張羽佳， 焦朋朋

(北京建筑大學(xué) 土木與交通工程學(xué)院 北京未來城市設(shè)計(jì)高精尖創(chuàng)新中心， 北京 100044)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市擁堵日益嚴(yán)重，大力發(fā)展公共交通成為緩解該現(xiàn)象的一種有效手段. 在“互聯(lián)網(wǎng)+”的政策推動(dòng)下，定制公交應(yīng)運(yùn)而生，即將互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)公共交通行業(yè)相結(jié)合，基于服務(wù)最優(yōu)化為乘客提供個(gè)性化出行方式，具有“一人一座、一站直達(dá)”等優(yōu)點(diǎn)，能更好地滿足城市多層次、多元化的乘客需求.

美國于20世紀(jì)80年代提出定制公交的概念，KIM K等[1]研究了公交預(yù)訂方式；ANONYMOUS[2]從宏觀方面研究定制公交的客流需求，提出票價(jià)定制方法. 我國于2013年首次提出定制公交的概念，李彬[3]通過城市居民出行變化情況，利用logistics回歸分析選擇定制公交的影響因素并針對定制公交車型進(jìn)行研究；張強(qiáng)[4]對于多種場景的定制公交，研究車輛行駛路徑優(yōu)化算法；胡列格[5]在公交覆蓋率算法的基礎(chǔ)上，引入K-means法對定制公交站點(diǎn)優(yōu)化布局；肖鵬[6]基于雙層規(guī)劃模型對定制公交票價(jià)制定提出建議.

隨著定制公交概念的普及和定制公交的投入使用，對于定制公交的研究大多集中于票價(jià)制定、線路優(yōu)化和車型選擇等方面，多數(shù)研究從運(yùn)營、規(guī)劃層面進(jìn)行供給性研究，很少從需求管理方面深入思考需求側(cè). 本文以公交用戶需求為必要條件，對公交運(yùn)行需求進(jìn)行分析，結(jié)合西安市實(shí)例進(jìn)行定制公交運(yùn)行模式探討.

1 定制公交概況

1.1 西安市公共交通發(fā)展現(xiàn)狀

2018年8月，西安市人民政府印發(fā)《西安市“鐵腕治霾·保衛(wèi)藍(lán)天”“1+2+22”組合方案》，大力發(fā)展公共交通，著力推廣應(yīng)用新能源車輛. 截至2018年年底，西安公交共有新能源公交車5 025輛，占比達(dá)67.9%[7]，根據(jù)車輛載客需求，西安公交集團(tuán)調(diào)整公交車長以適應(yīng)出行需求. 截至2019年9月，西安共計(jì)開通397條公交營運(yùn)線路、4條地鐵運(yùn)營線路，其在建線路共有9條(段)，規(guī)劃線路共19條(1～19號線)，另有4條輕軌規(guī)劃線路(20～23號線). 而公交客運(yùn)總量從2012年開始逐年下降，這與地鐵的通車運(yùn)營有一定的關(guān)系，但是公交服務(wù)質(zhì)量較低是造成客運(yùn)量下降的主要原因.

城市公共交通系統(tǒng)是道路客運(yùn)交通的重要組成部分，西安市公共交通仍處于發(fā)展完善過程中，無論服務(wù)水平還是公交運(yùn)行模式均不能滿足人日益增長的市民出行需求，特別是針對通勤人員的出行需求，又因小汽車過剩導(dǎo)致道路交通壓力增大，西安市公交公司推行定制公交模式.

1.2 定制公交發(fā)展現(xiàn)狀

早晚高峰道路擁堵、停車難、打車難等情況不斷加劇[8]，為改善通勤出行質(zhì)量，采取個(gè)性化公交經(jīng)營方式的定制公交應(yīng)運(yùn)而生. 定制公交為起訖點(diǎn)相近、出行時(shí)間相同和出行需求相似的用戶規(guī)劃運(yùn)行線路和站點(diǎn)，采用組合搭乘的方式，提供高質(zhì)量的出行服務(wù)，實(shí)現(xiàn)居住地和工作地之間的一站式快速移動(dòng)，同時(shí)吸引小汽車使用者選擇公共交通出行，緩解城市交通壓力. 我國已經(jīng)有北京、天津、廈門、上海、深圳、廣州、青島、大連等多個(gè)城市相繼開通定制公交，截至2016年底，全國開通定制公交線路多達(dá)千余條[9]，定制公交模式在建立多元化、多層次的公共交通系統(tǒng)中取得了較為客觀的成效.

隨著互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)的普及和發(fā)展，滴滴巴士、深圳e巴士等基于手機(jī)端或網(wǎng)頁端的網(wǎng)約定制公交，不斷進(jìn)入以傳統(tǒng)的政府為主導(dǎo)的公交市場. 北京、深圳等城市開始推行需求響應(yīng)型定制公交模式，即收集乘客在手機(jī)端發(fā)送的出行需求規(guī)劃公交線路[10]，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2013—2017年，我國實(shí)行網(wǎng)約定制公交服務(wù)的城市已超過30個(gè)[11]，定制公交發(fā)展正由傳統(tǒng)模式向信息化轉(zhuǎn)變. 定制公交的推出大多數(shù)得到市民的積極響應(yīng)與支持，針對城市交通擁堵等一系列緩堵問題，取得了一定的成效.

2 定制公交用戶需求分析

面向西安市市民進(jìn)行為期2個(gè)月的網(wǎng)上問卷，共收回問卷643份，有效問卷622份，問卷調(diào)查居民對定制公交的需求和線路運(yùn)行需求，問卷設(shè)計(jì)包括：

個(gè)人信息：性別、年齡、職業(yè)、月收入情況、居住與工作所在地等基本信息問題.

出行情況：通勤方式、上(下)班時(shí)間、通勤距離、出行時(shí)間、對交通狀況的滿意程度以及不滿意的原因.

定制公交意向調(diào)查：了解定制公交的途徑、定制公交吸引點(diǎn)、選擇定制公交的決定因素、用戶是否愿意乘坐定制公交和是否支持定制公交的發(fā)展.

定制公交應(yīng)用調(diào)查：其目的為研究定制公交開設(shè)后主要的設(shè)置地點(diǎn)、站點(diǎn)與居民小區(qū)的合適距離、預(yù)定方式、訂票模式、需要哪些附加服務(wù)以及票價(jià)的設(shè)置形式等. 以預(yù)調(diào)查的5個(gè)大型居住小區(qū)與5個(gè)大型寫字樓作為起訖點(diǎn)，為目標(biāo)用戶設(shè)置公交站點(diǎn)及線路，征求居民需求及意見.

2.1 出行意愿

整理調(diào)查數(shù)據(jù)，從用戶需求角度分析通勤人群選擇定制公交的出行意愿和定制公交的可行性，通過性別、年齡、職業(yè)和收入分析等方面建立回歸分析模型.

2.1.1 相關(guān)性分析

借助spss數(shù)據(jù)分析軟件，對可能影響選擇定制公交出行意愿的影響因子進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表1.

表1 公交出行意愿影響因子相關(guān)性Tab.1 Correlation of factors affecting public transport travel intention

分析可知，性別和年齡與乘坐定制公交的意愿的相關(guān)顯著性水平分別為0.802和0.952，均大于0.05，拒絕原假設(shè)，即性別與年齡和選擇乘坐定制公交無關(guān)；職業(yè)和收入與乘坐定制公交的意愿的相關(guān)顯著性水平分別為0.024和0.031，均小于0.05，接受原假設(shè)，即職業(yè)和收入與乘坐定制公交意愿具有相關(guān)性.

對于收入與乘坐定制公交意愿相關(guān)性進(jìn)一步分析，將被調(diào)查人員收入分為4個(gè)等級，分別為2 000元以下、2 000～4 000元、4 000～6 000元和6 000元以上，結(jié)果見表2.

收入水平與選擇乘坐定制公交出行意愿顯著相關(guān)(顯著性水平均小于0.05)，相關(guān)系數(shù)與乘坐定制公交意愿呈正相關(guān)，說明隨著收入水平的增加居民選擇乘坐定制公交出行的意愿越強(qiáng)烈.

表2 收入與乘坐定制公交意愿相關(guān)性Tab.2 Correlation between income and willingness to take a custom bus

2.1.2 回歸分析

基于調(diào)查數(shù)據(jù)對用戶出行需求建立回歸分析模型，結(jié)果見表3.

表3 出行需求回歸分析Tab.3 Travel demand regression analysis

從表中可以看出，模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)(R)為0.224，判定系數(shù)(R2)為0.05，調(diào)整判定系數(shù)(調(diào)整R2)為-0.004，估計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)誤差(標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)的誤差)為0.923，Durbin-Watson檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為2.845，當(dāng)Durbin-Watson(DW)≈2時(shí)說明殘差獨(dú)立. 進(jìn)而在顯著水平為0.1的情況下，對模型進(jìn)行擬合，建立多元線性回歸模型.

表4 選擇定制公交出行回歸分析模型Tab.4 Select a custom transit travel regression analysis model

由表4可以得知選擇乘坐定制公交與職業(yè)和月收入的關(guān)系為：

Y=0.327+0.291X1+0.141X2

(1)

其中，Y為選擇定制公交出行意愿，X1為職業(yè)，X2為收入. 乘坐定制公交的出行意愿與用戶的職業(yè)特點(diǎn)、收入情況關(guān)系密切. 對于高收入的白領(lǐng)人群，具有較強(qiáng)的出行意愿，建議將定制公交的主要服務(wù)用戶定位于收入處于中上水平的白領(lǐng)人群.

2.2 可行性

從用戶的出行現(xiàn)狀入手，分析顧客出行需求缺口，從政策支持方面，分析顧客需求的變化，確定定制公交的可行性.

2.2.1 出行方式

出行方式選擇單一，小汽車通勤比例較高. 根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，通勤出行選擇各類交通方式占比如圖1所示，私家車出行的通勤方式占西安市居民通勤的較大部分，其次為公交車、地鐵等公共交通方式，出租車出行量基本為0，小汽車是被調(diào)查居民出行的首選.

通勤出行時(shí)間長. 圖2為居民通勤所花費(fèi)時(shí)間，可以看出大部分居民上班所需要時(shí)間會大于30 min，通勤時(shí)間大多集中于30～60 min，居民出行時(shí)間普遍偏高.

目前用戶出行滿意度較低，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，僅有14.41%的用戶認(rèn)為非常滿意，而 46.59%用戶對現(xiàn)有交通狀況不滿意，主要原因如圖3所示.

因此，對于通勤用戶來說，現(xiàn)有公共交通有以下需求缺口：第一，車內(nèi)服務(wù)水平不高，車內(nèi)嚴(yán)重?fù)頂D，舒適性欠佳；第二，車內(nèi)時(shí)間成本高，城市道路擁堵導(dǎo)致車輛行駛緩慢，車內(nèi)時(shí)間過長；第三，車外不確定性高，公交車準(zhǔn)點(diǎn)率低，乘客候車時(shí)間變化性大. 西安市通勤出行方式以私家車出行為主，導(dǎo)致居民普遍通勤出行時(shí)間長，出行滿意度較低. 因此，為最大化滿足通勤用戶出行需求、大力發(fā)展公共交通、提升公交服務(wù)質(zhì)量，發(fā)展多層次、個(gè)性化的公交服務(wù)勢在必行.

2.2.2 用戶需求變化

從社會需求角度上看，定制公交的出現(xiàn)突破常規(guī)公交長期單一化服務(wù)模式，建立滿足顧客需要的多層次、多元化公交服務(wù)體系. 定制公交具有服務(wù)水平高、舒適性佳、準(zhǔn)點(diǎn)率高等優(yōu)點(diǎn). 根據(jù)調(diào)查結(jié)果，70%以上的人認(rèn)為將來會去選擇其作為自己的通勤方式，有超過80%以上的人認(rèn)為定制公交有必要推行. 可以看出對于定制公交能滿足較多用戶的出行需求，具有一定的可行價(jià)值.

2.2.3 政策支持

2011年3月，十一屆全國人大四次會議審議通過的“十二五”重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了“公交優(yōu)先”，提高公交出行率已經(jīng)成為我國城市發(fā)展的重要戰(zhàn)略目標(biāo). 2012年，西安市將“緩堵保暢”作為10件惠民實(shí)事之一列入其中，并著重強(qiáng)調(diào)解決城市擁堵問題不能單靠限行解決問題，還需大力發(fā)展公共交通. 2016年交通運(yùn)輸部發(fā)布的《城市公共交通“十三五”發(fā)展綱要》中明確提出：“實(shí)行公共交通優(yōu)先，完善多元化公交服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，鼓勵(lì)定制公交等特色服務(wù)，更好地滿足民眾多樣化的出行需求”[12].

定制公交作為公交系統(tǒng)的新生事物，同樣屬于公共交通的領(lǐng)域范疇，需要一定的措施保障促進(jìn)發(fā)展，包括法律法規(guī)保護(hù)、政策性扶持等. 西安市并未對定制公交制定出一個(gè)明確的法律法規(guī)以及政策扶持等方法體系，我國目前已經(jīng)有北京、天津、廈門、沈陽、成都、廣州等多個(gè)城市多個(gè)相繼開通定制公交，并在很多城市中取得成效，為西安市實(shí)施定制公交提供了很大的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ). 綜上所述，發(fā)展定制公交不但是城市交通發(fā)展的選擇，而且為市民所支持，加上政府的政策性扶持以及已有的經(jīng)驗(yàn)引導(dǎo)，西安市實(shí)行定制公交具有可行價(jià)值.

3 定制公交運(yùn)行需求分析

從定制公交自身運(yùn)行角度出發(fā)，應(yīng)滿足相應(yīng)的站點(diǎn)線路需求、票價(jià)制定需求和客流分擔(dān)需求等. 為保證定制公交開通后能正常運(yùn)行，充分滿足通勤人群需求，根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果，以西安市為例對定制公交運(yùn)行的必要條件進(jìn)行需求分析，選取富力城(居住地)- 都市之門(工作地)作為擬開通定制公交的起終區(qū)域.

3.1 站點(diǎn)及線路選擇

3.1.1 站點(diǎn)選擇

居民可接受的距離乘車點(diǎn)最大步行距離如圖4所示，可接受的最大步行距離集中于400～500 m，擬定半徑為450 m的圓形覆蓋區(qū)域，選取起點(diǎn). 為充分利用現(xiàn)有資源，以富力城公交站作為站點(diǎn)，設(shè)置醒目標(biāo)志.

西安市屬于新一線城市，規(guī)模比一線城市相對小，擬定線路沿線分布有曲江觀山悅、曲江瀾山、西延瀾山以及曲江·千林郡小區(qū)等多個(gè)居住區(qū)，設(shè)置合適的中途乘車點(diǎn)以服務(wù)更多的居民，而居民可接受乘車點(diǎn)數(shù)量限制如圖5所示.

由圖5可知，近一半居民認(rèn)為設(shè)置1～2個(gè)站點(diǎn)較為合理，因此選取北里王東村公交站和金泘沱公交站作為途經(jīng)站點(diǎn)，具體位置如圖6所示，北里王東村公交站可服務(wù)曲江觀山悅和曲江瀾山小區(qū)，金泘沱公交站可服務(wù)西延瀾山和曲江·千林郡小區(qū)，定制公交擬定站點(diǎn)情況如圖6和表5所示.

表5 定制公交站點(diǎn)匯總Tab.5 Customized bus stop summary

3.1.2 線路設(shè)計(jì)

西安繞城高速和南三環(huán)途中不會受到紅綠燈的影響而增加交通耗時(shí)，具有延誤小、行程平穩(wěn)性較高等特點(diǎn)，富力城至都市之門可設(shè)計(jì)線路：航天大道→雁塔南路→南三環(huán)→繞城高速→錦業(yè)路，線路如圖6所示.

3.2 票價(jià)制定機(jī)制

3.2.1 票價(jià)制定原則及方法

票價(jià)需兼顧政府和企業(yè)的利益，同時(shí)需滿足運(yùn)行需求，應(yīng)具有公平性和穩(wěn)定性. 目前，我國已經(jīng)有多個(gè)城市相繼開通定制公交. 部分城市定制公交票價(jià)對比見表6.

表6 部分城市定制公交票價(jià)對比Tab.6 Comparison of customized bus fares in some cities

3.2.2 票價(jià)定制

本文為選取成本定價(jià)法進(jìn)行票價(jià)定制分析.

3.2.2.1 運(yùn)營成本

計(jì)算每車每座成本，根據(jù)車輛成本評定票價(jià)的合理性. 現(xiàn)假設(shè)公交集團(tuán)打算投資長度為10 m、座位數(shù)45個(gè)的大巴作為定制公交，且要保證定制公交的開通需要定制公交的乘坐人數(shù)≥70%的座位數(shù)，即乘坐至少31人. 成本構(gòu)成見表7.

表7 運(yùn)營成本構(gòu)成Tab.7 Composition of operating costs

其中，油耗成本以消耗0.3升/km，柴油6.24元/升，單次通勤距離為10 km，往返一共20 km，一個(gè)月22個(gè)工作日計(jì)算，可知單車每月的油耗費(fèi)用為：M2=0.3×20×6.24×22=824元/月；折舊10年的凈殘值為5%，一個(gè)月的折舊：M5=M0×(1-5%)/10/12=3 167元/月；年審成本為500元/輛，M6=41.7元/月. 可知單車月運(yùn)營成本為M=M1+M2+M3+M4+M5+M6=9 531.7元/月，以車輛每月只在工作日運(yùn)行，每天運(yùn)行一個(gè)來回計(jì)算單次成本為m=M/22/2=216.6元.

3.2.2.2 彈性需求

考慮公交乘客的彈性需求，定義廣義費(fèi)用包括公交票價(jià)和行程時(shí)間，可表示為：

Z=αx+βy

(2)

其中，x為期望行程時(shí)間；y為定制公交票價(jià)；α、β為系數(shù).

考慮公交運(yùn)營收入雖票價(jià)的變化，規(guī)定總收入F為：

F=∑Q(y)y

(3)

Q(y)=Q0eZ

(4)

其中，Q(y)為公交客流量，Q0初始給定需求量，F(xiàn)為公交運(yùn)營商總收入，Q(y)=Q0eZ表示彈性需求下需求隨出行者廣義費(fèi)用的變動(dòng)關(guān)系[13]，根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果，結(jié)合上式，得到不同票價(jià)下的乘客需求及公交收入如圖7所示.

由調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，定制公交票價(jià)在7～8元時(shí)，顧客需求量為在70%以上，能滿足絕大多數(shù)出行者需求，公交運(yùn)行收入達(dá)到最高為224元，因此，擬定定制公交票價(jià)為8元.

考慮定制公交屬性為公共交通，為西安市緩解城市擁堵、節(jié)能減排做出了貢獻(xiàn)，政府給予一定額度的補(bǔ)貼. 若按照補(bǔ)貼普通空調(diào)公交的標(biāo)準(zhǔn)，則補(bǔ)貼費(fèi)用為1.8元/人次，擬定票價(jià)為6元/人次，公交公司實(shí)際收入為7.8元/人次. 這樣既能確保公交公司盈利，又可以使票價(jià)在乘客可接受范圍內(nèi)提高定制公交吸引力，可以初步得到擬定票價(jià)方案：

以距離為10 km(含)以內(nèi)統(tǒng)一按6元/人次收費(fèi)，距離>10 km時(shí)，每增加1 km每人次費(fèi)用增加1元. 除了基本的單次費(fèi)的規(guī)定，可以根據(jù)用戶的預(yù)定周期以及乘車類型(單次往或返、往返)等來制定一些優(yōu)惠的折扣由此來吸引更多的乘客，提高定制公交吸引力. 綜上所述，可以得到線路：富力城至都市之門的票價(jià)表見表8.

表8 定制公交票價(jià)表Tab.8 Custom bus fare table

3.3 客流分擔(dān)率預(yù)測

在城市的所有運(yùn)輸方式中，通過各交通方式所承擔(dān)交通量比重，反映交通需求特點(diǎn)，是交通發(fā)展模式的重要特征指標(biāo)[14]. 本文基于Logit模型對運(yùn)行后定制公交分擔(dān)率進(jìn)行預(yù)測，考慮常規(guī)公交、定制公交、私家車、出租車4種交通方式建立效用函數(shù).

本文將乘客選擇交通方式主要考慮的因素，根據(jù)文獻(xiàn)取基礎(chǔ)指標(biāo)分為：快捷性Ai[15]、安全性Bi[15-16]、舒適性Ci[16]、經(jīng)濟(jì)性Di[16-17]、方便性Ei[17]、環(huán)境友好性Fi[18]等6項(xiàng)，綜合評定指標(biāo)見表9.

表9 影響選擇出行方式的因素及效用值Tab.9 Factors affecting the choice of travel mode and utility value

采用加法和乘法原理來計(jì)算效用值，乘客對出行方式選擇時(shí)，如果各因素之間相互獨(dú)立，采用加法原理；如果出行方式中當(dāng)各因素都較優(yōu)時(shí)，乘客所做出的選擇才能較優(yōu)，這種情況適合采用乘法原理求解，根據(jù)下式計(jì)算各類交通方式效用值vi，結(jié)果見表9.

vi=Bi×(Ai+Ci+Di+Ei)×Fi

(5)

將效用值代入Logit概率選擇基本模型：

求得定制公交開通前后各類交通方式分擔(dān)率見表10.

表10 交通方式分擔(dān)率Tab.10 Traffic sharing rate

由表10可知，定制公交開通后，公交出行吸引明顯增加，私家車和公交車分擔(dān)率分別減少7.35%和7.68%，對緩解城市道路擁堵有一定成效. 定制公交出行分擔(dān)率位于所有交通方式中前二，和常規(guī)公交出行的比例相差小于5%，認(rèn)為定制公交有開通的必要性.

4 結(jié)論

本文基于西安市公共交通現(xiàn)狀和居民出行問卷調(diào)查，借鑒國內(nèi)定制公交經(jīng)驗(yàn)，探究定制公交運(yùn)行模式. 首先分析用戶對定制公交的需求度，回歸分析結(jié)果表明，乘坐定制公交的需求度與用戶的收入水平正相關(guān). 其次，結(jié)合定制公交自身運(yùn)行需求，擬定富力城- 都市之門定制公交線路進(jìn)行客流分擔(dān)預(yù)測，與開通定制公交之前相比，公交分擔(dān)率增加15.3%. 本文從需求側(cè)為定制公交開通前期規(guī)劃提供理論支撐，建議將定制公交的主要服務(wù)用戶定位于收入處于中上水平的白領(lǐng)人群，充分考慮用戶需求，合理制定票價(jià)以增加公交出行吸引力. 實(shí)行定制公交為提升公交客運(yùn)量、有效緩解城市道路擁堵提供解決方案. 而對于用戶具體搭乘定制公交方式、車輛配置及服務(wù)方面有待深入研究.