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(上海理工大學 管理學院,上海 200093)

基于擴散理論的中國公共自行車系統(tǒng)發(fā)展研究

高聞,董潔霜,費毅博

(上海理工大學 管理學院,上海200093)

通過對國內(nèi)外公共自行車發(fā)展情況分析,結(jié)合中國公共自行車系統(tǒng)數(shù)據(jù)研究其快速發(fā)展的原因及未來趨勢,基于擴散理論解釋公共自行車產(chǎn)生和增長的動力機制.經(jīng)過主成份分析計算人口、面積、年份、地理位置、相對距離等5個因素對于公共自行車系統(tǒng)建設的貢獻程度,得出系統(tǒng)得分公式,利用公式對各個區(qū)域系統(tǒng)進行檢測,發(fā)現(xiàn)得分落在(-0.5,0.5)區(qū)間內(nèi)的累計頻率達到80%,因此可以作為系統(tǒng)建設的特征指標,為政府和企業(yè)進行公共自行車系統(tǒng)規(guī)劃建設提供合理的理論依據(jù).

公共自行車; 動力機制; 擴散理論; 因子分析

自行車作為交通工具的一種,其起源以及使用已有上百年的歷史.特別是公共自行車作為公共交通設施的一部分,成為解決城市“最后一公里”問題的突破口.公共自行車是一種在公共場合為多目標人群提供具有網(wǎng)絡特征的、自助式、短途的自行車租賃服務的系統(tǒng),能夠為減少交通環(huán)境影響、提高城市機動性并為公共交通兩端的接駁提供支撐.

公共自行車早期發(fā)展緩慢,2004年時僅有11個公共自行車項目,且全部集中在歐洲.中國大陸公共自行車系統(tǒng)的爆發(fā)式增長推進了全球公共自行車系統(tǒng)的發(fā)展,2008年中國運營的公共自行車系統(tǒng)僅占全球的4.35%,而到了2013年5月已增加到18.65%,占全球73.17%的公共自行車在中國運行.可見中國公共自行車系統(tǒng)的建設在全球公共自行車系統(tǒng)的發(fā)展中日益重要.因此,有必要對公共自行車系統(tǒng)規(guī)劃建設的內(nèi)在機制進行研究分析,探索公共自行車系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律,預測未來公共自行車的發(fā)展趨勢.

1 研究思路

為了研究中國公共自行車系統(tǒng)發(fā)展原因和擴散機制,首先要對公共自行車的發(fā)展現(xiàn)狀有所了解,對公共自行車的發(fā)展進行了描述.本文對中國2008年至今現(xiàn)有的公共自行車系統(tǒng)建設數(shù)據(jù)進行了跟蹤統(tǒng)計分析.數(shù)據(jù)主要來源為政府報告、運營商數(shù)據(jù)和網(wǎng)頁信息.通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計描述系統(tǒng)在空間上的分布特點和聯(lián)系程度,了解系統(tǒng)建設行為在時間上的增長趨勢,以及通過最新運營數(shù)據(jù)和初始投放量之間的面板數(shù)據(jù)比較,表明系統(tǒng)的運營效果和未來發(fā)展形勢.以需求動力和擴散理論來解釋公共自行車迅速發(fā)展的內(nèi)在動力和擴散方式,并通過對國內(nèi)主要公共自行車系統(tǒng)建設及運營單位的調(diào)查訪談,作為解釋因素的信息補充.最后通過主成分分析法得出對系統(tǒng)建設有重要影響的因素,并構(gòu)建因素的影響函數(shù)作為公共自行車系統(tǒng)的評價得分,以該特征值指標預測未來系統(tǒng)建設的可能性.

2 公共自行車系統(tǒng)發(fā)展

2.1系統(tǒng)發(fā)展

公共自行車系統(tǒng)發(fā)展已有50余年,整體歸納,主要經(jīng)歷了4個發(fā)展階段[1],如表1所示.

1964年第一代公共自行車出現(xiàn),阿姆斯特丹推行出了“Witte Fietsen”,也稱為“White Bikes”[2].1995年第二代公共自行車出現(xiàn)在哥本哈根,名為“Bicyklen”又稱為“City Bikes”.英國普次茅斯大學在緊接著的下一年推出了另一種新的公共自行車.這一系統(tǒng)以及之后的第三代公共自行車系統(tǒng),應用電子鎖、通信系統(tǒng)、智能卡,以及移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù).全球正在研發(fā)的第四代公共自行車系統(tǒng)吸收了前三代的主要優(yōu)點并有所創(chuàng)新[3].這代系統(tǒng)目標是使公共自行車與其他公共交通方式無縫銜接,并能使用一卡通進行所有出行換乘的便捷支付.

表1 公共自行車發(fā)展階段總結(jié)Tab.1 Summary of the development of public bicycles

早期的公共自行車發(fā)展緩慢,直到里昂公共自行車系統(tǒng)的出現(xiàn)才打破了平靜.2005年,隨著Velo’v工程的引入,公共自行車系統(tǒng)很快就被作為一種更加安全的交通方式迅速發(fā)展起來.截至2008年,公共自行車騎行公里數(shù)就達到了3 600萬km[4].里昂公共自行車項目的成功引起了歐洲和其他城市的關(guān)注,公共自行車從這時起開始了較快的增長,至今已遍布全球33個國家.

2.2中國公共自行車系統(tǒng)

自2008年杭州和北京公共自行車系統(tǒng)建設以來,全國現(xiàn)在共有306個公共自行車系統(tǒng),共計1 003 941輛自行車分布于30個省份.從公共自行車系統(tǒng)的分布可以看出:絕大多數(shù)公共自行車系統(tǒng)分布在中部以及東部城市,中國的主要城市都分布有公共自行車系統(tǒng).東部沿海城市公共自行車系統(tǒng)分布比較密集,同時公共自行車數(shù)量相比內(nèi)地也比較多.這一分布狀態(tài)基本與中國人口密度分布相對應.中國的公共自行車系統(tǒng)多采用第三代公共自行車系統(tǒng),至今已建成約300個,建設范圍遍及全國30個省,近200個市縣.杭州公共自行車系統(tǒng)運營良好,作為世界上最大的公共自行車系統(tǒng),“杭州模式”有許多可借鑒之處[5].武漢作為最早引進公共自行車系統(tǒng)的城市之一,卻在建設不久后運營虧損,系統(tǒng)關(guān)閉,而最近政府又開始了新的規(guī)劃與建設[6].可見由于公共自行車系統(tǒng)存在著不同的建設主體和運營模式,公共自行車的發(fā)展也顯現(xiàn)出了諸多差異.

3 公共自行車系統(tǒng)建設特征

3.1發(fā)展趨勢

3.1.1系統(tǒng)建設

由圖1可以看出,從2012年起系統(tǒng)建設速度較快,系統(tǒng)數(shù)量在兩年內(nèi)就從100個增加到接近300多個,增加趨勢比較明顯.由于2015年的數(shù)據(jù)只有上半年的統(tǒng)計量,所以按照全年的系統(tǒng)數(shù)量估算后可以看出,公共自行車增長的速度處于“S”型增長曲線的平穩(wěn)增長階段,意味著未來中國公共自行車的建設速度開始放緩,進入了平穩(wěn)過渡期.

圖1 公共自行車系統(tǒng)年增長趨勢Fig.1 Annual growth trend of the public bicycle system

3.1.2系統(tǒng)車輛數(shù)

2008年和2009年建成的系統(tǒng)現(xiàn)有規(guī)模和初始規(guī)?；鞠嗤?雖然系統(tǒng)的建設運營時間較長,但公共自行車系統(tǒng)運營效果不佳以及系統(tǒng)的盈利不足以支持系統(tǒng)的擴容和改建.自2010年之后,系統(tǒng)數(shù)量和規(guī)模增長率都維持在兩倍以上.2013年的增長率是2.42,是系統(tǒng)增長最快的一年,2014年增長率只有1.40,雖然系統(tǒng)的初始投放量和前幾年相比基本一致,但增長速度放緩.

圖2表示后期建設的系統(tǒng)雖然在初始投入量和早期的系統(tǒng)接近,但是系統(tǒng)的規(guī)模并不隨時間的增加而增加,主要因為系統(tǒng)快速增長的實際效果逐漸顯現(xiàn),系統(tǒng)建設逐漸從數(shù)量的快速增加進入到效果影響的內(nèi)涵式發(fā)展階段.而且系統(tǒng)之間建設模式以及運營管理存在差異,早期的系統(tǒng)難以獲利或是政府補貼不足.加之服務年限的增加導致系統(tǒng)整體維護成本增加,使得系統(tǒng)難再有擴建的可能性.

3.2系統(tǒng)擴容

3.2.1行政區(qū)系統(tǒng)分布

系統(tǒng)的建設擴張不僅有時間維度的特征,從空間維度也有不同的表現(xiàn).本文根據(jù)省級行政區(qū)劃對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分類,以合適的規(guī)模來進行研究分析;同時,公共自行車是公共交通,其管理和運營是在政府的管理和指導下進行的,以行政區(qū)劃分析也比較合適.

圖2 公共自行車數(shù)量規(guī)模Fig.2 Quantity scale of public bicycles

圖3顯示出不同省份公共自行車系統(tǒng)數(shù)量差異比較大.廣東、浙江和江蘇以及山東省的公共自行車系統(tǒng)數(shù)量排在前列,占據(jù)了國內(nèi)公共自行車系統(tǒng)數(shù)量的大多數(shù),而西南和西北的多數(shù)省份公共自行車數(shù)量較少.

在統(tǒng)計的數(shù)據(jù)中,主要增長的省份是江蘇、浙江、山東和廣東,江蘇和浙江公共自行車系統(tǒng)都有超過半數(shù)的系統(tǒng)擴大了規(guī)模.主要增長的省份都是位于中國的沿海城市,處于經(jīng)濟比較發(fā)達的區(qū)域.相對內(nèi)陸的省份,特別是貴州江西等城市公共自行車系統(tǒng)并沒有系統(tǒng)擴建.這說明公共自行車系統(tǒng)的建設發(fā)展和地理位置有一定的聯(lián)系.

3.2.2行政區(qū)劃系統(tǒng)擴建

與系統(tǒng)擴建相對應的公共自行車數(shù)量的增長來看(見圖4),江蘇和浙江是數(shù)量增長最快的兩個省份,其次,北京,山西和廣東也是主要的車輛數(shù)增長省份.這也就意味著系統(tǒng)數(shù)量的增長和數(shù)量的增長是一致的,反映出系統(tǒng)的擴大并不是單個系統(tǒng)的數(shù)量增加,而是不同系統(tǒng)的均勻增長,也說明了同一行政區(qū)域內(nèi)公共自行車投資建設比較平衡.

綜上可見,公共自行車系統(tǒng)的規(guī)劃建設具有一定的規(guī)律性.公共自行車初始建設量每年基本是相同的,而且系統(tǒng)建設和發(fā)展都集中在較發(fā)達的沿海城市;也說明公共自行車系統(tǒng)建設存在區(qū)域的集群發(fā)展現(xiàn)象,并不是自由離散的;并且不同的公共自行車系統(tǒng)在建設和發(fā)展中有聯(lián)系和相互的影響作用.

圖3 中國各省公共自行車系統(tǒng)數(shù)量Fig.3 Number of public bicycle systems in China

圖4 中國各省公共自行車車輛數(shù)統(tǒng)計Fig.4 Statistics on public bicycle vehicles in China provinces

4 系統(tǒng)增長分析預測

4.1內(nèi)部需求動力

公共自行車的使用主要是為了減少私人小汽車的使用,解決最后一公里出行的問題,同時給城市帶來良好的生活空間,減少交通擁擠和碳排放[7].因此,公共自行車系統(tǒng)建設的主要需求動力在于城市交通的擁擠壓力以及交通換乘體系的便捷性.因此,沿海城市的公共自行車系統(tǒng)出現(xiàn)時間都相對較早,而且規(guī)模也比較大.主要是東部沿海城市經(jīng)濟比較發(fā)達,小汽車保有量較高,交通壓力大,人均出行產(chǎn)生量和需求量比較高,所以對于新交通方式的產(chǎn)生具有較大吸引力[8].同時伴隨大量的土地開發(fā)和人口增長,競租理論下的城市居住區(qū)外移增加了居民同公共建筑之間的交通距離,也為公共自行車的產(chǎn)生提供了客觀上的需求動力.

4.2擴散機制

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,系統(tǒng)的建設并不總是沿著自東向西,從沿海城市向經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)的發(fā)展趨勢.所以,本文以“擴散理論”來解釋公共自行車的快速增長,即公共自行車系統(tǒng)的決策和建設存在社會學的互動機制.擴散理論并不是研究單個系統(tǒng)如何產(chǎn)生與建設,而是研究多個系統(tǒng)是如何影響其他系統(tǒng)的建設和增長[9].根據(jù)擴散理論的分析,公共自行車系統(tǒng)的快速發(fā)展主要通過以下3種方式.

4.2.1案例學習

中國的公共自行車系統(tǒng)并不是新鮮產(chǎn)物,而是借鑒國外的發(fā)展經(jīng)驗,里昂、倫敦、蒙特利爾等城市的公共自行車系統(tǒng)的成熟應用和廣泛影響效果是中國建立公共自行車系統(tǒng)的初始基礎和借鑒依據(jù).國內(nèi)公共自行車系統(tǒng)的不斷成熟,杭州系統(tǒng)的成功對于其他系統(tǒng)建設發(fā)展影響較大,相繼產(chǎn)生了“杭州模式”和“株洲模式”[10].其次,中國國內(nèi)自行車普及率較高,有較好的使用基礎,這也減少了促進公共自行車系統(tǒng)建設的阻礙.

4.2.2政策移植

政策移植(policy transfer)是將一個地區(qū)的政策應用到另一個地區(qū)的過程[11].公共自行車政策的移植具有便捷性和廣泛適用性,相較于政府的其他政策,公共自行車政策存在較少的實施阻力,有利于政府快速進行決策、社會和企業(yè)迅速投資建設、市民接受和使用更加容易.移植的便捷性和環(huán)境相似性是臨近地區(qū)公共自行車系統(tǒng)快速建設的有利條件,這也是行政轄區(qū)內(nèi)部市縣公共自行車系統(tǒng)相繼增加的原因.

4.2.3投資運營模式

中國的公共自行車建設基本都是政府主導建設,主要分為政府投資建設運營、政府購買企業(yè)運營、政企合營(PPP)3種運營模式[12].政府在公共自行車系統(tǒng)建設中的支撐作用以及資金的保障作用,避免了一般工程規(guī)劃建設融資的阻力.而且公共自行車建設方便,施工周期短,可實施性強,使得短期內(nèi)公共自行車系統(tǒng)得以快速投入使用.

4.3未來發(fā)展預測

根據(jù)公共自行車發(fā)展的擴散規(guī)律,使用主成分分析法對影響公共自行車建設發(fā)展的時空和距離因素進行因子分析.根據(jù)已有的系統(tǒng)資料,分別統(tǒng)計不同系統(tǒng)所在地的常駐人口數(shù)量和轄區(qū)面積,共同分析人口(Po)、面積(Ar)、年份(Da)、地理位置(Ab-Di)、相對距離(Di)5個要素之間的主要貢獻程度,找出主要的影響因子[13],具體結(jié)果如表2～4所示.

表 2 KMO 和 Bartlett 的檢驗Tab.2 Test of KMO and Bartlett

KMO抽樣適度度量用于研究變量之間的偏相關(guān)系數(shù),一般來說KMO值越逼近1,表明對這些因子進行因子分析的效果越好,0.5以上表示可以接受,本文為0.525,可用于作因子分析.Bartlett球形檢驗中近似卡方為106.520,可認為標量高度相關(guān),足夠為因子分析提供合理的基礎.

表3 總方差解釋表

通過最大方差的方法,可篩選主要解釋因子.表3中,前3個因子的累積貢獻率為75.762%,可以看作3個主要成分.

由于主成分分析方法本身是一種矩陣變換方法,因此最終的3個主成分含義并不十分明確.但是根據(jù)表4可以看出,主成分1中,Di系數(shù)較大;主成分2中,Po,Ar系數(shù)較大;主成分3中Da系數(shù)較大.因此可以將影響公共自行車系統(tǒng)的主要3個因子概括成:空間因子、社會經(jīng)濟因子、時間因子.根據(jù)不同因子的解釋程度累計頻率給出系統(tǒng)得分公式為

(1)

表 4 成份得分系數(shù)矩陣Tab.4 Component score coefficient matrix

空間因素和社會經(jīng)濟因素對公共自行車的發(fā)展起到主要的影響作用,表明公共自行車建設過程中地域性的差異以及空間距離是影響擴散傳播的主要因素.社會經(jīng)濟因素表述了公共自行車建設需求的強度,但解釋性低于空間因素,這表示部分公共自行車系統(tǒng)的建設是由于擴散效應傳播的影響,并不是系統(tǒng)內(nèi)部需求產(chǎn)生的作用,這同時驗證出擴散理論對解釋公共自行車系統(tǒng)快速增長起到主要作用.最后是時間因素,時間因素表明系統(tǒng)增長隨著時間的延續(xù)成一定規(guī)律的發(fā)展,但并不是主要的一個影響原因.

根據(jù)得分公式計算出每個系統(tǒng)的綜合分數(shù),并對結(jié)果進行統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)得分落在(-0.5,0.5)區(qū)間的累計頻率達到80%.所以可以通過地區(qū)要素資料來計算未來系統(tǒng)建設可能的總得分.若預測區(qū)域得分特征值在-0.5～0.5之間,即說明該地區(qū)具有較大的系統(tǒng)建設的概率,可能成為公共自行車系統(tǒng)未來的發(fā)展規(guī)劃區(qū)域.

5 結(jié) 論

本文以2008年至今的公共自行車系統(tǒng)跟蹤數(shù)據(jù)以及政府、運營商報告,對中國公共自行車系統(tǒng)增量進行分析研究.并通過需求產(chǎn)生和擴散理論分別對公共自行車的產(chǎn)生以及快速發(fā)展進行了解釋.分析表明:未來中國仍是世界公共自行車系統(tǒng)發(fā)展的重要區(qū)域,但是中國公共自行車系統(tǒng)建設開始進入了“增長—穩(wěn)定”的過渡時期.最后本文通過因子分析確定了對系統(tǒng)建設影響的時空和社會經(jīng)濟因子,統(tǒng)計現(xiàn)有系統(tǒng)的得分特征值,預測未來區(qū)域得分在(-0.5,0.5)區(qū)間為系統(tǒng)可能性建設的特征值指標.通過預測,可以為政府和企業(yè)決策規(guī)劃提供一定的依據(jù)和理論支持.

擴散理論只能解釋公共自行車快速增長的主要原因.影響因子并未完全解釋公共自行車建設的發(fā)展特性,本文只是通過量化指標來進行分析,未來可以從社會學角度以及行為特性等角度對公共自行車快速發(fā)展的原因進行更好的解釋和完善.

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DiffusionofBike-Sharing:EvidencefromChina

GAO Wen,DONGJieshuang,FEIYibo

(BusinessSchool,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093,China)

Based on the analysis on the development of public bicycles at home and abroad,the causes and future trends of the rapid development of public bicycle system in China were studied,and the dynamic mechanism of the public bicycle generation and growth was explained based on the diffusion theory.Based on the principal component analysis,the factors such as the population,area,year,geographical location and relative distance were used to determine the contribution degree of the public bicycle system.The formula for the system score was obtained by using the detection of regional systems.It is found,in the (-0.5,0.5) score interval,the cumulative frequency reaches 80%,so it can be used as a system construction characteristics indicator.For the government and enterprises to plan and construct the public bicycle system,the results provide a reasonable theoretical basis.

bike-sharing;dynamicmechanism;diffusiontheory;factoranalysis

1007-6735(2017)05-0444-06

10.13255/j.cnki.jusst.2017.05.007

2017-03-22

國家自然科學青年基金資助項目(51408356)

高 聞(1993-),男,碩士研究生.研究方向:區(qū)域交通規(guī)劃、港口集疏運.E-mail:sh_gaowen@163.com

董潔霜(1973-),女,副教授.研究方向:城市規(guī)劃、區(qū)域交通規(guī)劃.E-mail:564577126@qq.com

F204

A

(編輯:丁紅藝)