基于广义费用的城市居民出行方式选择行为分析

何素贞

（重庆交通大学 交通运输学院，重庆 400074）

基于广义费用的城市居民出行方式选择行为分析

何素贞

（重庆交通大学 交通运输学院，重庆 400074）

以出行经济成本、时间成本、舒适性成本为基础，建立了城市居民广义出行费用模型，将广义出行费用函数作为效用函数，对传统Logit模型进行改进，从广义出行费用的角度，研究广义出行费用对居民出行行为的影响。通过Transcad对改进的Logit模型进行参数标定，结果表明出行直接经济成本的支付方式对小汽车出行有很大影响，其中停车费用起着关键性作用。当CBD内停车收费达到15元/h，CBD外公共交通换乘地区停车收费达到10元/h时，小汽车出行转移比例达到20%。制定合理的分区停车收费措施，增加小汽车广义出行费用，同时提高公共交通服务水平是改善城市居民出行结构、缓解中心区拥堵的有效措施。

出行方式；广义费用；改进Logit模型；停车费用；出行方式分担率

城市中交通费拥堵问题一直都比较严重，尤其城市中心商业地区。制定合理的政策，引导、改善居民出行行为是缓解城市中心商业地区交通拥堵的重要手段。通过合理调整CBD地区的停车收费价格，提高小汽车出行的直接经济成本，来降低私家车出行比例，提高公共交通出行分担率，从而合理改善城市居民出行结构，是一种有效的措施［1］。目前，关于居民出行方式的影响方面的研究，已经取得了很多研究成果［2］。但是，随着经济的快速发展和人们生活水平的提高，人们对出行的质量要求越来越高，具体分为经济、时间、舒适性等关键方面，对这些关键因素量化的研究更加具有针对性。对于居民出行者来说，清楚地了解不同的出行方式产生的广义出行费用，有助于根据自己的经济能力和实际情况做出理性的选择。

本文采用行为调查（RP调查）和意向调查（SP调查）相互结合的方法，对重庆市居民出行行为进行调查，建立广义出行费用模型。广义出行费用主要包含出行经济成本（主要包括停车费、燃油费）、出行时间成本和舒适性成本等重要影响因素，将广义出行费用函数作为效用函数对传统Logit模型进行改进，从广义出行费用的角度，研究广义出行费用对居民出行行为的影响。

1 居民出行方式分析

1.1 出行方式及组合

传统的城市居民出行方式主要包括小汽车、公交、步行等。随着我国城市交通设施的不断完善和发展水平提高，城市居民出行方式发生了巨大变化。尤其是大城市机动化程度较高，且具有较发达的城市轨道交通、地面公交系统，为居民出行提供了多种出行选择。据调查，重庆市的居民出行方式主要有：小汽车、步行、出租车、地面公交、轨道交通、自行车。有些居民的出行方式不仅仅是单个出行方式，而是组合的出行方式，主要有小汽车+轨道交通、小汽车+地面公交、地面公交+轨道交通。

由于地面公交、轨道交通都属于公共交通，为了便于研究出行方式分担情况，本文主要研究3类出行方式：小汽车、公共交通、小汽车换乘公共交通。因此，本文定义选择肢的集合Ω= ｛i=1（小汽车），i=2（公共交通），i=3（小汽车+公共交通）｝。

1.2 出行费用对出行方式的影响

广义出行费用对出行结构的影响机理如图1所示。合理的出行结构对于改善交通状况，充分利用交通基础设施起着关键性作用，是反映城市交通发展水平的重要方面。因此，要充分了解居民出行者的出行选择心理，制定合理的政策，正确地引导其出行行为，促进城市的交通发展［3］。

图1 广义出行费用对出行结构的影响

2 建立广义出行费用模型

本文定义广义出行费用为居民出行过程中发生的各种直接和间接成本，具体包括出行经济成本、时间成本和舒适性成本三方面。广义出行费用是出行者选择出行方式的关键因素。

2.1 广义出行费用函数

出行的广义成本可分为直接成本和间接成本。直接成本是指出行者以直接支付和税收等方式支付的成本，主要包括燃油费、停车费等；间接成本是指运行时产生的成本，包括舒适性成本、时间成本等，广义出行费用函数可表示为：

式中：C为广义出行费用；F为出行的直接经济成本；T为出行的时间成本；M为出行的舒适性成本；α、β、γ为待定系数。

2.2 直接经济成本

直接经济成本按照出行过程中交通工具的使用消耗或公共交通票价进行建模，选择肢i的直接经济成本表示为Fi，计算单位为“元”。

选择肢1：选择小汽车出行的直接经济成本，单次出行过程中主要考虑停车费、燃油费，则自驾车出行的直接经济成本可表示为：

式中：b0为小汽车单次停车费用；t为小汽车停车时间；a为私人小汽车代表车型的单位油耗；l为出行距离；s为私人小汽车的燃油均价。

选择肢2：选择公共交通出行的直接经济成本，主要是公共交通票价的支付。根据目前重庆市的公共交通发展水平，可得出单位公里公共交通票价为0.146元/人km，则公共交通出行的直接经济成本可表示为：

式中：l为出行距离。

选择肢3：选择小汽车和公共交通出行的直接经济成本，需要综合考虑上述2种出行方式的直接经济成本，则该出行方式的直接经济成本可表示为：

式中：b1为换乘地区单次停车费用。

2.3 时间成本

出行时间成本也称出行时间价值，是由于出行者在出行过程中所消耗的时间存在机会成本而产生的价值［4］。

不同的收入情况对出行方式选择的影响较大。因此，制定了居民出行时间相关特性调查表，在2015-04-15（工作日）和2015-04-18（非工作日）进行了出行调查，经过筛选有效样本为780份。由不同出行方式的人均工资进行比较计算，得到3类出行方式的时间成本影响系数，如表1所示：

表1 时间成本影响系数

由重庆市2014年平均工资水平，得出人均小时工资为16.7元/h。单位时间成本为人均小时工资乘以相应的影响系数。因此，则各出行方式的出行时间成本可表示为：

选择肢1，T1=29.225t；

选择肢2，T2=17.368t；

选择肢3，T3=21.71t。

2.4 舒适性成本

随着生活水平的提高，出行者越来越重视出行的舒适性。当前，关于舒适性的定量分析方法，在交通方式选择模型中并不成熟。因此，本文采用一种较为客观的分析方法，选择6项指标：乘车平稳性、车内拥挤度、私密性、车内空气与温度、乘车的体力消耗和准时性。为了量化计算舒适性成本，把6项指标分为5个等级，分别取值0～4，0表示舒适程度最高，4表示舒适成度最低，则计算模型如下所示［5］：

式中：COM为舒适性成本；w为时间价值系数；θ为某城市的单位时间价值；ej为第j种交通工具对恢复疲劳时间的折减系数；di为第i项舒适性影响因素的等级所对应的分值；t-为平均出行时间；l-为平均出行距离。

为调查出行者对舒适性6项指标的重视程度，将6项指标的重要度分为5个等级：无影响、影响很小、有一定影响、有较大影响、有很大影响，分别用1分、2分、3分、4分、5分来进行加和平均。因此，出行的舒适性成本可由下式计算：

经过数据处理，得到重庆市3种出行方式的舒适性成本为：小汽车，0.09元/（人·km）；公共交通，0.78 元/（人·km）；小汽车换乘公共交通，0.50元/（人·km）。因此，各出行方式的舒适性成本可表示为：

选择肢1，M1=0.09l；选择肢2，M2=0.78l；选择肢3，M3=0.50l。

3 基于广义费用的改进logit模型

根据随机效用理论，出行者在特定的条件下，选择其所认知到的选择方案中效用最大的方案。将广义出行费用作为效用函数，从而改进传统的Logit模型。则出行方式被选择的概率表示为：

式中：Pi为第i种出行方式被选择的概率；Ci为第i种出行方式的广义出行费用；λ为校正系数，一般取3～3.5。

为了避免指数级增长使误差增大，需要对式子进行均值化处理，即各指数项部分除以各出行方式的平均广义出行费用，改进后的模型为［6］：

4 实例分析

本次出行调查地点选择在重庆市重要商业地区的停车场，公共交通站点及距离中心城市较远的公共交通换乘地区附近的停车场这些调查地点，具有一定的代表性。调查时间定为2015-04-13的7∶30～10∶00，采用现场发放问卷的形式。收回调查样本共为620份，经过筛选有效样本记为560份。

4.1 不同直接经济成本比下小汽车出行比例

利用统计分析软件，对调查的数据进行广义出行费用与居民出行方式选择的相关性分析。出行直接经济成本比表示往返一次小汽车的直接经济成本与往返一次公共交通（或公共交通换乘小汽车）的直接经济成本之比值，设比值为5、10、15、20、25五种情况；同理时间成本比设为1∶5、1∶3、1∶1三种情况。在只有小汽车与公共交通、小汽车与小汽车换乘公共交通这2种出行选择下，小汽车的出行选择比例变化如图2、图3所示。

图2 不同情况下小汽车与公共交通的出行选择比例

图3 不同情况下小汽车与小汽车换乘公共交通的出行选择比例

由图2、图3可以得出如下结论：

（1）随着广义出行费用比值的增大，居民选择小汽车出行的比例降低，公共交通、小汽车换乘公共交通的出行比例增大。

（2）当出行的时间成本比为1∶5，直接经济成本比为20时，小汽车转向公共交通的比例显著增加；直接经济成本比为15时，小汽车转向小汽车换乘公共交通的比例显著增加；当出行的直接经济成本比增加到为25时，出行比例趋于稳定趋势，此时应该采取措施增加公共交通的服务水平。

（3）当出行的时间成本比为1∶3，直接经济成本比为15时，小汽车转向公共交通的比例显著增多。

（4）当出行的时间成本比为1∶1时，直接经济成本比为5时，小汽车的出行比例就开始显著降低，公共交通和小汽车换乘公共交通的出行比例增加。

4.2 模型的标定

出行直接经济成本的支付方式对居民出行方式的选择有很大的影响。因此，将全部有效样本、个人支付直接经济样本、单位报销直接经济样本（即全部有效样本模型、个人支付样本模型、单位报销样本模型）分别进行标定。为了使用TransCAD对改进的Logit模型进行参数估计，此处的参数值是校正后标准的传统Logit模型的参数估计值，以便直观分析。具体如表2所示。

表2中，所有的t的绝对值大于1.96，在5%的显著性水平上，即有95%的把握认为相应的变量对选择概率是产生影响的。模型的优度比ρ2的值越接近1，其模型的精度越高。但在实践中ρ2的值达到0.2～0.4时，即可认为模型的精度相当高了。3个模型的优度比分别为0.210、0.192、0.236，表明了模型的有效性。

表2 交通方式选择模型标定结果

根据模型的系数，还可得出如下结论：

（1）在模型中，参数变量对应的系数都为负数，成本越大，该方式的出行选择率越小，这与实际情况相符合。

（2）由3种出行方式的参数估计值可知，小汽车出行者更加注重经济成本，其次是时间成本；公共交通出行者更加注重时间价值，其次是舒适性成本；因此，提高小汽车出行的经济成本，改善公共交通的服务水平，能够降低私家车出行比例，提高公共交通分担率。

（3）由3个模型的参数估计值可知，小汽车出行的直接经济成本参数估计值分别为-1.440、-1.883、-0.630，即直接经济成本的支付方式显著影响小汽车出行。对于各人支付直接经济成本的出行者，对直接经济成本的重视性明显高于单位报销的出行者。

（4）由3个模型的参数估计值可知，公共交通的直接经济成本参数估计值分别为-0.960、-1.131、-0.765，即公共交通出行的直接经济成本的支付方式对出行行为影响较小。因此公共交通的服务水平是提高该出行方式的关键因素。

4.3 停车费对出行方式选择影响分析

综上分析可知，提高小汽车的直接出行经济成本，提高公共交通服务水平是改善出行结构的良好措施。本文研究的小汽车出行的直接经济成本主要为停车费用，停车费用对于小汽车出行选择有关键性作用［7］。针对大多数中心商业地区的停车费用是5元/h，距离中心商业地区出行距离较远的出行换乘公共交通的停车费用是在3元/h的情况下，在SP出行调查中，设定了5种情况，以便研究不同的策略下小汽车出行比例的转移情况，具体如表3所示。

表3 不同收费组合下小汽车出行转移比例

根据表格可知，当中心商业地区的停车费用为15元/h，换乘地区的停车费用为10元/h时，小汽车的出行转移比例达到了20%。因此，制定合理的分区停车收费措施，对于引导出行行为，改善出行结构起着重要的作用。

5 结论

居民广义出行费用主要考虑了直接经济成本、时间成本、舒适性成本重要影响因素，把广义出行成本作为效用函数，对传统的Logit模型进行改进，建立新的Logit模型，因此可研究3种出行成本对居民出行方式选择的影响。通过对出行方式的广义出行费用进行分析，结果表明公共交通是低成本、高效率的出行方式，应对停车设施和收费分区发展，提高小汽车的广义出行费用，降低小汽车的出行比例，优化城市交通出行结构。该模型具体情况如下：

（1）该模型能够反映居民出行者对经济成本、时间需求、舒适性考虑，进行理性选择的情形，符合真实情况，具有有效性。

（2）根据出行广义费用，重点放在直接经济成本（停车费用、燃油费）、时间成本、舒适性成本上，建立了改进的Logit模型，使模型更加具有针对性、简单、直观、方便求解，有利于进行出行行为分析。

（3）该模型考虑的影响因素较少，个人经济收入情况、出行目的、停车时间等影响因素均对居民出行选择产生影响。

［1］葛昱，李伟，张秀媛.城市中心区内停车价格对出行行为的影响分析［J］.2010，40（3）:43-47.

［2］Goodwin P Cairns S，Dargay J，et al. Changing travel behavior ［R］. ESRC Transport Studies Unit，University College London，2004.

［3］ 杨忠伟，刘小明.城市交通出行成本对出行结构的影响［J］.交通运输系统工程与信息，2012，12（2）：21-26.

［4］齐彤岩，刘冬梅，刘莹.北京市居民出行时间成本研究［J］.公路交通科技，2008，25（6）：144-146.

［5］陈艳玲.公共交通与小汽车出行成本对比研究［D］.南京：南京林业大学，2009.

［6］ 杨利强，黄卫，张宁.基于广义费用的公共交通联乘优惠研究［J］.交通信息与安全，2009，27（3）：20-23.

［7］Transportation Elasticities. How prices and other factors affect travel behavior［R］. November 2011，Victoria transport policy institute.

Analysis of Travel Mode Choice Behavior of Urban Residents Based on Generalized Cost

He Suzhen
（School of Traffic & Transportation，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China）

Based on travel cost， time cost and comfort cost， the model of generalized trip cost for urban residents is established，the generalized travel cost function is used as a function of the utility to improve the traditional logit model， the travel behavior of residents from the perspective of generalized travel costs is studied. Parameter calibration of the improved logit model is conducted by TransCAD， the results indicate that the payment method of direct economic cost has great influence on the choice of the travel of the car， and the parking fee plays a key role.When the parking fee of CBD reached 15 yuan /h and parking fee of transfer area reached 10 yuan /h， car travel transfer ratio would reached 20%. Developing reasonable measures of parking fees and charges， increasing the generalized travel cost of car and improving the level of public transport services are effective to improve urban resident trip structure and to ease central area congestion.

trip mode； generalized cost； improved logit model； parking fee； travel mode share ratio

U491.1+4

A

1672-9889（2016）01-0079-05

何素贞（1990-），女，河南平顶山人，硕士研究生，研究方向为交通运输规划与管理。

2015-07-10）