考虑经济地理区位的城乡公交需求分析

王熙蕊，严 海，李 涛

（1.住房和城乡建设部城乡规划管理中心，北京 100835；2.北京工业大学 北京市交通工程重点实验室，北京 100124）

考虑经济地理区位的城乡公交需求分析

王熙蕊1,2，严 海2，李 涛2

（1.住房和城乡建设部城乡规划管理中心，北京 100835；2.北京工业大学 北京市交通工程重点实验室，北京 100124）

为掌握乡镇居民城乡出行时空分布规律，了解城乡公交发展现状及未来需求，分析了乡镇居民的个人属性、城乡间出行活动特征和城乡公交服务水平等指标；结合区域经济地理区位定量分析方法，探索起讫点的经济地理区位对城乡出行需求产生的作用；构建了引入经济地理的城乡公交需求结构方程模型，解析城乡公交选择意向与其他因素的相互影响。研究结果表明：城乡公交服务对象主要是中低收入且无私家车的群体；城乡公交是城乡间的主要出行方式，需求显著高于其他交通工具；某乡镇与周边区域经济区位水平差异越大，越具有城乡公交需求潜力，应酌情增加线网布设；在提高城乡公交服务水平方面，降低票价、合理布设站点是关键方法，可进一步增强城乡公交吸引力。

城乡公交；经济地理区位；结构方程模型；出行方式；公交服务水平

0 引言

我国正积极推进城乡一体化发展，打破城乡二元结构。城镇就业岗位数大幅增加使农村劳动力资源向其他产业转移，城乡间经济往来日趋紧密，加速了城乡之间的人口流动。目前城乡客运主要有传统班线和城乡公交两种运营模式，传统班线具有发车频率不固定、票价普遍较高等缺点。为满足乡镇居民日益增长的城乡出行需求，交通运输“十二五”发展规划明确指出：“鼓励有条件的地区统筹城乡客运资源配置，城市公交向城市周边延伸覆盖。以打破地域壁垒，形成有效的城乡客运服务衔接。”城乡公交是城区（或中心镇）与乡镇（或村）间的公共客运交通方式，依托城市道路与区域公路布设固定线路，设置沿途停靠站点和首末回车场，采用公交车型并借鉴城市公交运营模式。

国外学者Painter[1]等针对农村人口稠密地区引入了3种离散公交需求预测模型，分别是：总运输需求-全部模型（TTD-All）、总运输需求-收费模型（TTD-Fare）和分类运输需求模型（DTD）。过秀成、王丁和姜晓红[2]从调查分析、需求预测、线网布局及场站优化和组织优化等方面细致研究了城乡公共客运规划与组织的相关内容，分析体制、设施建设、经营模式等影响因素，提出城乡公交一体化总体架构思路。但是已有研究具有一定的局限性，主要表现在以下方面：对乡镇居民个体属性、出行特征及意向现状的分析不多，难以识别这三者对城乡公交需求的作用；且未考虑区域间经济变化是否影响城乡公交需求。已应用于交通领域研究的结构方程理论恰恰能够较为准确地模拟出行者活动参与特征，诠释潜、显变量之间的相互关系。Golob[3]将结构方程模型应用于交通需求建模，并开发了户外活动参与以及男性、女性出行的联合模型，确认了活动参与和交通出行之间的关系。经济地理区位学研究人的经济活动地域系统，能够衡量某个事物与具有经济意义的其他事物之间的空间联系。李冬旭等[4]以武汉经济圈为例，应用前苏联经济地理学家H.H.巴朗斯基[5]的经济地理位置定量评价方法，分析了经济地理位置变化。

本文侧重于探求乡镇居民个人属性和出行时空规律之间的关系，通过结构方程解析多因多果以及潜、显变量的相互关系，引入经济地理定量分析方法，考察经济地理对乡镇居民城乡公交需求的影响。解析乡镇居民行为特点，掌握城乡公交出行需求。

1 研究方法

1.1 数据调查方法

本调查以沧州市下辖的泊头市为例。泊头市下辖8镇4乡，包括3个街道办和657个行政村，调查范围如图1所示。泊头市公交公司现有营运线路9条，运营车辆117辆，公交线路长度为202km，单程运营时间为30～45min，线路发车时间间隔在5～10min，票价为1.5元/人次。

通常情况下，居民出行OD调查抽样率一般取城市人口总数的1%～5%。根据城市等级和规模，本文按照泊头市乡镇总人口数的3%随机抽取4 656户（约14 710人），发放城乡公交调查问卷，共计回收有效样本12 470份。为保障结构方程模型的精度，城乡公交需求模型使用了随机筛选的367份有效样本进行分析。调查内容分为实际调查和意向调查。

1.1.1 实际调查

个人和家庭属性常对交通行为产生作用。通过借鉴已有研究，确定个人和家庭属性主要指标有：性别、年龄、职业、家庭年收入、文化程度、家庭结构、家庭小汽车数、老人儿童出行和结伴同行情况等。

城乡出行时空分布特征主要指出行时空分布规律，是掌握出行需求的依据，也是交通规划研究的基础，能够为现状交通分析与评价、交通需求预测提供依据。城乡出行时空分布特征包括：出行次数、出行方式选择、出行起讫点分布、活动时长、行程时间。

分析城乡公交出行特征，可以把握居民城乡公交出行强度，了解城乡公交系统承载限度与城乡公交现状。本文所研究的反映城乡公交现状特征的主要指标有：站点和起讫点分布、等车时间、换乘次数、票制票价及运行速度等。

图1 泊头市与沧州市地理位置

1.1.2 意向调查

考察乡镇居民对城乡公交的选择意向，能够掌握城乡公交的未来发展需求。主要内容为：可接受等车时间、可接受换乘次数、可接受步行到站距离和可接受单程票价。

交通方式的服务水平是居民采取某一种交通方式出行时考虑的主要因素，涵盖范围是不同交通方式的价格、舒适度、快捷性和便利度等。城乡公交服务水平的主要构成因素有：步行到站时间、等车换乘时间，平均运行速度、安全舒适度和票价满意度等。

1.2 调查结果

1.2.1 个人属性分布

对有效样本进行分析可知，本文调查对象的年龄在30～45岁较多，职业以农民为主。个人文化程度方面，初中占比超过50%，其次为高中/高职/中专等，见图2。家庭年收入分布方面，1.5～3万占34%，3～6万占26%，见图3。

图2 调查对象个人文化程度

图3 调查对象家庭年收入

1.2.2 城乡出行现状特征

统计各乡镇居民城乡出行现状后可以发现：城乡公交已成为城乡出行的首选工具，且出行方式单一，较少存在换乘。

25%的城乡出行是通勤通学类活动出行。出行早高峰主要是在7：30左右，回程高峰在15：00左右，实际活动时长平均为6.5h，平均行程时间为50min。75%的城乡出行是弹性活动出行，其中44%是购物，8%为文化娱乐。出行早高峰主要集中在8：00左右，回程高峰在13：30左右，实际活动时长约为5h，平均行程时间是55min。与通勤通学类活动相比，弹性活动出行具有活动时长较小，晚高峰提前等特点，见图4。如图5所示，52%被调查者城乡行程时间小于40min，主要集中在30～40min。

图4 城乡活动时间

图5 城乡出行时耗

1.2.3 意向调查结果

（1）乡镇居民对城乡公交意向选择

调查结果显示，乡镇居民对城乡公交的可接受等车时间在20min以内，可接受换乘次数以1次为主，可接受城乡公交票价范围基本小于10元，起讫点至目的地可接受距离在800m以内。

（2）城乡公交服务水平满意度

为了解乡镇居民对现状城乡公交的满意度，对各项城乡公交服务水平指标按照李克特5点量表打分。选取其中6项显著性较高的统计内容如表1所示。可以看出：居民对到站乘车满意度相对较高，为4.00分；其次是安全舒适满意度为3.84分；运行速度和等车换乘满意度分别为3.70和3.64分。发车准时满意度较低，仅为3.38分。初步分析可见，该地区城乡公交的站点覆盖率尚可而发车频率有待进一步优化。而票价一项均值为3.25分，满意度最低。

表1 城乡公交服务水平满意度统计

2 经济地理区位定量解析

2.1 经济地理区位定量分析方法

区域经济增长是指经济总量的扩大，主要体现为生产商品和输出劳务总量的增长。人们活动的差异性可能来自于一系列围绕经济活动的竞争和往来。活动范围通常集中于某些固定地点，而非均质分布。因此，经济地理区位条件随时间变化，可能会影响乡镇居民的城乡公交需求。本文通过定量计算，得到各区域间经济地理区位差值变化量，为后续分析其对城乡公交需求产生的作用奠定基础。

2.2 经济地理区位量化分析

经济地理区位动态变化定量评价方法认为：在不考虑时间变化的条件下，区域范围内各中心点的综合经济地理区位值是由系统内其他点对这个点的经济地理位置影响值与该点对区域内其他点的经济地理位置影响值两部分之和构成，见式（1）。

式（1）中：Ai为中心点的综合经济地理区位值；为j点对i点经济地理区位影响值：

Ii为i点对系统内其他点的经济地理区位影响值：

式（2）和式（3）中：Vj为客体容量值；Rij为i点与j点之间的距离；K为客体容量与距离的比例系数。

本次调查的乡镇居民城乡出行起讫点主要分布在泊头市下辖乡镇和沧州市区，共计13个区域。分别测量各个区域之间的直线距离，并计算客体容量与距离的比例系数。另外，劳动力是影响经济活动区位的重要因子之一，其质和量在空间上反映了劳动力成本在区域上的差异，不同经济活动主体的劳动力对区位的影响程度可能不同。依据调查样本特点，本文选择非农业人口反映地区经济属性的客体容量V的大小。

为了解各区域在某段时期的经济发展情况，掌握各区域自身的经济地理区位条件随着时间推移所产生的变化，分别计算起始的t1时刻和终止的t2时刻的综合经济地理区位值进行对比。本文计算了泊头市下辖乡镇和沧州市区2009年及2012年的综合地理区位值。二者之差为各个区域在该时段之内综合经济地理区位值的绝对增长值（见式（4）），该值的计算结果如表2所示。

表2 综合经济地理区位值增长

表2 （续）

2009年和2012年，沧州市区的综合经济地理区位值分别是8.167和8.114，显著高于泊头市下辖的其他乡镇。表明其仍是该地区的主要增长极，处于研究范围中的经济主导地位，能够带动周边乡镇发展，城乡吸引强度大，但绝对增长值为负数，说明增长势头逐渐放缓。重点乡镇（如：文庙镇、洼里王镇等）现状经济地理区位值稍高于其他乡镇，具有适宜的经济地理位置，发展势头明显，未来可能形成次增长极，可能具有大量潜在城乡出行需求。

为了解区域中的任意两点间随时间变化的综合地理区位作用方向和大小，计算某时段差值变化。式（5）表示t1和t2变化时段内，i点和j点之间的综合经济地理区位值的差值变化量，计算所得结果见表3。

式（5）中：i=1,2,…,n；T=t2-t1。

根据乡镇居民城乡出行链的实际调查结果，将被调查者出行起讫点间T时段内综合经济地理区位值的差值（见表3）按照绝对值进行排序。由小到大分为5个经济地理区位变化等级，得到经济地理区位1～5，便于代入后续结构方程分析。

表3 T时段内综合经济地理区位值的差值变化

表3 （续）

3 城乡公交需求结构方程分析

通过统计分析可以发现，乡镇居民的个体特征、公交服务水平和经济地理区位等对其城乡公交出行意向有一定影响。引入结构方程模型，描述各因素之间的影响方向和影响程度。

3.1 结构方程简介

结构方程模型（Structural Equation Modeling，简称SEM）又称为协方差结构分析，主要通过联立方程组求解，利用共变结构分析导出特定参数。SEM分析广泛应用于经济、营销、心理及社会学各个领域，融合了传统多变量统计分析中的“因素分析”与“线性模型的回归分析”，可对各种因果模型进行辨识、估计与验证，同时处理多个因果变量之间的关系。结构方程理论主要具有以下几方面的特点。

（1）能够同时处理测量和分析的问题。能够将不可直接观察的概念以潜变量形式，通过观测变量模型化加以估计。可以估计测量误差，还可以估计测量的信度和效度。

（2）具有理论先验性，其分析过程中的每一步都必须有清楚的理论概念或逻辑推理作为依据。

（3）以协方差为核心，还可用于处理平均数估计，估计潜在变量平均数。

（4）适用于大样本分析。一般而言，样本量大于200时才算中型样本，可以追求所建立模型的稳定性。

（5）包含多种统计技术。有学者指出，SEM分析融合了因素分析和路径分析，能够评估变量可信度、效度和误差值，掌握整个模型的干扰因素。

结构方程分析一般可以分为4个步骤：模型构建、模型拟合、模型评价和模型修正。

3.1.1 模型形式

完整的结构方程模型包括两个次模型：测量模型与结构模型。测量模型描述潜在变量如何由相对应的显性指标所测量或概念化；结构模型表示潜在变量之间的关系，以及模型中其他变量无法解释的变异部分。

测量方程为：

结构方程为：

式（6）～式（8）中：x为外生显变量组成的向量；y为内生显变量组成的向量；Λy为y在η上的因子负荷矩阵；Λx为x在ξ上的因子负荷矩阵；ε为内生显变量的误差项；δ为外生显变量的误差项；B为系数矩阵，描述内生潜变量η之间的相互影响；Γ为系数矩阵，描述外生变量ξ对内生变量η的影响；ζ为结构方程残差项，反映η在方程中未能被解释的部分。

3.1.2 模型参数估计

参数估计能够得到变量之间关系、模型未能解释部分、变量测量上的误差等参数。一个完整的结构方程模型包括8个参数矩阵，由观测变量的方差和协方差进行参数估计。SEM分析的拟合目标为求出参数使残差的平方和最小，即模型隐含的协方差矩阵与样本协方差矩阵的残差最小。结构方程分析中共有7种模型估计的方法。其中最常用的是最大似然估计法，类似于渐进正态分布，是一种无偏的、一致性的、渐进有效的估计方法。

3.1.3 模型评价

评价模型拟合程度，常用的拟合指标如下。

（1）拟合优度的卡方检验（χ2df）

拟合优度的卡方值是衡量模型整体好坏的指数，可直接由拟合函数值推导，其值与样本量大小有关，卡方值越小表示整体模型与实际资料越匹配。

（2）适配度指数（GFI）和调整后适配度指数（AGFI）

适配度指数表示假设模型可以解释观察数据的方差与协方差的比例，该值越接近1，表示模型拟合度越高。调整后适配度指数是计算适配度指数时，将自由度纳入考虑之后计算出来的模型拟合指数。

（3）均方根残差（RMR）

均方根残差反映了矩阵间残差的大小，可以检视SEM模型特定参数的设定是否理想，其值越小代表模型越能拟合观察值。

（4）近似误差均方根（RMSEA）

近似误差均方根常被视为最重要的适配指标信息，不受样本数量大小和模型复杂程度影响，模型趋近于完美拟合时RMSEA指数趋近于0，指数越小则模型拟合度越佳。

3.2 结构方程模型构建

3.2.1 模型变量选取

首先通过计算克朗巴哈α系数、Pearson相关性检验以及KMO和Bartlett的检验对调查样本进行了信度和效度分析，结果显示样本量的有效性良好。本文结合已有研究设计了多角度题项，经过相关性分析和因子分析筛选后，将影响显著的指标纳入结构方程，如表4所示。

表4 潜变量与显变量解释表

表4 （续）

3.2.2 模型结构

采用的模型由结构方程内生与外生变量之间、各个潜、显变量之间的关系表示。应用Small Wa⁃ters公司开发的路径分析软件AMOS，通过绘制路径图，分析协方差结构，标定结构方程模型。因该软件尚不能用罗马字母表示ε、δ、ζ三类残差项，故图中用e1～e12作为替代。标准化结构方程模型见图6。

3.2.3 模型拟合及评价

（1）个人综合素质对城乡公交出行意向具有负向作用

家庭年收入和文化程度是个人综合素质的主要表征。二者在衡量个人综合素质方面的标准化负荷系数为0.36和0.47，可见二者对个人综合素质有显著正向影响，是反映个体属性特征的主要指标。个人综合素质对城乡公交出行意向具有负向作用，标准化负荷系数为-0.15，说明收入水平越高、教育程度越高的人群，选择城乡公交的可能性越低。

（2）经济地理区位对城乡公交意向存在微弱正向影响

二者标准化负荷系数为0.03，即经济地理区位差值在某段时间之内变化越大的区域，选择城乡公交的可能性相对更高一些。这也反映了地区之间经济往来频繁程度、经济活力和经济增长潜力对城乡出行吸引，特别是搭乘城乡公交的正向作用。

（3）城乡公交服务水平的各项指标均有正向作用

城乡公交服务水平对城乡公交选择意向有明显正向作用，标准化负荷系数为0.14。大力发展城乡公交，提高城乡公交服务水平对吸引乡镇居民采用城乡公交出行有积极作用。

对城乡公交服务水平作用显著的因素有6项，标准化负荷系数均显示为正向作用。这表明提升这6项指标可以从不同角度提升城乡公交服务质量。按照各因素对城乡公交服务水平影响（即：标准化负荷系数）由大到小排序依次为：票价满意度0.68，等车换乘0.67，发车准时满意度0.66，安全舒适满意度0.62，到站乘车方便度0.61以及运行速度满意度0.51。可见，城乡公交的票价、发车频率和等车换乘是乡镇居民最关注的，安全舒适度、站点布设位置和车辆运营速度同样重要。提高现有的各项指标，可有效提高城乡公交服务水平，更好地为乡镇居民提供城乡出行服务。

图6 标准化模型参数估计结果

（4）活动强度大时，乡镇居民更倾向于选择城乡公交

活动强度对城乡公交出行意向的标准化负荷系数是0.34，具有显著的正向影响。

对活动强度产生作用的诸多指标当中，影响强度较大的是行程时间，标准化负荷系数约为1.00，具有非常显著的正向作用。与行程时间相比，活动时间对活动强度指标为负向作用，标准化负荷系数为-0.15。可见，对于出行者来说，花费行程时间长短是体现活动强弱的重要指标，对城乡公交选择意向影响强度较大。

共变的活动强度与城乡公交服务水平是正相关关系，二者相互作用，相关性系数为0.09。表现为：提高城乡公交服务水平能够带动乡镇居民活动强度，促进城乡之间往来；乡镇居民活动强度的增加也能够促进城乡公交服务水平的进一步优化。

（5）模型评价

各项拟合指标见表5，模型各项适配度指标均符合标准或临界值要求，拟合精度符合要求。

表5 模型拟合优度检验

4 结论

（1）本文利用结构方程模型分析了影响乡镇居民城乡公交需求的相关因素，并且描绘了各变量的潜在关联性。根据本文的模型分析可以看出，当前城乡公交的主要服务对象应是乡镇当中的中低收入且拥有自驾小汽车比例相对较低的群体。该群体在总人口中所占比例较大，是城乡之间往来，特别是城乡公交客流产生与吸引的主要来源。当城乡间的活动强度保持上升趋势时，乡镇居民对于城乡公交的需求明显大于对其他交通方式的需求。可见，城乡公交具有广阔的发展前景。

（2）在布设城乡公交线网过程当中，应重视区域间地理经济水平的差异。城乡公交的线网布设不仅需要满足经济条件较好的区域间城乡往来需求，更应该重点关注具有发展潜力的地区。适当地增加经济条件相对薄弱的乡镇地区与经济发展较为蓬勃的地区之间的线网布设，用以满足当前以及今后一段时间之内区域之间人员往来的需要。

（3）注重提高城乡公交服务水平能对增加城乡公交吸引力产生积极作用。适当增加发车频率、优化线路走向、合理布设站点，是改善城乡公交服务水平的主要方法，宜在尽可能保障城乡公交运营企业经济效益的情况下，降低票价以吸引客源。

在明确城乡公交需求产生机理，了解城乡出行规律，并掌握乡镇居民对城乡公交需求基础之上，下一步将侧重于研究城市内部公交线网布设与城乡公交线网布局的差异，进一步解析适应城乡出行特点的城乡公交线网布局方法，更好地为乡镇居民服务。

[1]PAINTER K,JESSVPE,GOSSARDMH,et al.Demand Fore⁃casting for Rural Transit:Models Applied to Washington State[J].Transportation Research Record:Journal of the Transportation Research Board,2007(1997):35-40.

[2]过秀成，王丁，姜晓红.城乡公交一体化规划总体框架构建[J].现代城市研究，2009（2）：24-28.

[3]GOLOB T F.A Simultaneous Model of Household Activity Participation and Trip Chain Generation[J].Transportation Research,2000,34(5):355-376.

[4]李冬旭，田至美.经济地理位置的定量分析方法应用——以武汉经济圈为例[J].首都师范大学学报：自然科学版，2011，32（2）：54-60.

[5]H H巴朗斯基.经济地理位置的定量评价[J].黄万华，译.地理译报，1990（3）：51-54.

[6]周钱，李一，孟超，等.基于结构方程模型的交通需求分析[J].清华大学学报：自然科学版，2008，48（5）：879-882.

[7]杨励雅，邵春福，李霞.城市居民出行方式选择的结构方程分析[J].北京交通大学学报，2011，35（6）：1-6.

[8]严海，王熙蕊，梁文博，等.基于结构方程模型的通勤交通方式选择[J].北京工业大学学报，2015，41（4）：590-596.

[9]叶茂，于淼，刘英舜，等.历史城区典型通勤者活动与出行的结构方程建模[J].长安大学学报：自然科学版，2015，35（1）：111-119.

[10]周业利，李鹏飞，杨超.城乡公交线路特征及其客流特征分析[J].交通标准化，2011（21）：59-63.

[11]吴明隆.结构方程模型：AMOS的操作与应用[M].2版.重庆：重庆大学出版社，2010.

[12]邱皓政，林碧芳.结构方程模型的原理与应用[M].北京：中国轻工业出版社，2009.

[13]姜桂燕.城乡公交一体化发展规划研究[D].西安：长安大学，2010.

Urban-Rural Transit Demand Considering Economic Geography Location

WANG Xi-rui1,2,YAN Hai2,LI Tao2
(1.Administration Center of Urban and Rural Planning,Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People′s Republic of China,Beijing 100835,China;2.Beijing Key Laboratory of Traffic Engineering, Beijing University of Technology,Beijing 100124,China)

In order to understand the time-space distribution law of rural residents′urban-rural travel and know the current situation and future acquirement about urban-rural transit,various indexes were analyzed,including personal attribute,activity character between urban-rural areas and the level of ur⁃ban-rural transit service.Combined with the quantitative analysis method of regional economic geogra⁃phy location,the effect of economic geography location on the urban-rural travel demand between origin and destination was explored.The structural equation model of urban-rural transit demand with econom⁃ic geography was built to describe the interact of select intention of urban-rural transit with other fac⁃tors.The results show that the service object of urban-rural transit is mainly low and middle income peo⁃ple without private car.The leading mean of rural-urban travel is urban-rural transit which has higher demand than other travel modes.One country with more economic geography location difference to sur⁃rounding area has more urban-rural transit potential demand and needs to appropriately increase the net⁃work deployment.In the aspect of improving the level of transit service,the key method is lower price and rational station distribution,which can further enhance urban-rural transit attraction.

urban-rural transit;economic geography location;structural equation model;travel mode;level of transit service

U491.1

：A

：2095-9931（2015）05-0009-09

10.16503/j.cnki.2095-9931.2015.05.002

2015-08-02

国家自然科学基金青年科学基金项目（51308018）

王熙蕊（1989—），女，北京人，助理工程师，硕士，研究方向为交通运输规划与管理。E-mail：wangxirui0804@sina.com。