公共自行车换乘轨道交通行为影响因素分析

曹雪柠 王 炜 季彦婕 赵琳娜

东南大学，交通学院，南京 210096

0 引 言

公共自行车系统与轨道交通相结合，不但扩大了轨道交通的影响范围，同时发挥了公共自行车灵活、机动、节能和环保的特点，可解决居民出行“最后一公里”的问题。但目前公共自行车系统不够完善，对于“公共自行车+轨道交通”换乘的衔接也不够重视，部分地区出现公共自行车换乘遭遇冷待的现象。因此，探究出行者选择公共自行车换乘轨道交通的影响因素，对于促进公共自行车发展具有现实意义。

目前对公共自行车以及轨道交通客流量影响因素的研究主要是从出行者个体、土地利用等方面进行探讨。从出行者个体的角度，Elliot等从乘客个人属性以及所感知的可达性与安全性角度探讨设置公共自行车系统的阻碍[1]。Jiang通过RP+SP调查，分析出行者个人特性和对公共自行车态度的关系[2]。吴志周等人从出行时间和费用的角度发掘公共自行车潜在用户[3]。Susan A. Shaheen等人还通过对杭州市公共自行车使用者和非使用者的问卷调查，统计分析使用者与非使用者在个人属性、对环保的态度和对现有公共自行车系统的评价方面的区别[4]。Julie Bachand-Marleaud等人在蒙特利尔通过问卷调查收集个人属性相关数据，探讨公共自行车使用者个人特征及交通设施的完善程度与使用频率的关系[5]。

当前对公共自行车的研究偏重于从出行者的角度，对公共自行车换乘轨道交通这一重要模式和土地利用对公共自行车换乘方面的影响缺乏相关的具体探讨。本文在以往研究的基础上，基于南京地铁站点调查所得数据，建立多项 logit模型，剖析个体行为特征各要素和土地利用在公共自行车换乘选择中的作用。

1 调查方案设计与实施

1.1 调查内容

本研究的调查目的旨在探求出行者个人特征以及地铁站周边土地利用对出行者选择公共自行车换乘轨道交通的影响。

对出行者进行问卷调查，内容包括出行者的个人特性：性别、职业、年龄、收入、自行车被盗经历和出行特性，包括本次到达轨道站点的交通方式、花费的时间、本次出行的目的、离开轨道站点的交通方式以及到达目的地花费的时间；以及非使用者对公共自行车的看法：可接受的自行车骑行时间、不使用公共自行车的原因。

对轨道交通站点周边土地利用情况进行统计，统计内容为轨道交通站点吸引范围内住宅区、教育机构、医院、休闲娱乐场所的数量，以及地铁站周围停靠的支线公交数、停车场数量和是否为换乘站。

1.2 调查对象与调查方式

考虑到问卷调查需要了解目前轨道交通出行者的主要换乘方式以及他们的行为特性，确定以使用轨道交通出行的乘客为调查对象，进行现场问卷调查，保证调查者能够随时解答调查对象的疑问。调查于2014年10月进行，选择南京江宁、仙林和河西地区共 15个轨道交通站点作为调查地点。为了能够了解公共自行车使用者的情况，本次研究特意在轨道交通站点公共自行车租赁点进行调查，以增加公共自行车使用者的调查数。

考虑到出行者可接受的自行车骑行距离，查阅相关文献，轨道站点对于自行车交通的合理吸引范围为3 000 m[6]，以此为站点吸引范围查阅地图，对设有公共自行车租赁点的南京轨道交通站点统计土地利用相关指标。

1.3 调查结果初步分析

本次调查总共发放800份调查问卷，回收的有效问卷数为701份，其中在轨道交通站点596份问卷有效，在公共自行车租赁点105份有效。根据回收的样本，轨道交通站点的各换乘方式所占比例如图 1所示。可以看出，目前换乘方式主要以步行和公交为主，超过一半的出行者步行到达轨道交通站点，使用公共自行车换乘轨道交通只占出行者中的4%。

图1 轨道交通站点各换乘方式比例Fig.1 Proportion of transfer mode at rail transit station

在乘客个人属性方面，统计结果如表1所示，75%的调查对象分布在 20～50岁的年龄段，有 68.6%调查对象月收入在2 000～8 000元，由此可知使用轨道换乘的出行者主要为中高收入的青壮年。出行目的方面，63.3%的出行者出行目的为上班、上学或者公务，显示了轨道交通对通勤出行的巨大吸引力。

表1 调查者个人属性统计Tab.1 Summary of the surveyed person attributes

续表1

统计非使用者对南京公共自行车的看法，超过50%的乘客认为5～15 min是可以接受的考虑使用公共自行车到达地铁站的时间范围。对于公共自行车的非使用者，询问了他们不使用公共自行车的原因，调查结果如图 2所示。调查对象的选择集中在出发点/目的地附近缺少公共自行车租赁点、办卡地点不方便和担心当需要的时候没有自行车，反映了目前公共自行车系统不够完善，出行者不能够便利的使用公共自行车的情况严重影响公共自行车的推广。

图2 不使用公共自行车原因统计Fig.2 Summary of the reasons not using public bicycles

2 公共自行车换乘轨道交通影响因素分析

2.1 模型基本理论

常用的交通行为分析工具有二项logit模型[7]，分层logit模型[8]等方法。本文研究对象是正在使用和潜在的公共自行车换乘轨道交通的出行者，因变量为轨道交通站点各换乘方式，它们之间相互独立，因而采用多项 logit模型建立出行者公共自行车换乘轨道交通行为模型。

根据效用最大化理论，如果假设某出行者n的选择方案集合为An，选择其中方案j的效用为Ujn，则该出行者n从集合An中选择方案i的条件为：

Uin可表示为：

式中，Vin为出行者n选择方案i的效用函数中的固定项；εin为出行者n选择方案i的效用函数中的随机项。

当Vin与其中包含的解释变量之间呈线性关系，可以表示为：式中，K为解释变量数；θk为第k个变量所对应的参数；Xink为第n个个体选择第i种活动模式（本文中指交通方式）所包含的第k个特性变量。

假设效用函数中的随机项εin服从参数为（ηin，μ）的二重指数分布（ηin是位置参数，μ是严格大于0的刻度参数），可得到第n个个体选择i种交通方式的概率：

求解Pin的关键是求解θk，可通过极大似然估计法求解。构造似然函数L*如下：

式中，δin为个体交通方式选择结果，由于每个个体只能选择一种交通方式，即如果第n个个体选择了交通方式i，则δin值取 1，该个体选择其他交通方式δin值均取0：

其中θ=(θ1，…，θk，…，θK)′，可对式（6）用Newton-Raphson法标定出参数θ，计算流程见图3[8]。

图3 Newton-Raphson法计算流程Fig.3 Calculation process of Newton-Raphon algorithm

其中L对θ的一阶和二阶偏导▽L和▽2L如下：

2.2 模型的标定及分析

由于影响因素非常多，初步将模型的自变量定为21个：性别、学生、上班族、上学或上班、公务、休闲娱乐、探亲访友、回程、年龄、收入、自行车被盗数量、出发点到地铁站所花费的时间、地铁站到目的地所花费时间、公交费用、是否为换乘站、站点缓冲区住宅区的数量、站点缓冲区教育机构的数量、站点缓冲区医疗机构的数量、站点缓冲区商业区数量、地铁站周边支线公交数、地铁站周边停车场数量和地铁站客流量。其中前8个变量和是否为换乘站为虚拟变量，其解释如表2所示。

表2 虚拟变量解释说明Tab.2 Descriptive of dummy variables

以步行的出行方式作为模型的参考对象，标定模型结果如表3所示。其中学生、站点缓冲区医疗机构的数量、站点缓冲区商业区数量、地铁站周边支线公交数和地铁站周边停车场数量对所有模式的显著性值均大于0.05，说明出行者换乘方式选择与这些变量间的相关性较弱，故而舍去。而收入虽然对小汽车和公共自行车有一定影响，但其系数接近于0，即收入对换乘方式选择的影响是极其微弱的。

表3 多项logit模型标定结果Tab.3 Estimation results of multinomial logit model

从表3中可以看出，相比于其他换乘方式，出行目的和职业对出行者选择公共自行车有显著影响。以上班、上学为目的的出行者，更倾向于使用公共自行车。这与模型中上班族更倾向于选择公共自行车相吻合。这类人群对待迟到的态度比较慎重，公共自行车相比于步行速度更快，相比于公交可以节省等待时间，相比于使用其他私人交通工具可节省出行费用，因而受到这类人的欢迎。

出行者年龄变量在公共自行车这一模式中为负，说明出行者年龄越大，其选择公共自行车的可能性会减小，这与随着年龄增大出行者体力下降，并且通勤出行的比例减小有关，也从侧面说明了公共自行车对通勤出行上班族的吸引力更强。

自行车被盗数量增加，出行者选择公共自行车换乘地铁的可能性增大。自行车被盗数量增加一倍，出行者选择公共自行车的可能性增加3.550倍。这说明有自行车被盗经历的出行者采用目前出行方式更多的是因为不想承担自行车被盗的风险，公共自行车良好的防盗性能将会吸引他们选择使用公共自行车。

从出发点到地铁站的出行时间是影响轨道交通换乘方式选择的主要因素。随着出行时间的增长，出行者选择公交、小汽车、私人自行车/电动车和公共自行车的可能性分别为1.387、1.317、1.203和1.244，说明随着出行距离的增加，出行者选择公交与小汽车的概率更大，产生这一现象的原因是公交与小汽车更适合中长距离的出行，这也与调查中出行者认为5～15 min是可以接受的使用公共自行车到达地铁站的时间范围相吻合。

除了出行时间，出行费用也是较为主要的影响因素。在公交和公共自行车模式中，公交费用变量的系数分别为-3.950和-1.854，可以计算得公交费用增加一倍，出行者由公交改为公共自行车的概率为8.263，这也反映了轨道交通换乘出行者对出行费用具有较强的敏感性。

在土地利用方面，站点吸引范围内住宅区的数量越多，会有更多的居民倾向于使用公共自行车，目前南京地铁站周边住宅区分布较为密集，这为公共自行车的发展提供了有利条件。

同时公共自行车使用者更为关注教育环境，站点吸引范围内教育机构数量的增加会吸引更多的居民倾向于使用公共自行车。这可能是由于南京教育机构的选址更多的考虑与地铁换乘的便利性，在早晚高峰，家长要兼顾出行速度与出行安全，目前南京大部分道路都覆盖有非机动车专用道，公共自行车的推广大大方便学生和家长的出行，节省出行时间。

3 结束语

本文从出行个体和土地利用的角度，利用多项logit模型分析出行者行为特性和轨道交通站点周边土地利用对选择公共自行车换乘轨道交通的影响。研究结果表明：通勤出行的上班族更乐于使用公共自行车完成出行；出行时间和出行费用是其最主要的考查因素，而公共自行车良好的防盗性能，短距离出行速度快的特点能够有效增强其吸引力；将租赁点布设于地铁站周边住宅区和教育机构可以有效提高公共自行车的吸引力。研究成果可以为公共自行车系统规划、租赁点布设等提供依据。

[ 1 ] Fishman E., Washington S., Haworth N. Barriers and facilitators to public bicycle scheme use: A qualitative approach[J]. Transportation Research Part F: Traffic Psychology & Behaviour, 2012,15 (6): 686-698.

[2] Jiang S., Du Y. Combining revealed and stated preference methods to evaluate the use of bicycle-sharing systems[A]. In: American society of civil engineers. proceedings of the fourth international conference on transportation Engineering[C]. Chengdu:ASCE, 2013:2921-2926.

[3] 吴志周，范宇杰，陶佳，张剑桥. 城市轨道交通公共自行车换乘需求预测方法研究[J]. 武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2013，37(5)：919-923.

[4] Shaheen S. A., Zhang H., Martin E., et al. China’s Hangzhou public bicycle: understanding early adoption and behavioral response to bikesharing[J].Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2011, 2247(2247):33-41.

[5] Bachand-Marleau J., Lee B. H. Y., El-Geneidy A. M.Better understanding of factors influencing likelihood of using shared bicycle systems and frequency of use[J]. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2012, (2314):66-71.

[6] 丁玎．白行车换乘轨道交通模式若干问题研究[D].西安：长安大学，2010.

[7] 王文红，关宏志，王山川．Nested—Logit模型在轨道交通衔接方式选择中的应用[J]．城市轨道交通研究，2008，11(7): 25-30.

[8] 关宏志. 非集计模型—— 交通行为分析的工具[M].北京：人民交通出版社，2004，12.