)出行者效益進(jìn)行分析（表4）。

情景1：假定大力推行公共交通優(yōu)先政策，交叉口公交優(yōu)先（公交的交叉口和紅燈延誤減少為1min）和減小發(fā)車間隔（普通公交和輕軌的發(fā)車間隔由原來的20min減小為10min），其他交通模式及出行特征不變。情景2：假定大力推行公共交通優(yōu)先政策，普通公交和輕軌的出行費(fèi)用減少一半，分別由原來的1元和4元降低為0.5元和2元，其他交通模式及出行特征不變。情景3：假定適當(dāng)限制小汽車的發(fā)展，小汽車運(yùn)行費(fèi)用和停車費(fèi)均提升100%，總出行費(fèi)用由9元提高到18元，其他交通模式及出行特征不變。情景4：假定城間道路通行能力大幅提高，小汽車和普通公交出行速度均提升50%，其他交通模式及出行特征不變。不同情景下各交通模式及其主要變量情況見表4。

可以看出，情景1：隨著公共交通出行時(shí)間的減少，小汽車出行和市郊鐵路出行模式開始向普通公交和輕軌轉(zhuǎn)化，并且小汽車轉(zhuǎn)化和向普通公交轉(zhuǎn)化的力度大，系統(tǒng)出行者效益為327.2元。情景2：隨著公共交通出行費(fèi)用的減少，出行者的選擇結(jié)果基本沒有變化，系統(tǒng)出行者效益僅為4.3元。情景3： 當(dāng)小汽車出行費(fèi)用增加一倍時(shí)，小汽車出行向其他方式轉(zhuǎn)化，但轉(zhuǎn)化量極小，系統(tǒng)出行者效益為-43.8元。情景4： 城間道路通行能力大幅提高使得小汽車和普通公交出行速度均提升50%，小汽車出行方式無太大變化，輕軌和市郊鐵路出行隨著普通公交出行時(shí)間縮短而向普通公交轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)出行者效益為354.5元。

（四）分析結(jié)論

上述4種模式中，由于各種交通政策（或措施）的實(shí)施而對城間交通出行選擇行為和出行者效益產(chǎn)生影響。其中情景2和情景3 影響較??；情景1對城間交通出行選擇行為和出行者效益的影響較大，系統(tǒng)出行者效益明顯；情景4對城間出行選擇行為和出行者效益的影響也比較明顯，但小汽車出行方式比例變化不大。同時(shí)考慮情景1和情景4中相應(yīng)措施的實(shí)施成本和系統(tǒng)效益，可知實(shí)施公交優(yōu)先（減少公交出行時(shí)間）的成本一般低于提升道路通行能力的成本，但兩種情況下系統(tǒng)效益相差不大。因此，基于性價(jià)比的考慮，應(yīng)該優(yōu)先采用公交優(yōu)先政策，減少公交出行時(shí)間，從而引導(dǎo)小汽車出行模式先公共交通方式轉(zhuǎn)變。

五、結(jié)語

城間交通模式及其特征的變化往往會(huì)對出行者的效益、效用產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響出行者的行為方式和選擇結(jié)果，因此在交通政策制定和管理措施實(shí)施時(shí)，需要首先評估其影響程度。本文在對城間多模式交通出行選擇行為及其特征進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，針對城間復(fù)合式交通出行，將MNL模型和基于Logsum差異的效益測算方法相結(jié)合，通過構(gòu)建基準(zhǔn)情景和多種可能情景，測算了交通政策實(shí)施對城間交通出行選擇的影響和系統(tǒng)出行者效益。所得結(jié)果對于協(xié)調(diào)主衛(wèi)城間交通模式配置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)城市交通的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

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