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 倩

（重慶大學數學與統計學院，401331，重慶∥第一作者，碩士研究生）

國外大城市解決城市交通問題的成功經驗為：發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，引導城市居民使用公共交通系統。這也是我國大城市解決交通問題的惟一途徑。當前，我國大部分城市仍然是以道路公交為主，隨著軌道交通的建設，為實現公共交通一體化發展，就要有效引導出行者選擇軌道交通與道路公交的換乘，增加換乘量。本文通過分析出行者的生理心理特性，建立了軌道交通站點的間接吸引范圍，并提出了引導軌道交通與道路公交換乘的策略，體現出以人為本的理念，對加快一體化公共交通建設有重要意義。

1 基于出行者生理特性的軌道交通站點吸引范圍

1.1 基于出行者生理特性的出行時間

出行者為完成出行行為需要不斷消耗自身的能量，當能量消耗達到一定程度時，就會使出行者感到疲勞、厭煩。因此可通過研究能量消耗指標來衡量出行者的生理負荷情況。

文獻［1］對出行者的個體行為生理特性進行了深入研究，計算出不同出行方式下的出行者單位時間總能耗（見表1），并根據表1中的數據計算出不同出行方式下的理論出行可持續時間，但是與實際情況存在差距。為了結合實際，作者根據成都市出行者調查，給出了在5min休息時間能恢復常態的理想狀態下，不同出行行為的可持續時間（見表2）。

表1 不同出行方式下出行者單位時間總耗能 kJ／min

針對重慶市影響耗能的因素分析，仍將恢復時間定為5min，且軌道交通的5min恢復時間下的行為持續時間與道路公交的相差不大。

表2 5min恢復時間下的行為持續時間 min

1.2 5min恢復理想狀態下的軌道交通站點吸引范圍

目前，確定軌道交通站點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號線根據土地利用在客流預測過程中的研究結果：在5號線兩側取垂直距離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［3］根據我國城市軌道交通以道路公交換乘為主的現狀，以及城市發展對軌道交通客流預測影響，構建道路公交影響下軌道交通站點吸引區域模型。本文從以人為本的角度出發，將5min疲勞恢復時間視為理想狀態，研究以軌道交通站點為起點的道路公交可達距離，并作為軌道交通站點的間接吸引范圍。根據重慶市軌道交通與道路公交運行車速調查，主城區道路公交高峰小時平均運營車速為21.54 km／h。考慮到軌道交通與道路公交之間換乘有換乘步行及候車時間，這個過程也會產生能量消耗，因此，根據以往的出行調查數據，將換乘步行與候車的時間之和定為5min。由表1及表2中的數據，可得理想狀態下道路公交可達距離（見表3）。

表3 理想狀態下道路公交可達距離 km

表3中可達距離主要集中在2～6km，其平均值為3.11km。即確定了在軌道交通站點為中心的區域內，理想狀態下道路公交可達的3.11km范圍為軌道交通站點的間接吸引范圍。以上數據只是基于出行者生理特征的理論值，且與北京市地鐵5號線的客流預測結果“在5號線兩側取垂直距離在3 km劃出二次吸引范圍”基本一致。

重慶市2009年主城區居民出行調查顯示，主城區的居民平均一次出行耗時32.1min。在居民出行方式中，步行方式平均出行耗時18.2min，道路公交方式平均出行耗時45.6min，軌道交通方式平均出行耗時28.9min。結合理論結果可知，在實際出行中，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超過上述距離，而且隨著軌道交通對城市空間演化的影響，軌道交通的間接吸引范圍還會擴大。

2 基于前景理論的出行方式選擇模型建立

根據前景理論，出行者將按照以下過程進行決策：（1）出行者主觀感知各出行方式的出行費用；（2）出行者依據參照點判斷各出行方式可能帶來的“收益”與“損失”；

（3）出行者根據價值函數以及概率權重函數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 出行者決策節點、決策時刻以及參考點選取

本文研究的目的是通過提高軌道交通與道路公交之間的換乘，加快實現城市公共交通的一體化。因此主要針對中長距離出行的出行者，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。由于軌道交通的準點率高，故將出行者的決策節點定為軌道交通換乘道路公交的換乘點，決策時刻定為出行者到達換乘站的時刻，參考點定為5min恢復時間下的行為持續時間（10min）與換乘時間（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出行時間與參考點相比較，以權衡“收益”與“損失”。

設tp為出行者主觀估計選擇路徑后的“收益”或“損失”，則：

式中：

t0——參考點，t0＝15min；

tarrival——估計到達時間。

價值函數采用Tversky和Kahnemam提出的形式，出行者在決策階段的價值函數為：

式中：

α——風險態度系數，0＜α＜1。α越大表示出行者越傾向于冒險，當α＝1時，表示出行者為風險中立者；

λ——損失規避系數，若λ＞1，表示出行者對損失更加敏感。

根據 Kahneman等的標定，當α＝0.88，λ＝2.25時，與經驗數據較為一致。

按照，Kahneman在1992年提出的概率權重函數形式，概率權重計算如下：

其中，p為出現某種結果的預估概率。Kahneman根據實驗標定［4］γ＝0.61，δ＝0.69。

假設選擇路徑P時，可能出現的時間結果構成的集合為X，xk∈X 代表某種“收益”或“損失”。根據各種可能的結果，按增序排列得到各個結果的下標［4］。當下標為零時，代表既無“收益”也無“損失”，即為x0＝0。當i＞0時，xi＞0，此時代表“收益”；當i＜0時，xi＜0，此時代表“損失”。則前景值計算如下：

根據前景值的判斷，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

心理過程［1］即心理活動的過程，是心理現象的不同形式對現實的動態反應。對城市客運交通系統出行行為而言，出行心理即出行者的心理活動，是由客觀的交通活動引起的，是通過一系列的生理變化實現的，并且表現在出行者的出行活動過程中，具體如圖1所示。

重慶市2005年輕軌2號線出行調查結果顯示，在熟知軌道交通安全、快捷、舒適、準時等特點的前提下，2號線交通需求調查區域內居民對各種交通方式的選擇比例分別為：輕軌71.8%，公交車15.8%，出租車3.1%，私家車3.5%，其他5.9%。而對“如果輕軌能縮短你半個小時的出行時間，你是否愿意為此額外支付1元費用”的調查的結果顯示，居民對其接受的比例為87%。以上調查結果都顯示心理活動對出行選擇的影響力。

圖1 出行者行為心理活動過程

3.2 出行心理對出行換乘行為的影響

調查顯示，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程實際是消費者選擇行為［5］。基于期望效用理論，出行者選擇期望效用最小的出行方式。

因此，對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說，出行過程是否通暢，換乘距離是否合理，是否能夠迅速找到換乘站點，換乘等待時間是否過長，出行費用能否接受等，都會影響出行者的認知過程、情感過程以及意志過程，進而影響其期望效用。如果出行者對此次出行不滿意，就會在以后的出行過程中拒絕選擇這種出行方式，并影響其周圍出行者做出同樣的決定；反之，則會逐漸接受該換乘出行并誘導周圍出行者選擇此換乘出行。

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間與換乘距離，并爭取實現換乘協調。

4 出行生理心理的換乘出行策略（以重慶市為例）

目前重慶市主城區運營的軌道交通線路為輕軌2號線，另有在建軌道交通線路3條。預計2014年主城區將形成1、2、3、6號線的軌道交通骨干網絡。因此，在由軌道交通提高公共交通出行量的同時，也要加強軌道交通與道路公交的換乘協調，提高換乘量，以達到提高公共交通的出行量，促進一體化公共交通建設的目的。根據以上分析，可以通過實施以下策略提高換乘量：

（1）設計人性化設施。其一，在換乘站附近或換乘站內設立適量的休息座椅，供換乘者休息以恢復體力；其二，在已有及在建軌道交通站點3.11km范圍內，設立軌道交通信息資訊平臺，使居民熟悉軌道交通，并認識換乘的方便性。

（2）完善軌道交通站點換乘信息。首先在軌道交通站點500m范圍內的醒目位置，標注軌道交通站點并指引進入站點的通道；其次在軌道交通進站與出站口附近，詳細介紹換乘道路公交站點信息與車次等，并建立完備的交通引導信息系統，從而減少換乘步行距離及換乘時間，努力做到無縫換乘。輕軌2號線大坪站位于2號線的中心位置，有通道與1號線進行換乘，且道路公交線路發達，重慶骨干道路公交線路都經過此處，這就需要完備的換乘引導設施及詳細的換乘引導信息，從而提高換乘客流量，促進大坪的飛速發展。

（3）落實換乘票價優惠政策。通過宣傳并落實票價優惠政策（軌道交通出站的刷卡時間距乘公交車的刷卡時間在60min內，乘客持同一張交通卡從軌道交通換乘實施優惠線路范圍內的道路公交，可享受公交票價的五折優惠），使更多的居民對軌道交通與道路公交之間換乘的便利性有更深刻的認識。

（4）實現軌道交通與休閑娛樂一體化。例如，在2號線動物園站內設置動物園的詳細簡介，方便休閑出行的旅客；在建3號線的南坪站以及南山植物園附近應詳細介紹軌道交通線路與道路公交線路，讓居民了解換乘的優點，引導居民選擇軌道交通與道路公交換乘出行。

5 結語

重慶市軌道交通將在2014年基本形成網絡化，因此，要加強軌道交通文化宣傳［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間接吸引范圍，對加快軌道交通與道路公交的換乘，實現城市公共交通一體化建設及“暢通重慶”、“半小時主城”等目標均具有重要的意義。為了加快實現公共交通一體化，研究軌道交通與道路公交的協調換乘仍是今后一項有重要意義的工作。

［1］ 郭寒英.基于出行者生理心理的城市客運交通出行行為研究［D］.成都：西南交通大學，2007.

［2］ 陸化普，朱軍，王建偉.城市軌道交通規劃的研究與實踐［M］.北京：中國水利水電出版社，2001.

［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］.鐵道運輸與經濟，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例分析［J］.土木工程學報，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，2004.

［6］ 顧天奇，陳學武.對《創新——拉丁美洲的巴士，軌道和其他公共交通運作》的評介［J］.城市軌道交通研究，2010（2）：83.