翁劍成 涂 強(qiáng) 林鵬飛 徐 碩

(北京工業(yè)大學(xué)交通工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1) 北京 100124) (北京市運(yùn)輸管理技術(shù)支持中心2) 北京 100073)

票價(jià)調(diào)整對(duì)公交出行者出行選擇的影響分析*

翁劍成1)涂 強(qiáng)1)林鵬飛1)徐 碩2)

(北京工業(yè)大學(xué)交通工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1)北京 100124) (北京市運(yùn)輸管理技術(shù)支持中心2)北京 100073)

分析了公共交通調(diào)價(jià)前后客運(yùn)量的宏觀時(shí)空變化特征，開(kāi)展面向公交出行者的出行選擇調(diào)查.結(jié)果表明，公交票價(jià)調(diào)整對(duì)公共交通通勤出行者和非通勤出行者的影響程度和出行方式轉(zhuǎn)移特征具有顯著差異.以公交出行者刷卡時(shí)空特征向量為基礎(chǔ)，提出了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的通勤出行者判別方法，并利用北京市每日約1 300萬(wàn)的多模式公共交通刷卡數(shù)據(jù)，較精確地實(shí)現(xiàn)了通勤出行者和非通勤出行者的類(lèi)型劃分，分類(lèi)準(zhǔn)確度達(dá)到94.24%.利用不同時(shí)期的個(gè)體出行數(shù)據(jù)，定量分析了公共交通票制票價(jià)調(diào)整對(duì)通勤和非通勤出行者的出行頻次、公交出行方式選擇的短期和長(zhǎng)期影響差異.短期影響看，通勤出行者中地鐵出行和地面公交出行次數(shù)明顯下降的人數(shù)比例分別為14.90%和25.47%，3.73%的通勤出行者存在軌道交通向地面公交的轉(zhuǎn)移；而非通勤出行者中，軌道交通和地面公交出行次數(shù)明顯下降的人數(shù)比例分別為21.32%和26.96%，非通勤出行者軌道出行的下降比例顯著高于通勤出行者.長(zhǎng)期影響看，僅有4.15%的軌道交通通勤出行者出行次數(shù)依然有明顯下降，而依然有35%左右的出行者地面公交出行次數(shù)較調(diào)價(jià)前顯著下降，表明調(diào)價(jià)對(duì)地面公交出行者的影響更具有持續(xù)性.

公共交通；票價(jià)調(diào)整；通勤出行者；機(jī)器學(xué)習(xí)；出行選擇

0 引 言

國(guó)內(nèi)在公共交通票價(jià)調(diào)整對(duì)居民出行影響方面的研究主要集中于宏觀客流特征的變化分析.周志華等[1]針對(duì)2008年底廣州公交票價(jià)調(diào)整對(duì)軌道客流的影響分析較為典型.其主要的方法是根據(jù)調(diào)價(jià)前后的軌道客流統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)展開(kāi)對(duì)比分析，以探究調(diào)價(jià)對(duì)軌道客流的不同特征的影響.此方法可以從宏觀層面對(duì)調(diào)價(jià)的影響進(jìn)行整體把握，卻難以體現(xiàn)調(diào)價(jià)對(duì)不同出行類(lèi)型人群的影響的差異性.賀崇明等[2]則主要通過(guò)票價(jià)敏感性分析，建立模型對(duì)比不同票價(jià)調(diào)整方案對(duì)廣州軌道客運(yùn)量的影響，并強(qiáng)調(diào)了票價(jià)對(duì)于調(diào)節(jié)公共交通出行量的作用.

隨著公交IC卡的廣泛應(yīng)用，研究人員開(kāi)始著眼于海量公交刷卡數(shù)據(jù)的特征分析和數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)的研究.Agard等[3-4]指出智能公交卡數(shù)據(jù)分析有助于更好地理解公交出行者的行為.Jang[5]對(duì)于乘客公共交通出行時(shí)間及換乘特征進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析并且繪制了行程時(shí)間-空間分布圖.該研究利用公交IC卡數(shù)據(jù)分析了換乘時(shí)間、換乘需求等因素的空間分布，對(duì)于公共交通線網(wǎng)服務(wù)水平的提升有所幫助.Seaborn等[6]基于倫敦市的公共交通智能卡數(shù)據(jù)對(duì)公交與公交、公交與地鐵，以及地鐵與公交這三種換乘關(guān)系之間出行階段連接的時(shí)間閾值進(jìn)行了研究，形成了完整的出行鏈連接.基于此，對(duì)每日公共交通的出行鏈總數(shù)、每人的日均出行鏈數(shù)、每條出行鏈所包含的出行階段數(shù)、公交與地鐵的混合出行數(shù)等進(jìn)行了詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析.

對(duì)公共交通出行特征的研究主要聚焦于公交刷卡信息的處理與分析.尹長(zhǎng)勇等[7]提出基于聚類(lèi)分析方法的公交上車(chē)站點(diǎn)的客流匹配方法，考慮到乘坐同一車(chē)次的乘客的刷卡數(shù)據(jù)在時(shí)間上具有一定的集中性，由此出發(fā)設(shè)定合理閾值，將公交IC卡數(shù)據(jù)按照刷卡時(shí)間進(jìn)行聚類(lèi)，再與公交運(yùn)營(yíng)時(shí)刻表加以匹配，從而獲得較為準(zhǔn)確的上車(chē)站點(diǎn)信息.董曉晶等[8]研發(fā)出基于GIS的公交IC卡數(shù)據(jù)處理及分析系統(tǒng).該系統(tǒng)可以通過(guò)連續(xù)兩條刷卡紀(jì)錄的交易時(shí)間判斷其是否在指定范圍內(nèi)，之后再基于GIS判斷這兩條紀(jì)錄所乘交通工具是否為換乘，從而實(shí)現(xiàn)基于公共交通IC卡數(shù)據(jù)判斷不同公共交通工具間的換乘關(guān)系.龍瀛等[9]利用連續(xù)1周公交IC卡刷卡數(shù)據(jù)(不含軌道交通AFC刷卡數(shù)據(jù)及單次刷卡的公交刷卡數(shù)據(jù))，建立了表示持卡人一次乘車(chē)過(guò)程的、用于識(shí)別通勤出行的出行模型以及表示持卡人在某一地點(diǎn)的開(kāi)始和持續(xù)時(shí)間的、用于識(shí)別出行者職住地的PTD(position time duration)模型.

總體而言，以往基于海量刷卡信息的研究采用單一模式的公交刷卡數(shù)據(jù)，研究數(shù)據(jù)的覆蓋人群和規(guī)模偏小，而且樣本選擇中對(duì)于通勤和非通勤出行者的特征差異考慮不足，未能細(xì)化研究不同類(lèi)型出行人群的出行規(guī)律及影響特征.

文中在對(duì)調(diào)價(jià)前后公共交通客運(yùn)量變化展開(kāi)宏觀特征分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果，基于海量公交刷卡數(shù)據(jù)，引入機(jī)器學(xué)習(xí)方法實(shí)現(xiàn)基于個(gè)體刷卡數(shù)據(jù)特征的公共交通通勤與非通勤出行人群科學(xué)劃分.從短期、中期和長(zhǎng)期多個(gè)視角，分別針對(duì)通勤和非通勤出行者的整體出行特征、出行方式選擇行為和出行頻次進(jìn)行全樣本的數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)評(píng)估公共交通票價(jià)調(diào)整對(duì)公共交通出行者出行特征的影響.

1 票價(jià)調(diào)整對(duì)公共交通客運(yùn)量影響的宏觀特征分析

選取調(diào)價(jià)前、調(diào)價(jià)1周后、調(diào)價(jià)3個(gè)月后、調(diào)價(jià)10個(gè)月后的四個(gè)階段，即2014年11月27日—12月22日，2015年1月8日—2月2日，2015年3月5—30日及2015年10月8日—11月2日的公共交通客運(yùn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比分析公共交通客運(yùn)量的宏觀時(shí)空變化.為消除月份變化對(duì)于公交客運(yùn)量的影響，利用2013和2014年度2年的公共交通日客運(yùn)總量計(jì)算公交客運(yùn)量月變系數(shù)(年平均日客運(yùn)量與某一月的月平均日客運(yùn)量之比).結(jié)合變化規(guī)律穩(wěn)定的公交客運(yùn)量月變系數(shù)在一定程度上消除月變因素對(duì)客運(yùn)量的影響.

宏觀的客運(yùn)量數(shù)據(jù)分析表明(見(jiàn)表1)，北京公交票價(jià)調(diào)整對(duì)居民的出行影響較為明顯，對(duì)地面公交出行的影響比軌道更長(zhǎng)遠(yuǎn)，對(duì)軌道交通休息日的出行影響大于工作日.

表1 公共交通客運(yùn)量變化率(與2014年底調(diào)價(jià)前的數(shù)據(jù)相比) %

為了掌握個(gè)體出行選擇行為的微觀差異，研究開(kāi)展了公共交通出行選擇行為的出行調(diào)查.為兼顧不同出行距離、出行目的的公共交通出行者，實(shí)地調(diào)查地點(diǎn)包括北京市居住、商務(wù)和混合用地等不同類(lèi)型區(qū)域的站點(diǎn)附近.回收總體有效樣本440份，通勤與非通勤出行者的比例約為1.5∶1.結(jié)果顯示，公共交通通勤與非通勤出行者在出行時(shí)耗、出行時(shí)刻、出行距離等方面差異明顯.Pearson Chi-Square檢驗(yàn)表明，調(diào)價(jià)后兩者出行方式變化也具有顯著差異(Sig.<0.05).相對(duì)于非通勤出行者，通勤出行者由軌道轉(zhuǎn)向地面公交出行的比例更大，調(diào)價(jià)對(duì)于通勤出行者軌道出行的影響明顯小于非通勤出行者.

初步分析表明，北京公交調(diào)價(jià)對(duì)居民出行影響較大，且對(duì)通勤和非通勤出行者的影響存在明顯差異，需分別探究調(diào)價(jià)對(duì)不同人群出行方式選擇的影響.

2 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

公共交通的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)主要可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，包含公交IC刷卡數(shù)據(jù)、地鐵AFC刷卡數(shù)據(jù)等，全市每天約有1 300萬(wàn)人次的刷卡數(shù)據(jù)；另一類(lèi)為靜態(tài)數(shù)據(jù)，包含公交線路、軌道站點(diǎn)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù).王月玥[10]在基于多源數(shù)據(jù)提取個(gè)體出行過(guò)程的研究中，完成了公共交通多源數(shù)據(jù)的預(yù)處理、公交出行過(guò)程的匹配以及公共交通出行鏈的提取，為研究提供了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ).

原始刷卡數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理整合后的數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.

在表2中，對(duì)公共交通多源數(shù)據(jù)進(jìn)行了整合，其出行模式中的R代表地鐵出行，B代表地面公交出行.不同刷卡次數(shù)出行人數(shù)頻率分布見(jiàn)圖1.

表2 公共交通個(gè)體出行階段整合表

圖1 不同日均刷卡次數(shù)出行人數(shù)頻率分布圖

3 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的公共交通通勤出行者判別方法

文中定義上下班或上下學(xué)主要使用公共交通的出行人為公共交通通勤出行者，反之則為公共交通非通勤出行者，通過(guò)調(diào)查征集了978位已知公共交通出行類(lèi)別(通勤或非通勤)的出行人的一卡通卡號(hào)，利用一卡通編號(hào)字段實(shí)現(xiàn)調(diào)查數(shù)據(jù)與刷卡數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)匹配.

以海量公交刷卡數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合問(wèn)卷調(diào)查中采集到的已知出行類(lèi)別和公交卡號(hào)的出行者的出行信息建立SVM分類(lèi)器，該分類(lèi)器可針對(duì)有限的樣本情況，其目標(biāo)是得到現(xiàn)有信息下的全局最優(yōu)解[11-12].由于從問(wèn)卷調(diào)查中獲得的用于進(jìn)行訓(xùn)練的樣本數(shù)有限，與SVM分類(lèi)器尤其適用于有限樣本的特點(diǎn)相匹配，因此選用SVM分類(lèi)器作為進(jìn)行通勤出行者判別的核心方法.

3.1 特征值的選取

為了將通勤與非通勤出行者的刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行鑒別與分類(lèi)，從刷卡記錄的眾多數(shù)據(jù)項(xiàng)中選取特征值，用以判斷該用戶是否為通勤出行者.

公共交通的通勤出行主要有以下特點(diǎn)：①通勤出行往返性；②出行時(shí)間規(guī)律性；③模式選擇固定性；④線路選擇多樣性.前期現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的結(jié)果顯示，公共交通通勤與非通勤出行人群在出行時(shí)間方面差異顯著；且通勤出行者的出行在空間特征方面相對(duì)穩(wěn)定，非通勤出行者的出行起訖點(diǎn)相對(duì)變化較大.因此，可以將上、下車(chē)刷卡時(shí)間、上、下車(chē)線路、站點(diǎn)均可作為通勤出行人群鑒別的特征值.

對(duì)原始公交刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)特征提取，將每位出行者一天內(nèi)可能刷卡的時(shí)段定為早上5:00至晚上23:00(該時(shí)段內(nèi)包含絕大部分公交車(chē)和地鐵的運(yùn)營(yíng)時(shí)段).為使不同樣本有統(tǒng)一的格式和元素對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此將每天公交運(yùn)營(yíng)的18 h，以0.5 h為間隔劃分，每個(gè)單元分別記錄持卡人的刷卡信息(起始線路、起始站點(diǎn)、終止線路和終止站點(diǎn))，若單元內(nèi)沒(méi)有刷卡記錄，則各向量值全部置為0.

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)核對(duì)，30 min的最小時(shí)間段劃分可滿足出行者的刷卡數(shù)據(jù)記錄需求，少部分出行者(約3%)在0.5 h內(nèi)有多次刷卡，此處保證同一條出行鏈的起始和終止站點(diǎn)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，中間數(shù)據(jù)則可能有部分缺失.此類(lèi)數(shù)據(jù)的丟失對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)律的影響較小，基本不影響對(duì)于通勤出行者的鑒別判斷.

刷卡時(shí)段的劃分可以用于確定刷卡時(shí)間，因此將上、下車(chē)刷卡時(shí)間從6個(gè)基本的特征值中剔除，以進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)維度，提升分類(lèi)器效率.最終確定的特征值為：上車(chē)線路、上車(chē)站點(diǎn)、下車(chē)線路、下車(chē)站點(diǎn).

3.2 訓(xùn)練集和測(cè)試集的建立

在數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選出與已知出行類(lèi)別的出行者公交卡卡號(hào)相匹配的出行人連續(xù)5個(gè)工作日的所有刷卡信息，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)特征提取，建立訓(xùn)練集和測(cè)試集.該集合共包括978位已知是否為公共交通通勤出行者的出行人在連續(xù)5個(gè)工作日的刷卡信息特征值.其中，正樣本(即通勤者樣本)數(shù)量為481；負(fù)樣本(非通勤者樣本)數(shù)量為497.將所有公交和地鐵線路進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，全部進(jìn)行數(shù)據(jù)值化.則該集合可表示為

T={(x1,y1),…，(x978，y978)}，xi∈R720

式中:xi∈R720，是由每位出行者在某一周內(nèi)5個(gè)工作日刷卡所產(chǎn)生的全部特征值;y為該出行者是否為公共交通通勤出行者，1為是，0為否.

3.3 訓(xùn)練方法及結(jié)果

訓(xùn)練方法包含數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和模型選用三個(gè)環(huán)節(jié).

1) 將全部978個(gè)樣本按照7∶3的比例隨機(jī)選取分為訓(xùn)練集和測(cè)試集，即訓(xùn)練集樣本數(shù)為683，測(cè)試集樣本數(shù)為295.其中，訓(xùn)練集和測(cè)試集的正樣本與負(fù)樣本的比例約為1∶1.

2) 選取Z-score標(biāo)準(zhǔn)化方法，步驟為：①求出訓(xùn)練集樣本每個(gè)屬性的平均值，然后所有樣本的屬性減去對(duì)應(yīng)屬性的平均值；②求出訓(xùn)練集樣本每個(gè)屬性的標(biāo)準(zhǔn)差，然后所有樣本的屬性除以對(duì)應(yīng)屬性的標(biāo)準(zhǔn)差.最后對(duì)樣本刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行矩陣化和參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化處理.

3) 利用樣本數(shù)據(jù)對(duì)適用性較好的幾種核函數(shù)進(jìn)行了訓(xùn)練與測(cè)試，包括線性核函數(shù)、多項(xiàng)式核函數(shù)、徑向基核函數(shù)、傅里葉核函數(shù)和Sigmoid核函數(shù)，并參考相關(guān)文獻(xiàn)利用libsvm工具箱中的gridregression.py搜索參數(shù)C(懲罰因子)的最優(yōu)值[13].通過(guò)多組的樣本數(shù)據(jù)訓(xùn)練與測(cè)試，線性核函數(shù)對(duì)于公共交通刷卡數(shù)據(jù)適用性最好，因此，以線性核函數(shù)為核函數(shù)，參數(shù)C為1.0，優(yōu)化方法采用SMO，建立了SVM分類(lèi)模型，分類(lèi)效果見(jiàn)表3.

表3 不同核函數(shù)分類(lèi)結(jié)果

使用線性SVM分類(lèi)模型對(duì)測(cè)試集進(jìn)行分類(lèi)的正確率(94.24%)最高且穩(wěn)定.分類(lèi)結(jié)果分布見(jiàn)圖2.

結(jié)果表明，分類(lèi)結(jié)果為正樣本分布均勻，并且正負(fù)樣本集中區(qū)有一定的間隔距離.該分類(lèi)器對(duì)于公共交通通勤及非通勤出行人群的分類(lèi)具有較高的精度.利用該分類(lèi)器對(duì)所有出行者樣本進(jìn)行分類(lèi)表明，在工作日通勤出行者占比約為60%，與以往相關(guān)研究結(jié)論吻合.

4 公交票價(jià)調(diào)整對(duì)不同出行人群出行特征影響分析

4.1 公共交通不同類(lèi)型出行者出行特征差異分析

利用分類(lèi)結(jié)果，分析不同出行人群出行特征差異.采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)對(duì)通勤與非通勤出行人群的出行距離、時(shí)耗的差異進(jìn)行顯著性分析.結(jié)果表明，通勤與非通勤出行人群在出行距離方面整體差異不明顯(Sig值大于0.05)，其中通勤出行距離在10～20 km區(qū)間較為集中，均值約為19.1 km.兩者出行距離差異主要體現(xiàn)在局部，非通勤出行人群短程(<5 km)出行人數(shù)比例明顯大于通勤出行人群(見(jiàn)圖3).另一方面，兩者的出行時(shí)耗整體差異顯著(Sig值小于0.05)，均值分別約為39.84 min(通勤)和34.64 min(非通勤)，見(jiàn)圖4.在出行距離相近的情況下，可推測(cè)其顯著差異主要由于出行效率的差別.

圖3 公共交通通勤、非通勤出行者出行距離分布

圖4 公共交通非通勤、非通勤出行者出行時(shí)耗分布

在公交刷卡人數(shù)的時(shí)間分布方面，研究分析了公共交通通勤出行者及非通勤出行者出行時(shí)刻分布特征，見(jiàn)圖5.由圖5可知，對(duì)通勤出行人群而言，每日早07:00-09:00、晚17:00-19:00時(shí)段為明顯的客流高峰時(shí)段，同時(shí)，早高峰壓力高于晚高峰.通勤出行人群的高峰時(shí)段刷卡人次數(shù)占全天所有出行人刷卡人次總數(shù)的38.34%.與之相比，非通勤出行人群的出行時(shí)刻呈現(xiàn)出巨大的差異性，從早05:00起，非通勤出行人數(shù)逐漸增加，至早09：00到達(dá)較高水平并保持平穩(wěn)態(tài)勢(shì)至晚19:00，之后非通勤出行人次逐漸減少.以上出行時(shí)刻的分布特征與出行者問(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果基本吻合.

圖5 公共交通通勤、非通勤出行者刷卡人次時(shí)間分布特征

4.2 公交調(diào)價(jià)對(duì)不同類(lèi)型出行者整體出行特征影響分析

提取對(duì)比2014年12月1—27日(調(diào)價(jià)前)，2015年1月5—31日(調(diào)價(jià)一周后，評(píng)估調(diào)價(jià)的短期影響特征)，2015年12月7日—2016年1月6日(調(diào)價(jià)一年后，評(píng)估調(diào)價(jià)的長(zhǎng)期影響特征)公共交通通勤、非通勤出行者的軌道及公交刷卡次數(shù)，每天全市的公共交通刷卡人數(shù)約為530萬(wàn)人，經(jīng)SVM分類(lèi)器分類(lèi)后，通勤與非通勤出行人占比分別約為60%和40%.通過(guò)分析不同刷卡次數(shù)變化幅度的人數(shù)分布，與調(diào)價(jià)前一個(gè)月相比，將調(diào)價(jià)后一個(gè)月內(nèi)出行人的軌道或公交刷卡次數(shù)變化比例大于40%作為判斷其出行方式發(fā)生顯著變化的閾值.

1) 通勤出行者 調(diào)價(jià)的短期影響看，分別有14.90%和25.47%的公共交通通勤出行者，軌道交通和地面公交出行次數(shù)顯著下降，調(diào)價(jià)對(duì)通勤出行者的公交出行影響更為明顯.進(jìn)一步的個(gè)體出行數(shù)據(jù)分析表明，軌道交通出行次數(shù)顯著減少的通勤出行者中，約有25.07%的出行人轉(zhuǎn)移到了公交出行.調(diào)價(jià)的長(zhǎng)期影響看，約有34.87%的通勤出行者的地面公交出行次數(shù)出現(xiàn)顯著下降，而僅有4.15%的通勤出行者軌道交通出行次數(shù)出現(xiàn)顯著下降，地面公交與軌道的差異性進(jìn)一步顯著.可見(jiàn)，調(diào)價(jià)對(duì)地面公交出行的影響更長(zhǎng)遠(yuǎn)，伴隨著軌道交通系統(tǒng)的不斷完善，軌道交通出行受調(diào)價(jià)的影響隨時(shí)間的推移而逐漸減弱.

2) 非通勤出行者 調(diào)價(jià)的短期影響看，相對(duì)于公共交通通勤出行者，非通勤出行者中軌道交通出行減少的人數(shù)比例(21.32%)明顯更高，而兩者公交出行顯著減少的人數(shù)比例(通勤25.47%，非通勤26.96%)無(wú)明顯差別.調(diào)價(jià)的長(zhǎng)期影響看，非通勤出行者中軌道交通出行次數(shù)顯著下降的人數(shù)比例約為9.57%，有所回升但仍明顯大于通勤出行者(4.15%)，可見(jiàn)盡管調(diào)價(jià)對(duì)軌道交通的影響隨時(shí)間變化存在減小的趨勢(shì)，其對(duì)于非通勤出行者的影響仍較為明顯；非通勤出行者中公交出行次數(shù)顯著下降人數(shù)比例約為37.52%，與通勤出行者的影響基本相當(dāng).這一結(jié)論與前期調(diào)查和客運(yùn)量的宏觀特征分析的結(jié)論基本一致.

4.3 公交調(diào)價(jià)對(duì)不同出行距離人群的影響特征

前期分析表明，不同出行距離的公共交通出行者對(duì)票價(jià)的敏感程度不同，公交出行變化特征也有明顯差別，圖6為軌道交通不同出行距離刷卡頻次下降人數(shù)比例分布.

圖6 軌道交通不同出行距離刷卡頻次下降人數(shù)比例分布

調(diào)價(jià)的短期影響見(jiàn)圖6a)，在軌道出行中，兩類(lèi)人群均在小于10 km的出行中受調(diào)價(jià)影響較大，但非通勤出行者刷卡次數(shù)下降人數(shù)比例(大于30%)明顯高于通勤出行者(約20%).同時(shí)，出行距離大于40 km時(shí)，通勤出行者受調(diào)價(jià)影響也相對(duì)較大；非通勤出行者出行規(guī)律性不明顯，其受調(diào)價(jià)影響隨出行距離變化的波動(dòng)性較強(qiáng).長(zhǎng)期影響見(jiàn)圖6b)，軌道交通出行受調(diào)價(jià)影響程度明顯下降，通勤出行者刷卡次數(shù)下降人數(shù)比例約下降至4%，且短距離出行者所受影響程度基本與其他距離范圍出行者持平；非通勤出行者刷卡次數(shù)下降人數(shù)也大幅降低，但下降人數(shù)比例仍明顯高于通勤出行者且短距離出行受調(diào)價(jià)影響較大.圖7為地面公交不同出行距離刷卡頻次下降人數(shù)比例分布.

圖7 地面公交不同出行距離刷卡頻次下降人數(shù)比例分布

調(diào)價(jià)的短期影響見(jiàn)圖7a)，出行距離5 km以內(nèi)的地面公交通勤出行者公交出行次數(shù)下降人數(shù)占比較高，5 km以上的公交通勤出行者基本保持較為穩(wěn)定的下降幅度，其下降人數(shù)比例與出行距離之間并沒(méi)有呈現(xiàn)單調(diào)的特征.非通勤出行者的刷卡明顯下降人數(shù)比例則隨出行距離的增加而逐漸降低，從5 km以內(nèi)出行者的近40%下降到40 km以上出行者的近20%，可見(jiàn)出行距離越短，非通勤出行者受調(diào)價(jià)影響而改變出行選擇的概率越大.出行距離小于20 km時(shí)，非通勤出行人群公交出行受調(diào)價(jià)影響更大；出行距離大于25 km時(shí)，結(jié)果與之相反.長(zhǎng)期影響見(jiàn)圖7b)，地面公交出行者刷卡下降人數(shù)比例維持在高位，且不同出行距離范圍、不同出行人群的下降比例相近.

5 結(jié) 論

1) 工作日內(nèi)通勤出行者占比約為60%(分類(lèi)正確率為94.24%)，且通勤出行者在短距離出行占比、出行時(shí)耗和刷卡人數(shù)時(shí)間分布特征等方面均存在較大差別.

2) 短期影響看(調(diào)價(jià)一周后)，通勤出行者中，軌道交通出行次數(shù)明顯下降的人數(shù)比例(14.90%)顯著小于地面公交(25.47%)，3.73%的通勤出行者存在由軌道交通轉(zhuǎn)向地面公交的明顯趨勢(shì)；而在非通勤出行者中，軌道交通和地面公交出行次數(shù)明顯下降的人數(shù)比例差距不大，分別為21.32%和26.96%，且軌道交通的下降比例顯著高于通勤出行者，地面公交的出行次數(shù)下降基本持平.調(diào)價(jià)一年后，其對(duì)于地面公交出行的影響明顯大于軌道交通.

3) 結(jié)合出行距離進(jìn)行深入分析發(fā)現(xiàn)，針對(duì)軌道交通，調(diào)價(jià)的短期影響對(duì)兩類(lèi)人群均在出行距離小于10 km時(shí)更為明顯，且非通勤出行者受影響程度顯著高于通勤出行者；但調(diào)價(jià)一年后，通勤出行者中的短距離出行所受影響與其他出行距離范圍基本持平，非通勤出行者中的短距離出行受調(diào)價(jià)影響仍高于其他出行范圍的出行者.

文中進(jìn)一步明確了公共交通通勤與非通勤出行者受調(diào)價(jià)影響的差異性，在對(duì)現(xiàn)有公共交通線網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，可通過(guò)結(jié)合兩類(lèi)出行人群的空間分布特征，合理應(yīng)用價(jià)格手段提供差別化的公共交通服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)公共交通線網(wǎng)布局和多模式銜接的更加科學(xué)的優(yōu)化設(shè)計(jì).

[1]周志華,張艷春.廣州市公交票價(jià)調(diào)整對(duì)軌道客流的影響[J].城市公共交通,2009(5):31-33.

[2]賀崇明,馬小毅.廣州市票務(wù)政策對(duì)軌道交通客運(yùn)量的影響[J].城市軌道交通研究,2008(8):5-8.

[3]AGARD B. Mining public transport user behaviour from smart card data[C]. Information Control Problems in Manufacturing,2006(2):399-404.

[4]BAGCHI M, WHITE P R. The potential of public transport smart card data[J]. Transport Policy,2005,12(5):464-474.

[5]JANG W. Travel time and transfer analysis using transit smart card data[J]. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board,2010(1):142-149.

[6]SEABORN C, ATTANUCCI J, WILSON N H M. Analyzing multimodal public transport journeys in london with smart card fare payment data[J]. Transportation Research Record Journal of the Transportation Research Board,2009(1):55-62.

[7]尹長(zhǎng)勇，陳艷艷，陳紹輝.基于聚類(lèi)分析方法的公交站點(diǎn)客流匹配方法研究[J].交通信息與安全,2010,28(3):21-24.

[8]董曉晶，余志偉，伏偉偉,等.基于GIS的公交IC卡數(shù)據(jù)處理及分析系統(tǒng)[J].地理空間信息,2009,10(7):124-126.

[9]龍瀛,張宇,崔承印.利用公交刷卡數(shù)據(jù)分析北京職住關(guān)系和通勤出行[J].地理學(xué)報(bào),2012,67(10):1339-1352.

[10]王月玥.基于多源數(shù)據(jù)的公共交通通勤出行特征提取方法研究[D].北京：北京工業(yè)大學(xué),2014.

[11]梁燕.SVM分類(lèi)器的擴(kuò)展及其應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué),2008.

[12]張學(xué)工.關(guān)于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論與支持向量機(jī)[J].自動(dòng)化學(xué)報(bào),2000(1):36-46.

[13]葉志剛.SVM在文本分類(lèi)中的應(yīng)用[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué),2006.

Impact Analysis of Public Transport Price Adjustment on Travel Choice for Travelers

WENG Jiancheng1)TU Qiang1)LIN Pengfei1)XU Shuo2)

(Beijing Key Laboratory of Traffic Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)1)(Beijing Transport Management Technical Support Center, Beijing 100073, China)2)

The macro temporal and spatial variation characteristics of public transport passenger flow before and after the price adjustment are analyzed in the study, and a travel choice questionnaire survey for public transport travelers is conducted. The results show that there is a large difference in the influence level and the characteristics of travel mode transfer between the commuters and non-commuters after the fare adjustment. Based on the temporal and spatial feature vectors of smart card data for public transport travelers, a machine learning based classification method is proposed for commuters. Using massive multi-mode public transit smart card data of about 13 million every day in Beijing, accurate classification of commuters and non-commuters is achieved with an accuracy of 94.24%. Using individual travel data in different periods, both the short-term and long-term effects of public transport price adjustment on the travel frequency, public transport travel mode choice of commuters or non-commuters are quantitatively analyzed. For short-term effect, the travel frequencies of public transport commuters who travel by rail and bus significantly decrease by 14.90% and 25.47%, respectively; while 3.73% of commuters transfer from rail to bus. The travel frequencies of non-commuters who travel by rail and bus significantly decrease by 21.32% and 26.96%, respectively. The decreasing rate of rail travel frequency for non-commuters is found to be larger than that of the commuters, while the decreasing rates of bus travel frequency for both commuters and non-commuters are basically equal. For the long term effect, there are only 4.15% of rail transit travelers whose travel frequency by rail still decreases significantly, and there are about 35% of the ground bus travelers whose travel frequency by bus significantly decreases, indicating that the impact of the price adjustment for bus trip is more persistent.

public transport; price adjustment; commuters; machine learning; travel choice

2017-03-03

*國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51578028)、交通運(yùn)輸部科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015318221020)資助

U239.5

10.3963/j.issn.2095-3844.2017.03.012

翁劍成(1981—)：男，博士，副教授，主要研究領(lǐng)域?yàn)橹悄芙煌?、交通信?/p>