郭倩倩，林柏梁，段君淼，張文勝

（1.石家莊鐵道大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，河北 石家莊 050043；2.北京交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044）

1 引言

為推進(jìn)京津冀區(qū)域交通一體化的發(fā)展，到2020年京津冀將開通9條城際鐵路，基本實(shí)現(xiàn)京津石中心城區(qū)與周邊城鎮(zhèn)0.5-1h通勤圈，京津保0.5-1h交通圈。到2030年基本形成以“四縱四橫一環(huán)”為骨架的城際鐵路網(wǎng)絡(luò)。

近年來，許多學(xué)者對運(yùn)輸通道的客流分擔(dān)率進(jìn)行了研究。何宇強(qiáng)[1]以經(jīng)濟(jì)性、快速性、方便性、舒適度、安全性為5個衡量指標(biāo)建立其廣義費(fèi)用函數(shù)，利用logit模型研究北京—太原間各種運(yùn)輸方式的分擔(dān)率。朱順應(yīng)[2]建立城市群交通方式劃分的非集計模型，對長株潭城際軌道交通進(jìn)行預(yù)測。彭輝[3]分析了城際運(yùn)輸通道交通銜接和換乘關(guān)系，并對傳統(tǒng)logit模型進(jìn)行改進(jìn)，預(yù)測了廣州—清遠(yuǎn)城際運(yùn)輸通道內(nèi)各運(yùn)輸方式分擔(dān)率的變化。葉玉玲[4]運(yùn)用非集計的多項Logit模型，建立旅客出行方式選擇模型，計算基于多種客運(yùn)專線服務(wù)水平方案下的滬杭通道內(nèi)各種運(yùn)輸方式的分擔(dān)情況。吳文嫻[5]在考慮經(jīng)濟(jì)性、快速性、便捷性和舒適性4個影響因素的基礎(chǔ)上，采用加法原理建立可變權(quán)重的廣義費(fèi)用函數(shù)，并導(dǎo)出可變權(quán)重的Logit客流分擔(dān)率模型，最后計算武廣鐵路運(yùn)輸通道內(nèi)高速鐵路的客流分擔(dān)率。

本文在考慮經(jīng)濟(jì)性、快速性、便捷性、舒適性、安全性、準(zhǔn)時性6個影響因素的基礎(chǔ)上，構(gòu)建效用函數(shù)，并建立Logit客流分擔(dān)率模型，在京石通道內(nèi)進(jìn)行行為調(diào)查（RP）和意向調(diào)查（SP），整理并分析問卷調(diào)查數(shù)據(jù)，確定模型中的參數(shù)。最后計算出2020年京石通道間高速公路、既有鐵路、城際鐵路、高速鐵路四種運(yùn)輸方式的客流分擔(dān)率。

2 運(yùn)輸方式選擇的影響因素分析

由于京石城際鐵路尚未開通，旅客出行方式采用行為調(diào)查（RP）和意向調(diào)查（SP）相結(jié)合的方式進(jìn)行調(diào)查，這種方法能夠?yàn)橥ǖ纼?nèi)客流特性提供數(shù)據(jù)支持。

隨著人們收入水平的提高，旅客出行選擇運(yùn)輸方式時，對快速性、安全性、便捷性、準(zhǔn)時性、舒適性均有較高的要求，京石通道內(nèi)旅客出行RP調(diào)查表明，旅客出行考慮的因素依次是安全性、經(jīng)濟(jì)性、快速性、便捷性、舒適性、準(zhǔn)時性。

3 京石運(yùn)輸通道客流分擔(dān)率模型的建立

為預(yù)測京石城際鐵路開通之后，通道內(nèi)各種運(yùn)輸方式的客流分擔(dān)率，本文用RP和SP兩種調(diào)查方式獲得樣本數(shù)據(jù)，對通道內(nèi)各種運(yùn)輸方式選擇模型中的參數(shù)進(jìn)行確定。

3.1 效用函數(shù)的確定

在效用函數(shù)中，考慮經(jīng)濟(jì)性、快速性、便捷性、舒適性、安全性、準(zhǔn)時性6個影響因素，以下將各種運(yùn)輸方式影響因素量化描述。

（1）經(jīng)濟(jì)性。交通費(fèi)用是影響交通方式選擇的主要因素之一，通常情況下，用票價Ei作為經(jīng)濟(jì)性的衡量指標(biāo)。

式中，Ri為運(yùn)輸方式i的票價率；Li為運(yùn)輸方式i的運(yùn)行里程。

（2）快速性。隨著京津冀城市群交通一體化的發(fā)展，旅客對快速性的要求越來越高?？焖傩灾饕w現(xiàn)在旅行、購票、換乘等時間上。如今越來越多的旅客選擇在網(wǎng)上購票，售票大廳的旅客幾乎不用排隊就能買到車票，購票的時間可以忽略不計。因此，用旅客在途時間來描述各種運(yùn)輸方式的快速性Fi。

式中，F(xiàn)i為旅客選擇第i種運(yùn)輸方式的途中時間；Vi為第i種運(yùn)輸方式的旅行速度。

（3）便捷性。通常情況下，發(fā)車頻率越高，候車時間越短，對于旅客來說就越便利，本文通過各種運(yùn)輸方式發(fā)車頻率來描述其便捷性，即：

（4）舒適性。舒適性作為交通方式選擇的主要原因之一，它包括交通工具運(yùn)行的平穩(wěn)性、旅客乘車的疲勞感、車內(nèi)的擁擠程度等。由于京石通道之間的旅客出行時間小于3h，本文選擇交通運(yùn)輸工具運(yùn)行過程中的振動加速度、人均占有空間作為變量來衡量舒適性Ci。

（5）安全性。安全性Si是旅客選擇交通方式時考慮的首要因素，根據(jù)文獻(xiàn)[8],安全性與事故傷亡人數(shù)有一定的關(guān)系

式中，ai為第i種交通方式的傷亡人數(shù)。

（6）準(zhǔn)時性。在選擇運(yùn)輸方式時，準(zhǔn)時性對于時效性要求高的群體影響很大。尤其是上班、公務(wù)出差的旅客，他們通常會選擇不受交通阻塞影響的交通方式。本文用各種運(yùn)輸方式的準(zhǔn)點(diǎn)率來衡量其準(zhǔn)時性Pi。

3.1.1 確定效用函數(shù)。用上述6個影響因素來構(gòu)建效用函數(shù)，第k類月收入旅客選擇運(yùn)輸方式i的效用函數(shù)Vki如下：

式中，θkl(l=1,2,…,6)分別為第k類月收入旅客對經(jīng)濟(jì)性、快速性、便捷性、舒適性、安全性、準(zhǔn)時性的權(quán)重系數(shù)。

3.1.2 多項Logit模型。運(yùn)輸方式的選擇本質(zhì)是一個離散的選擇行為，即從各種運(yùn)輸方式中選擇“效用”最大的一種，離散選擇模型的函數(shù)形式有很多種，本文采用有效且被廣泛應(yīng)用的多項Logit模型（Multinomial Logit，MNL）建立運(yùn)輸方式分擔(dān)率模型。

Logit模型如下：

式中，Pk(i)為第k類月收入旅客選擇運(yùn)輸方式i的概率；m為通道內(nèi)旅客可選擇的運(yùn)輸方式的個數(shù)。

3.2 確定權(quán)重系數(shù)

設(shè)計RP和SP相結(jié)合的調(diào)查問卷，在北京和石家莊的火車站、汽車站發(fā)放，回收后整理有效問卷中的結(jié)果，得到不同收入的旅客對各種影響因素的重視程度，將此數(shù)據(jù)作為影響因素的權(quán)重系數(shù)。

3.3 指標(biāo)值標(biāo)準(zhǔn)化

由于各影響因素的量綱不同，無法計算效用函數(shù)值。為了合理計算各種運(yùn)輸方式的分擔(dān)率，需要對影響因素指標(biāo)值無量綱化。

舒適性、安全性、準(zhǔn)時性為指標(biāo)值與實(shí)際效用值成正比關(guān)系的正指標(biāo)，無量綱化后的指標(biāo)值變?yōu)椋?/p>

經(jīng)濟(jì)性、快速性、便捷性為指標(biāo)值與實(shí)際效用值成反比關(guān)系的負(fù)指標(biāo)，無量鋼化后的指標(biāo)值變?yōu)椋?/p>

4 實(shí)例分析

京石城際鐵路是京津冀地區(qū)連接北京與石家莊的一條重要城際鐵路，計劃2018年上半年開工建設(shè)，正線全長297km，設(shè)計時速300km，預(yù)計2020年建成并投入使用，屆時北京和石家莊之間將同時運(yùn)行高速公路、既有鐵路、城際鐵路、高速鐵路四種運(yùn)輸方式，本文根據(jù)RP調(diào)查和SP調(diào)查相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，預(yù)測2020年京石城際鐵路開通之后，這四種運(yùn)輸方式的客流分擔(dān)率。

4.1 確定指標(biāo)值

（1）經(jīng)濟(jì)性。高速公路大巴票價100元；普速鐵路硬座票價46.5元；城際鐵路按照當(dāng)前動車二等座票價86.5元；高速鐵路二等座128.5元。

（2）快速性。高速公路大巴運(yùn)行時間為3.5h；普速鐵路平均運(yùn)行時間為3h12min；城際鐵路按照當(dāng)前動車運(yùn)行時間為1h55min；高速鐵路平均運(yùn)行時間為1h26min。

（3）便捷性。高速公路平均發(fā)車間隔為0.42h；普速鐵路平均發(fā)車間隔為0.4h；參照現(xiàn)有京津城際鐵路的發(fā)車密度，城際鐵路平均發(fā)車間隔定為0.24h；高速鐵路平均發(fā)車間隔為0.22h。

（4）舒適性。根據(jù)文獻(xiàn)[4]，高速公路、普通鐵路、城際鐵路、高速鐵路的平均振動加速度和人均占有空間值，見表1。

表1 各種運(yùn)輸方式的舒適性

（5）安全性。將平均每單位客運(yùn)周轉(zhuǎn)量的死亡率作為量化安全性的指標(biāo)，根據(jù)國家統(tǒng)計局網(wǎng)站的相關(guān)資料，高速公路、普通鐵路、城際鐵路、高速鐵路安全性指標(biāo)分別取10.8，1.51，0.02，0.02人/億人km。

（6）準(zhǔn)時性。各種運(yùn)輸方式的準(zhǔn)點(diǎn)率可通過統(tǒng)計來獲得。根據(jù)文獻(xiàn)[8]，高速公路、普通鐵路、城際鐵路、高速鐵路準(zhǔn)時性指標(biāo)分別取0.8，0.85，0.95，0.95。

在預(yù)測中，根據(jù)京石通道的實(shí)際情況，得到通道內(nèi)四種運(yùn)輸方式的影響因素參數(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)值，見表2和表3。

表2 不同運(yùn)輸方式的影響因素參數(shù)

表3 不同運(yùn)輸方式的影響因素參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值

4.2 權(quán)重系數(shù)確定

在北京西站、六里橋客運(yùn)站、石家莊站、石家莊北站、石家莊客運(yùn)總站，共發(fā)放800份調(diào)查問卷，得到有效問卷763份，將調(diào)查數(shù)據(jù)整理分析，得到不同收入的旅客所占比例以及對各種影響因素的重視程度。不同收入水平旅客的效用函數(shù)權(quán)重系數(shù)和所占比例見表4。

表4 不同收入水平的旅客效用函數(shù)權(quán)重系數(shù)

將這些參數(shù)代入式（6）和式（7），計算得到不同收入的旅客選擇這四種運(yùn)輸方式的分擔(dān)率，見表5。

表5 四種運(yùn)輸方式的客流分擔(dān)率

4.3 分擔(dān)率分析

城際鐵路和高速鐵路在快速性、舒適性、準(zhǔn)時性方面明顯優(yōu)于高速公路和普通鐵路，在任何收入水平的旅客中，城際鐵路、高速鐵路的客流分擔(dān)率都高于高速公路、普通鐵路，城際鐵路、高速鐵路的總分擔(dān)率分別為31.61%和30.36%，隨著月收入的增加，旅客對快速性、舒適性、準(zhǔn)時性敏感性遞增，而對票價、安全性敏感性遞減，因此，高速公路和普通鐵路的分擔(dān)率逐漸下降，而城際鐵路和高速鐵路的分擔(dān)率逐漸增加。月收入越高的旅客，越愿意選擇城際鐵路和高速鐵路出行。

5 結(jié)論

本文研究不同月收入的旅客對于運(yùn)輸方式選擇的偏好，在考慮經(jīng)濟(jì)性、快速性、便捷性、舒適性、安全性、準(zhǔn)時性6個影響因素的基礎(chǔ)上，構(gòu)建效用函數(shù)，通過問卷調(diào)查數(shù)據(jù)整理并分析，確定不同月收入旅客對影響因素的權(quán)重系數(shù)，然后建立基于Logit的客流分擔(dān)率模型，預(yù)測了京石城際開通之后，不同月收入的旅客在京石通道中高速公路、普通鐵路、城際鐵路和高速鐵路四種運(yùn)輸方式的客流分擔(dān)率，最后分析了隨著月收入的增加，這四種運(yùn)輸方式分擔(dān)率的變化趨勢。隨著京津冀經(jīng)濟(jì)一體化的快速發(fā)展，人們收入水平不斷提高，未來京津冀出行，將會有越來越多的旅客選擇城際鐵路和高速鐵路。