基于出行者生理心理特性的轨道交通与道路公交换乘研究

白维雅 陈义华 钱 倩

（重庆大学数学与统计学院，401331，重庆∥第一作者，硕士研究生）

国外大城市解决城市交通问题的成功经验为：发展以轨道交通为骨干，以道路公交为主体的公共交通体系，为城市居民提供安全、快速、舒适的公共交通，引导城市居民使用公共交通系统。这也是我国大城市解决交通问题的惟一途径。当前，我国大部分城市仍然是以道路公交为主，随着轨道交通的建设，为实现公共交通一体化发展，就要有效引导出行者选择轨道交通与道路公交的换乘，增加换乘量。本文通过分析出行者的生理心理特性，建立了轨道交通站点的间接吸引范围，并提出了引导轨道交通与道路公交换乘的策略，体现出以人为本的理念，对加快一体化公共交通建设有重要意义。

1 基于出行者生理特性的轨道交通站点吸引范围

1.1 基于出行者生理特性的出行时间

出行者为完成出行行为需要不断消耗自身的能量，当能量消耗达到一定程度时，就会使出行者感到疲劳、厌烦。因此可通过研究能量消耗指标来衡量出行者的生理负荷情况。

文献［1］对出行者的个体行为生理特性进行了深入研究，计算出不同出行方式下的出行者单位时间总能耗（见表1），并根据表1中的数据计算出不同出行方式下的理论出行可持续时间，但是与实际情况存在差距。为了结合实际，作者根据成都市出行者调查，给出了在5min休息时间能恢复常态的理想状态下，不同出行行为的可持续时间（见表2）。

表1 不同出行方式下出行者单位时间总耗能 kJ／min

针对重庆市影响耗能的因素分析，仍将恢复时间定为5min，且轨道交通的5min恢复时间下的行为持续时间与道路公交的相差不大。

表2 5min恢复时间下的行为持续时间 min

1.2 5min恢复理想状态下的轨道交通站点吸引范围

目前，确定轨道交通站点的直接吸引范围与间接吸引范围的最典型的例子，就是北京市地铁5号线根据土地利用在客流预测过程中的研究结果：在5号线两侧取垂直距离750m划出一次吸引范围，取垂直距离3km划出二次吸引范围［2］。其次，文献［3］根据我国城市轨道交通以道路公交换乘为主的现状，以及城市发展对轨道交通客流预测影响，构建道路公交影响下轨道交通站点吸引区域模型。本文从以人为本的角度出发，将5min疲劳恢复时间视为理想状态，研究以轨道交通站点为起点的道路公交可达距离，并作为轨道交通站点的间接吸引范围。根据重庆市轨道交通与道路公交运行车速调查，主城区道路公交高峰小时平均运营车速为21.54 km／h。考虑到轨道交通与道路公交之间换乘有换乘步行及候车时间，这个过程也会产生能量消耗，因此，根据以往的出行调查数据，将换乘步行与候车的时间之和定为5min。由表1及表2中的数据，可得理想状态下道路公交可达距离（见表3）。

表3 理想状态下道路公交可达距离 km

表3中可达距离主要集中在2～6km，其平均值为3.11km。即确定了在轨道交通站点为中心的区域内，理想状态下道路公交可达的3.11km范围为轨道交通站点的间接吸引范围。以上数据只是基于出行者生理特征的理论值，且与北京市地铁5号线的客流预测结果“在5号线两侧取垂直距离在3 km划出二次吸引范围”基本一致。

重庆市2009年主城区居民出行调查显示，主城区的居民平均一次出行耗时32.1min。在居民出行方式中，步行方式平均出行耗时18.2min，道路公交方式平均出行耗时45.6min，轨道交通方式平均出行耗时28.9min。结合理论结果可知，在实际出行中，部分出行者由轨道交通换乘道路公交后的出行距离显然会超过上述距离，而且随着轨道交通对城市空间演化的影响，轨道交通的间接吸引范围还会扩大。

2 基于前景理论的出行方式选择模型建立

根据前景理论，出行者将按照以下过程进行决策：（1）出行者主观感知各出行方式的出行费用；（2）出行者依据参照点判断各出行方式可能带来的“收益”与“损失”；

（3）出行者根据价值函数以及概率权重函数比较各出行方式的前景值，选择具有最大前景值的出行方式完成出行。

2.1 出行者决策节点、决策时刻以及参考点选取

本文研究的目的是通过提高轨道交通与道路公交之间的换乘，加快实现城市公共交通的一体化。因此主要针对中长距离出行的出行者，研究的出行方式为轨道交通与道路公交换乘，以及采用其他方式出行。由于轨道交通的准点率高，故将出行者的决策节点定为轨道交通换乘道路公交的换乘点，决策时刻定为出行者到达换乘站的时刻，参考点定为5min恢复时间下的行为持续时间（10min）与换乘时间（5min）之和，即15min。

2.2 模型建立

出行者将换乘道路公交主观估计出行时间与参考点相比较，以权衡“收益”与“损失”。

设tp为出行者主观估计选择路径后的“收益”或“损失”，则：

式中：

t0——参考点，t0＝15min；

tarrival——估计到达时间。

价值函数采用Tversky和Kahnemam提出的形式，出行者在决策阶段的价值函数为：

式中：

α——风险态度系数，0＜α＜1。α越大表示出行者越倾向于冒险，当α＝1时，表示出行者为风险中立者；

λ——损失规避系数，若λ＞1，表示出行者对损失更加敏感。

根据 Kahneman等的标定，当α＝0.88，λ＝2.25时，与经验数据较为一致。

按照，Kahneman在1992年提出的概率权重函数形式，概率权重计算如下：

其中，p为出现某种结果的预估概率。Kahneman根据实验标定［4］γ＝0.61，δ＝0.69。

假设选择路径P时，可能出现的时间结果构成的集合为X，xk∈X 代表某种“收益”或“损失”。根据各种可能的结果，按增序排列得到各个结果的下标［4］。当下标为零时，代表既无“收益”也无“损失”，即为x0＝0。当i＞0时，xi＞0，此时代表“收益”；当i＜0时，xi＜0，此时代表“损失”。则前景值计算如下：

根据前景值的判断，出行者可以做出是否采用轨道交通换乘道路公交这一出行方式的判断。

3 出行心理特性

3.1 出行心理

心理过程［1］即心理活动的过程，是心理现象的不同形式对现实的动态反应。对城市客运交通系统出行行为而言，出行心理即出行者的心理活动，是由客观的交通活动引起的，是通过一系列的生理变化实现的，并且表现在出行者的出行活动过程中，具体如图1所示。

重庆市2005年轻轨2号线出行调查结果显示，在熟知轨道交通安全、快捷、舒适、准时等特点的前提下，2号线交通需求调查区域内居民对各种交通方式的选择比例分别为：轻轨71.8%，公交车15.8%，出租车3.1%，私家车3.5%，其他5.9%。而对“如果轻轨能缩短你半个小时的出行时间，你是否愿意为此额外支付1元费用”的调查的结果显示，居民对其接受的比例为87%。以上调查结果都显示心理活动对出行选择的影响力。

图1 出行者行为心理活动过程

3.2 出行心理对出行换乘行为的影响

调查显示，在熟知各种交通工具特性的条件下，出行者选择交通方式的心理过程实际是消费者选择行为［5］。基于期望效用理论，出行者选择期望效用最小的出行方式。

因此，对于首次选择轨道交通换乘道路公交作为出行方式的出行者来说，出行过程是否通畅，换乘距离是否合理，是否能够迅速找到换乘站点，换乘等待时间是否过长，出行费用能否接受等，都会影响出行者的认知过程、情感过程以及意志过程，进而影响其期望效用。如果出行者对此次出行不满意，就会在以后的出行过程中拒绝选择这种出行方式，并影响其周围出行者做出同样的决定；反之，则会逐渐接受该换乘出行并诱导周围出行者选择此换乘出行。

由此可知，为了吸引更多的出行者选择轨道交通与道路公交换乘出行，就要努力减少换乘时间与换乘距离，并争取实现换乘协调。

4 出行生理心理的换乘出行策略（以重庆市为例）

目前重庆市主城区运营的轨道交通线路为轻轨2号线，另有在建轨道交通线路3条。预计2014年主城区将形成1、2、3、6号线的轨道交通骨干网络。因此，在由轨道交通提高公共交通出行量的同时，也要加强轨道交通与道路公交的换乘协调，提高换乘量，以达到提高公共交通的出行量，促进一体化公共交通建设的目的。根据以上分析，可以通过实施以下策略提高换乘量：

（1）设计人性化设施。其一，在换乘站附近或换乘站内设立适量的休息座椅，供换乘者休息以恢复体力；其二，在已有及在建轨道交通站点3.11km范围内，设立轨道交通信息资讯平台，使居民熟悉轨道交通，并认识换乘的方便性。

（2）完善轨道交通站点换乘信息。首先在轨道交通站点500m范围内的醒目位置，标注轨道交通站点并指引进入站点的通道；其次在轨道交通进站与出站口附近，详细介绍换乘道路公交站点信息与车次等，并建立完备的交通引导信息系统，从而减少换乘步行距离及换乘时间，努力做到无缝换乘。轻轨2号线大坪站位于2号线的中心位置，有通道与1号线进行换乘，且道路公交线路发达，重庆骨干道路公交线路都经过此处，这就需要完备的换乘引导设施及详细的换乘引导信息，从而提高换乘客流量，促进大坪的飞速发展。

（3）落实换乘票价优惠政策。通过宣传并落实票价优惠政策（轨道交通出站的刷卡时间距乘公交车的刷卡时间在60min内，乘客持同一张交通卡从轨道交通换乘实施优惠线路范围内的道路公交，可享受公交票价的五折优惠），使更多的居民对轨道交通与道路公交之间换乘的便利性有更深刻的认识。

（4）实现轨道交通与休闲娱乐一体化。例如，在2号线动物园站内设置动物园的详细简介，方便休闲出行的旅客；在建3号线的南坪站以及南山植物园附近应详细介绍轨道交通线路与道路公交线路，让居民了解换乘的优点，引导居民选择轨道交通与道路公交换乘出行。

5 结语

重庆市轨道交通将在2014年基本形成网络化，因此，要加强轨道交通文化宣传［6］，努力将轨道交通融入到市民的日常生活。本文提出的轨道交通站点间接吸引范围，对加快轨道交通与道路公交的换乘，实现城市公共交通一体化建设及“畅通重庆”、“半小时主城”等目标均具有重要的意义。为了加快实现公共交通一体化，研究轨道交通与道路公交的协调换乘仍是今后一项有重要意义的工作。

［1］ 郭寒英.基于出行者生理心理的城市客运交通出行行为研究［D］.成都：西南交通大学，2007.

［2］ 陆化普，朱军，王建伟.城市轨道交通规划的研究与实践［M］.北京：中国水利水电出版社，2001.

［3］ 轩宏伟，王华兰，颜月霞.道路公交影响下的轨道交通吸引范围研究［J］.铁道运输与经济，2007，29（7）：61.

［4］ 赵凛，张星臣.基于“前景理论”的路径选择行为建模及其实例分析［J］.土木工程学报，2007，40（7）：82.

［5］ 金宝辉.交通出行行为分析［D］.成都：西南交通大学，2004.

［6］ 顾天奇，陈学武.对《创新——拉丁美洲的巴士，轨道和其他公共交通运作》的评介［J］.城市轨道交通研究，2010（2）：83.