霧霾對居民出行方式選擇行為的影響研究

劉夢琴

(長安大學汽車學院，陜西 西安　710064)

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霧霾對居民出行方式選擇行為的影響研究

劉夢琴

(長安大學汽車學院，陜西 西安710064)

摘要：以北京市為例，運用RP/SP組合調查方法向交通出行者發放500份調查問卷，并利用非集計模型理論及方法，建立包括居民個人屬性、出行特性以及空氣污染程度在內的三因素MNL模型，確定五種不同交通方式對常規地面公交的相對效用，最后得出霧霾天氣較正常天氣時的全交通方式分擔率和轉移率。

關鍵詞：交通工程；交通方式劃分；居民出行；MNL模型；霧霾

1MNL模型的建立和標定

1.1MNL模型的構建

假設Vin和εin相互獨立且均服從Gumbel分布，構建城市居民出行交通方式選擇的MNL模型。

(1)

具體表達式為

(2)

式中：Pin為出行者n選擇第i種交通方式的概率，j為交通方式；An為出行者n所選交通方式的集合。

假設有K個可觀察變量共同決定效用的可測度部分V，一般用線性方程表示變量和效用之間的關系，則可得

(3)

式中：aj為第個交通方式固有的效用；xink為每個交通方式共有的觀測變量；bk表示第k個變量對應的權重。

利用最大似然估計方法，設yjn=1,否則，yjn=0，則可得到自然對數似然值的計算公式為

(4)

將式(4)代入式(5)中，對LL最大化可求解aj和bk的解。本文利用STATA軟件對模型進行求解。

1.2選擇肢及特性變量的確定

為研究霧霾對居民出行全交通方式選擇行為的影響，本文選取自行車(包括電動自行車)(=1)、常規地面公交(=2)、軌道交通(=3)、出租車(=4)、私人小汽車(=5)這5種常用交通方式作為選擇肢進行分析。由調查數據和式(4)可得到5種交通方式的選擇概率關系為

(5)

式(7)表示第i種交通方式對常規地面公交(i=2)的相對效用。初步對數據進行相關性分析，選取顯著影響居民出行行為，能使選擇方案產生效用差異的因子，最終確定出行者個人屬性、空氣質量等級以及出行者出行特性這三方面因素作為效用函數的特性變量。模型變量說明見表1，模型變量設置情況見表2。

表1　模型變量說明

表2　模型變量設置情況

1.3模型的參數標定與檢驗

首先采用STATA軟件中的符號函數編寫對數極大似然函數，并標定出多項Logit模型的參數。再應用STATA多項Logistic模塊進行參數檢驗得到t檢驗值。最終代入模型的變量及其標定結果見表3。

表3　模型變量標定結果

根據統計學原理，從表4可以看出：大部分t檢驗值的絕對值均大于1.96，即有95%的可靠度認為所選特性變量會對選擇結果產生顯著影響。對模型整體優越程度而言，McFadden決定系數ρ2和修正系數ρ-2的數值在0.2~0.4之間時，表明精度良好。本文所建模型ρ2=0.293，ρ-2=0.271，McFadden決定系數較高，達到較為理想的擬合結果。

利用式(5)代入各種交通方式的效用函數，可以得到不同空氣質量下全交通方式的分擔率，如表4所示。

表4　不同空氣質量對應交通方式分擔率

1.4數據分析及建議

(1)霧霾天氣對選擇慢行交通出行的居民影響較大。出于對自身健康和安全的考慮，減少吸入含有PM2.5的污濁空氣，居民會轉而選擇公共交通出行(自行車_cons =-6.382，分擔率降低約5.2%)。

(2)霧霾對于女性居民的影響更大。調查中女性占31.2%、男性占68.8%，而選擇出租車和私家車出行的女性約占43.8%，且對應Sex系數均為負值。可能由于女性更加嬌弱，對空氣污染更為敏感。

(3)霧霾嚴重時，會顯著影響居民的彈性出行。75%的調查對象會放棄彈性出行或縮短出行時間；認為增加班次和提高到站準點率能夠吸引居民乘坐公交車出行的約占65%，其次是提高車速、方便換乘。

(4)空氣污染嚴重時，居民可接受車外暴露時間變短(20 min以內約占70% ，OT系數均為負值且顯著)。由于公交車換乘接駁不便，步行和等待時間過長，加之霧霾天氣能見度低、車速較慢、擁堵加重，導致公交準點率下降，使得有意向乘坐公共交通的潛在群體(約占16.2%)，轉而乘坐軌道交通或出租車出行。

(5)由于私家車具有門到門的服務，可以有效隔離空氣污染，因而受到居民青睞；然而當空氣污染嚴重時，交通擁堵也隨之加劇，出行時間大大增加，出于對時間成本的考量，部分私家車主會放棄私家車選擇公共交通出行(私家車_cons =-4.26)

2結語

重點研究了霧霾天氣對居民出行全交通方式選擇行為的影響，并得出5種交通方式的分擔率和轉移率，為霧霾天氣調整交通方式結構、引導居民低碳高效出行，以及增加公共交通分擔率提供理論依據。若要了解不同種交通方式之間的相互影響特征，須結合出行者意向調查進一步分析得到。

參考文獻：

[1]曹偉華，李青春.北京地區霧霾氣候特征及影響因子分析[C].風險分析和危機反應的創新理論和方法——中國災害防御協會風險分析專業委員會第五屆年會論文集，2012.

[2]陳小鴻，陳非，等. 群體出行的交通方式選擇行為研究[J].武漢理工大學學報(交通科學與工程版)，2010，34(5)：116-120.

[3]杜軼群. 霧霾對私家車主交通方式選擇行為的影響[J].中國公路學報，2014，27(7)：106-110.

Research on impact of haze on travel mode choice behavior for urban residents

LIU Meng-qin

(School of Automobile, Chang′an University,Xi′an,Shanxi 710064,China)

Abstract:Taking Beijing City as an example, referring to 500 copies of questionnaires of residents' daily travel data based on the RP/SP combined survey, and characteristic variables affecting mode choice and the method of getting its values were determined. Then the MNL model supported by the theory of disaggregate discrete choice model was established, which includes residents' personal attributes, travel characteristics and the air pollution, it is also concluded the different rate of travel mode in haze weather and normal weather.

Keywords:traffic engineering; travel mode choice; multinomial logit model; resident trip; haze

中圖分類號：U491.11

文獻標識碼：A

文章編號：1008-3383(2016)01-0146-02

作者簡介：劉夢琴(1990-)，女，湖北咸寧人，碩士研究生，研究方向：智能交通與快速公交(BRT)。

收稿日期：2015-09-22