基于出行者生理心理特性的軌道交通與道路公交換乘研究

白維雅 陳義華 錢(qián) 倩

（重慶大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，401331，重慶∥第一作者，碩士研究生）

國(guó)外大城市解決城市交通問(wèn)題的成功經(jīng)驗(yàn)為：發(fā)展以軌道交通為骨干，以道路公交為主體的公共交通體系，為城市居民提供安全、快速、舒適的公共交通，引導(dǎo)城市居民使用公共交通系統(tǒng)。這也是我國(guó)大城市解決交通問(wèn)題的惟一途徑。當(dāng)前，我國(guó)大部分城市仍然是以道路公交為主，隨著軌道交通的建設(shè)，為實(shí)現(xiàn)公共交通一體化發(fā)展，就要有效引導(dǎo)出行者選擇軌道交通與道路公交的換乘，增加換乘量。本文通過(guò)分析出行者的生理心理特性，建立了軌道交通站點(diǎn)的間接吸引范圍，并提出了引導(dǎo)軌道交通與道路公交換乘的策略，體現(xiàn)出以人為本的理念，對(duì)加快一體化公共交通建設(shè)有重要意義。

1 基于出行者生理特性的軌道交通站點(diǎn)吸引范圍

1.1 基于出行者生理特性的出行時(shí)間

出行者為完成出行行為需要不斷消耗自身的能量，當(dāng)能量消耗達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)使出行者感到疲勞、厭煩。因此可通過(guò)研究能量消耗指標(biāo)來(lái)衡量出行者的生理負(fù)荷情況。

文獻(xiàn)［1］對(duì)出行者的個(gè)體行為生理特性進(jìn)行了深入研究，計(jì)算出不同出行方式下的出行者單位時(shí)間總能耗（見(jiàn)表1），并根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)計(jì)算出不同出行方式下的理論出行可持續(xù)時(shí)間，但是與實(shí)際情況存在差距。為了結(jié)合實(shí)際，作者根據(jù)成都市出行者調(diào)查，給出了在5min休息時(shí)間能恢復(fù)常態(tài)的理想狀態(tài)下，不同出行行為的可持續(xù)時(shí)間（見(jiàn)表2）。

表1 不同出行方式下出行者單位時(shí)間總耗能 kJ／min

針對(duì)重慶市影響耗能的因素分析，仍將恢復(fù)時(shí)間定為5min，且軌道交通的5min恢復(fù)時(shí)間下的行為持續(xù)時(shí)間與道路公交的相差不大。

表2 5min恢復(fù)時(shí)間下的行為持續(xù)時(shí)間 min

1.2 5min恢復(fù)理想狀態(tài)下的軌道交通站點(diǎn)吸引范圍

目前，確定軌道交通站點(diǎn)的直接吸引范圍與間接吸引范圍的最典型的例子，就是北京市地鐵5號(hào)線根據(jù)土地利用在客流預(yù)測(cè)過(guò)程中的研究結(jié)果：在5號(hào)線兩側(cè)取垂直距離750m劃出一次吸引范圍，取垂直距離3km劃出二次吸引范圍［2］。其次，文獻(xiàn)［3］根據(jù)我國(guó)城市軌道交通以道路公交換乘為主的現(xiàn)狀，以及城市發(fā)展對(duì)軌道交通客流預(yù)測(cè)影響，構(gòu)建道路公交影響下軌道交通站點(diǎn)吸引區(qū)域模型。本文從以人為本的角度出發(fā)，將5min疲勞恢復(fù)時(shí)間視為理想狀態(tài)，研究以軌道交通站點(diǎn)為起點(diǎn)的道路公交可達(dá)距離，并作為軌道交通站點(diǎn)的間接吸引范圍。根據(jù)重慶市軌道交通與道路公交運(yùn)行車(chē)速調(diào)查，主城區(qū)道路公交高峰小時(shí)平均運(yùn)營(yíng)車(chē)速為21.54 km／h?？紤]到軌道交通與道路公交之間換乘有換乘步行及候車(chē)時(shí)間，這個(gè)過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生能量消耗，因此，根據(jù)以往的出行調(diào)查數(shù)據(jù)，將換乘步行與候車(chē)的時(shí)間之和定為5min。由表1及表2中的數(shù)據(jù)，可得理想狀態(tài)下道路公交可達(dá)距離（見(jiàn)表3）。

表3 理想狀態(tài)下道路公交可達(dá)距離 km

表3中可達(dá)距離主要集中在2～6km，其平均值為3.11km。即確定了在軌道交通站點(diǎn)為中心的區(qū)域內(nèi)，理想狀態(tài)下道路公交可達(dá)的3.11km范圍為軌道交通站點(diǎn)的間接吸引范圍。以上數(shù)據(jù)只是基于出行者生理特征的理論值，且與北京市地鐵5號(hào)線的客流預(yù)測(cè)結(jié)果“在5號(hào)線兩側(cè)取垂直距離在3 km劃出二次吸引范圍”基本一致。

重慶市2009年主城區(qū)居民出行調(diào)查顯示，主城區(qū)的居民平均一次出行耗時(shí)32.1min。在居民出行方式中，步行方式平均出行耗時(shí)18.2min，道路公交方式平均出行耗時(shí)45.6min，軌道交通方式平均出行耗時(shí)28.9min。結(jié)合理論結(jié)果可知，在實(shí)際出行中，部分出行者由軌道交通換乘道路公交后的出行距離顯然會(huì)超過(guò)上述距離，而且隨著軌道交通對(duì)城市空間演化的影響，軌道交通的間接吸引范圍還會(huì)擴(kuò)大。

2 基于前景理論的出行方式選擇模型建立

根據(jù)前景理論，出行者將按照以下過(guò)程進(jìn)行決策：（1）出行者主觀感知各出行方式的出行費(fèi)用；（2）出行者依據(jù)參照點(diǎn)判斷各出行方式可能帶來(lái)的“收益”與“損失”；

（3）出行者根據(jù)價(jià)值函數(shù)以及概率權(quán)重函數(shù)比較各出行方式的前景值，選擇具有最大前景值的出行方式完成出行。

2.1 出行者決策節(jié)點(diǎn)、決策時(shí)刻以及參考點(diǎn)選取

本文研究的目的是通過(guò)提高軌道交通與道路公交之間的換乘，加快實(shí)現(xiàn)城市公共交通的一體化。因此主要針對(duì)中長(zhǎng)距離出行的出行者，研究的出行方式為軌道交通與道路公交換乘，以及采用其他方式出行。由于軌道交通的準(zhǔn)點(diǎn)率高，故將出行者的決策節(jié)點(diǎn)定為軌道交通換乘道路公交的換乘點(diǎn)，決策時(shí)刻定為出行者到達(dá)換乘站的時(shí)刻，參考點(diǎn)定為5min恢復(fù)時(shí)間下的行為持續(xù)時(shí)間（10min）與換乘時(shí)間（5min）之和，即15min。

2.2 模型建立

出行者將換乘道路公交主觀估計(jì)出行時(shí)間與參考點(diǎn)相比較，以權(quán)衡“收益”與“損失”。

設(shè)tp為出行者主觀估計(jì)選擇路徑后的“收益”或“損失”，則：

式中：

t0——參考點(diǎn)，t0＝15min；

tarrival——估計(jì)到達(dá)時(shí)間。

價(jià)值函數(shù)采用Tversky和Kahnemam提出的形式，出行者在決策階段的價(jià)值函數(shù)為：

式中：

α——風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度系數(shù)，0＜α＜1。α越大表示出行者越傾向于冒險(xiǎn)，當(dāng)α＝1時(shí)，表示出行者為風(fēng)險(xiǎn)中立者；

λ——損失規(guī)避系數(shù)，若λ＞1，表示出行者對(duì)損失更加敏感。

根據(jù) Kahneman等的標(biāo)定，當(dāng)α＝0.88，λ＝2.25時(shí)，與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)較為一致。

按照，Kahneman在1992年提出的概率權(quán)重函數(shù)形式，概率權(quán)重計(jì)算如下：

其中，p為出現(xiàn)某種結(jié)果的預(yù)估概率。Kahneman根據(jù)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定［4］γ＝0.61，δ＝0.69。

假設(shè)選擇路徑P時(shí)，可能出現(xiàn)的時(shí)間結(jié)果構(gòu)成的集合為X，xk∈X 代表某種“收益”或“損失”。根據(jù)各種可能的結(jié)果，按增序排列得到各個(gè)結(jié)果的下標(biāo)［4］。當(dāng)下標(biāo)為零時(shí)，代表既無(wú)“收益”也無(wú)“損失”，即為x0＝0。當(dāng)i＞0時(shí)，xi＞0，此時(shí)代表“收益”；當(dāng)i＜0時(shí)，xi＜0，此時(shí)代表“損失”。則前景值計(jì)算如下：

根據(jù)前景值的判斷，出行者可以做出是否采用軌道交通換乘道路公交這一出行方式的判斷。

3 出行心理特性

3.1 出行心理

心理過(guò)程［1］即心理活動(dòng)的過(guò)程，是心理現(xiàn)象的不同形式對(duì)現(xiàn)實(shí)的動(dòng)態(tài)反應(yīng)。對(duì)城市客運(yùn)交通系統(tǒng)出行行為而言，出行心理即出行者的心理活動(dòng)，是由客觀的交通活動(dòng)引起的，是通過(guò)一系列的生理變化實(shí)現(xiàn)的，并且表現(xiàn)在出行者的出行活動(dòng)過(guò)程中，具體如圖1所示。

重慶市2005年輕軌2號(hào)線出行調(diào)查結(jié)果顯示，在熟知軌道交通安全、快捷、舒適、準(zhǔn)時(shí)等特點(diǎn)的前提下，2號(hào)線交通需求調(diào)查區(qū)域內(nèi)居民對(duì)各種交通方式的選擇比例分別為：輕軌71.8%，公交車(chē)15.8%，出租車(chē)3.1%，私家車(chē)3.5%，其他5.9%。而對(duì)“如果輕軌能縮短你半個(gè)小時(shí)的出行時(shí)間，你是否愿意為此額外支付1元費(fèi)用”的調(diào)查的結(jié)果顯示，居民對(duì)其接受的比例為87%。以上調(diào)查結(jié)果都顯示心理活動(dòng)對(duì)出行選擇的影響力。

圖1 出行者行為心理活動(dòng)過(guò)程

3.2 出行心理對(duì)出行換乘行為的影響

調(diào)查顯示，在熟知各種交通工具特性的條件下，出行者選擇交通方式的心理過(guò)程實(shí)際是消費(fèi)者選擇行為［5］?；谄谕в美碚?，出行者選擇期望效用最小的出行方式。

因此，對(duì)于首次選擇軌道交通換乘道路公交作為出行方式的出行者來(lái)說(shuō)，出行過(guò)程是否通暢，換乘距離是否合理，是否能夠迅速找到換乘站點(diǎn)，換乘等待時(shí)間是否過(guò)長(zhǎng)，出行費(fèi)用能否接受等，都會(huì)影響出行者的認(rèn)知過(guò)程、情感過(guò)程以及意志過(guò)程，進(jìn)而影響其期望效用。如果出行者對(duì)此次出行不滿(mǎn)意，就會(huì)在以后的出行過(guò)程中拒絕選擇這種出行方式，并影響其周?chē)鲂姓咦龀鐾瑯拥臎Q定；反之，則會(huì)逐漸接受該換乘出行并誘導(dǎo)周?chē)鲂姓哌x擇此換乘出行。

由此可知，為了吸引更多的出行者選擇軌道交通與道路公交換乘出行，就要努力減少換乘時(shí)間與換乘距離，并爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)換乘協(xié)調(diào)。

4 出行生理心理的換乘出行策略（以重慶市為例）

目前重慶市主城區(qū)運(yùn)營(yíng)的軌道交通線路為輕軌2號(hào)線，另有在建軌道交通線路3條。預(yù)計(jì)2014年主城區(qū)將形成1、2、3、6號(hào)線的軌道交通骨干網(wǎng)絡(luò)。因此，在由軌道交通提高公共交通出行量的同時(shí)，也要加強(qiáng)軌道交通與道路公交的換乘協(xié)調(diào)，提高換乘量，以達(dá)到提高公共交通的出行量，促進(jìn)一體化公共交通建設(shè)的目的。根據(jù)以上分析，可以通過(guò)實(shí)施以下策略提高換乘量：

（1）設(shè)計(jì)人性化設(shè)施。其一，在換乘站附近或換乘站內(nèi)設(shè)立適量的休息座椅，供換乘者休息以恢復(fù)體力；其二，在已有及在建軌道交通站點(diǎn)3.11km范圍內(nèi)，設(shè)立軌道交通信息資訊平臺(tái)，使居民熟悉軌道交通，并認(rèn)識(shí)換乘的方便性。

（2）完善軌道交通站點(diǎn)換乘信息。首先在軌道交通站點(diǎn)500m范圍內(nèi)的醒目位置，標(biāo)注軌道交通站點(diǎn)并指引進(jìn)入站點(diǎn)的通道；其次在軌道交通進(jìn)站與出站口附近，詳細(xì)介紹換乘道路公交站點(diǎn)信息與車(chē)次等，并建立完備的交通引導(dǎo)信息系統(tǒng)，從而減少換乘步行距離及換乘時(shí)間，努力做到無(wú)縫換乘。輕軌2號(hào)線大坪站位于2號(hào)線的中心位置，有通道與1號(hào)線進(jìn)行換乘，且道路公交線路發(fā)達(dá)，重慶骨干道路公交線路都經(jīng)過(guò)此處，這就需要完備的換乘引導(dǎo)設(shè)施及詳細(xì)的換乘引導(dǎo)信息，從而提高換乘客流量，促進(jìn)大坪的飛速發(fā)展。

（3）落實(shí)換乘票價(jià)優(yōu)惠政策。通過(guò)宣傳并落實(shí)票價(jià)優(yōu)惠政策（軌道交通出站的刷卡時(shí)間距乘公交車(chē)的刷卡時(shí)間在60min內(nèi)，乘客持同一張交通卡從軌道交通換乘實(shí)施優(yōu)惠線路范圍內(nèi)的道路公交，可享受公交票價(jià)的五折優(yōu)惠），使更多的居民對(duì)軌道交通與道路公交之間換乘的便利性有更深刻的認(rèn)識(shí)。

（4）實(shí)現(xiàn)軌道交通與休閑娛樂(lè)一體化。例如，在2號(hào)線動(dòng)物園站內(nèi)設(shè)置動(dòng)物園的詳細(xì)簡(jiǎn)介，方便休閑出行的旅客；在建3號(hào)線的南坪站以及南山植物園附近應(yīng)詳細(xì)介紹軌道交通線路與道路公交線路，讓居民了解換乘的優(yōu)點(diǎn)，引導(dǎo)居民選擇軌道交通與道路公交換乘出行。

5 結(jié)語(yǔ)

重慶市軌道交通將在2014年基本形成網(wǎng)絡(luò)化，因此，要加強(qiáng)軌道交通文化宣傳［6］，努力將軌道交通融入到市民的日常生活。本文提出的軌道交通站點(diǎn)間接吸引范圍，對(duì)加快軌道交通與道路公交的換乘，實(shí)現(xiàn)城市公共交通一體化建設(shè)及“暢通重慶”、“半小時(shí)主城”等目標(biāo)均具有重要的意義。為了加快實(shí)現(xiàn)公共交通一體化，研究軌道交通與道路公交的協(xié)調(diào)換乘仍是今后一項(xiàng)有重要意義的工作。

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［3］ 軒宏偉，王華蘭，顏月霞.道路公交影響下的軌道交通吸引范圍研究［J］.鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2007，29（7）：61.

［4］ 趙凜，張星臣.基于“前景理論”的路徑選擇行為建模及其實(shí)例分析［J］.土木工程學(xué)報(bào)，2007，40（7）：82.

［5］ 金寶輝.交通出行行為分析［D］.成都：西南交通大學(xué)，2004.

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