天氣因素對城市居民公共交通出行選擇的影響

孫靜怡 王英達 郭鳳香 余天

摘要：天氣是居民出行方式選擇的重要影響因素，以北京市為例，根據不同天氣情況下城市居民公共交通出行意愿的問卷調查，針對公共自行車、公交車、地鐵及取消出行4種情況，研究天氣因素對相關出行選擇的影響，構建了高溫、大雨、大雪、霧霾4種場景的多項交通行為選擇Logistic模型。研究結果表明：不同天氣因素影響下，年齡、學歷、出行目的和出行距離存在顯著影響，而性別、職業無顯著影響；提出了針對不同天氣因素影響下提升公共交通服務品質的建議，為城市公共運營策略及運營方案制定提供依據與支撐。

關??鍵??詞：交通規劃；公共交通；多項Logistic模型；天氣因素；出行方式

中圖分類號：F572.88；U491.1+7???文獻標識碼：A??文章編號：1005-6432（2023）17-0000-05

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2023.17.000

1?引言

伴隨著城市私人機動車出行率的增長，交通擁堵、安全、以及尾氣污染等問題日益凸顯，公交優先政策被提上日程，以優質常規公交為支撐的合理城市出行結構，從而緩解城市交通問題。但高溫、大風、降雨、降雪、沙暴、霧霾等天氣頻繁出現，導致出行平衡發生變化，引發交通資源利用降低。經查詢北京市截止2021年9月近5年的天氣情況可以得出，30度及以上的炎熱天氣共計520天，占比24.76%；降雨天氣439天，占比20.9%；降雪天氣38天，占比1.81%；空氣質量為中度及以上天氣共計204天，占比9.71%，特殊天氣占比已超過一半。因此本文主要研究天氣因素對城市居民公共交通出行方式選擇的影響，為提高公交服務水平提供依據。

張凡[1]等人通過研究降雨天氣下公路出行者的出行方式轉移情況，得出降雨天氣下不同因素對商務及休閑兩種模式出行方式的影響。張本森[2]通過建立出行模型，優化了冰雪條件下城市居民的出行結構，為交通規劃的制定和交通政策的實施提供了理論依據。Liu?C[3]為研究瑞典不同地區的非通勤出行方式選擇，應用瑞典出行及氣象數據，分析了不同天氣對日常活動的影響。林子敬[4]通過對大連市居民的出行行為調查，研究了惡劣天氣和新建地鐵站對出行方式的影響，得出惡劣天氣影響下選擇地鐵的比例較高。李聰穎[5]通過引入生理、心理感知變量，構建結構方程模型，探究了霧霾天氣對交通行為的影響機理，提出在霧霾天氣下減少步行及非機動車出行時間等建議。王永強[6]選取氣溫、空氣質量等因素得出不同天氣因素影響的共享單車分擔率，提出投放建議。

綜上所述，目前有關天氣因素對城市公共交通的出行選擇影響的研究較少，因此本文基于SP調查方法，以北京市為例，獲取不同天氣下居民公共交通的出行意向，采用多項Logistic模型分析在不同天氣情況下的公共交通出行方式的選擇情況，結合不同天氣情況對顯著因素進行綜合分析。

2?問卷調查與結果

本文選取SP調查，對不同天氣因素影響城市居民出行的方式進行建模，并從個人屬性及出行屬性兩個方面選擇變量。以北京市民作為研究對象，共收集1303份有效調查數據。

2.1?城市居民個人屬性調查

城市居民個人屬性以性別、年齡、學歷、職業、出行目的、出行距離六類為分類自變量進行數據收集。變量設置及出行者個人屬性及出行特征分別如表1、圖1所示。

2.2城市居民公交出行意向調查

以4種出行選擇結果為因變量，不同天氣因素影響下的城市居民出行意向如圖2所示。

3?多項Logistic模型的出行方式選擇

3.1多項Logistic模型

交通領域常進行分析研究的一個重要指標為比例變量，例如分析出行者選擇出行方式的比例，目前針對比例變量進行分析應用最廣泛的為Logistic模型。因此本文采用多項Logistic模型對出行者個人屬性及出行屬性兩個方面研究天氣因素對城市居民出行選擇的影響，由于所研究的出行方式不存在順序關系，因此選擇無序多項Logistic模型，其模型表達式如下所示。

式中，為選擇第j類方式的概率；為選擇第J類方式的概率（第J類為參照類，且J≠j）；為常數項；為參數；為可選方式。

首先需選擇一個參照類，其余分類與該分類進行比較，如有K個類別，需建立K-1個模型。例如，本文中研究天氣對出行選擇的影響，包括公共自行車、公交車、地鐵及取消出行共4類，分別以到表示，共需建立3個模型。以公共自行車作為參照類，得到以下3個模型：

式中為影響居民出行的指標；和為模型的截距和系數。

3.2基于調查數據的多項Logistic模型構建

使用SPSS軟件對城市居民的出行選擇進行多項Logistic回歸模型運算。模型擬合結果中顯著因素如表2、表3所示。其中出行者的年齡、學歷、出行目的和距離具有顯著影響，性別、職業在統計意義上不顯著。

從表3、表4中可以看出，四種情況下只包含常數項的-2倍對數似然值對比最終模型均有減少，高溫情況下的似然卡方值為183.033、大雨為264.321、大雪136.977、霧霾為341.21，概率P值均為0.000（P<0.005），模型具有意義。

在不同天氣情況下，年齡、學歷、出行目的及距離對不同模型有部分顯著影響（P<0.005），性別、職業兩類因素不具有顯著影響（P>0.005）。

3.3出行方式選擇結果

3.3.1?高溫天氣對城市居民公共出行選擇的影響

高溫天氣影響下各城市居民出行選擇的擬合模型分別為：

以公交車模型為例，出行距離為1km以內（TD1）的變量具有顯著影響（顯著水平P<0.005），表中B列為回歸系數，且為負數，表明出行距離為1km以內的人相較于出行距離為5km以上的人更傾向于選擇公共自行車出行，而出行距離為1-3km、3-5km與出行距離5km以上相比不顯著。出行距離為1km以內時選擇公交車的概率與選擇公共自行車的概率的比值是出行距離為5km以上的0.373倍。

3.3.2?大雨天氣對城市居民公共出行選擇的影響

大雨天氣影響下各城市居民出行選擇的擬合模型分別為：

3.3.3?大雪天氣對城市居民公共出行選擇的影響

大雪天氣影響下各城市居民出行選擇的擬合模型分別為：

3.3.4?霧霾天氣對城市居民公共出行選擇的影響

霧霾天氣影響下各城市居民出行選擇的擬合模型分別為：

3.4?模型結論

在4種不同的擬合模型中出行距離和出行目的均有顯著影響，而年齡在大雨及霧霾天氣下具有顯著影響，結合城市居民出行意向調查可以得出以下內容。

第一，在3公里以內居民更傾向于選擇公共自行車，隨著出行距離的增加，選擇公交車及地鐵出行的比例增加。對于取消出行模型，出行目的均有顯著影響，且上班、上學相比于娛樂顯著程度更高。對于上班上學者的剛性出行需求，受天氣影響較小。

第二，高溫天氣下，取消出行相比于其他出行方式占比最少，出行者對高溫天氣忍耐程度較高。大雨天氣下，年輕人相比于老年人更傾向于乘坐地鐵，因雨水導致地鐵內路面濕滑，且部分地鐵僅單向電梯，需上下樓梯，換乘路線較長，不利于老年人行動，容易發生滑倒情況。霧霾天氣下，考慮到健康原因，非剛性出行受影響較大。此外，由于公共自行車暴露在外，相比于公交車和地鐵更易受霧霾影響，因此選擇此出行方式的人占比最少。

第三，在惡劣天氣影響下，如大雨或霧霾天氣都會減少公共自行車的交通分擔率。選擇地鐵出行均占比最多，地鐵運行環境相對獨立，受天氣影響較小，同時不會因出現地面交通事故而受擁堵影響，準時性高，更容易受到出行目的較為剛性如上班、上學的出行者青睞。年齡較大出行者更傾向于選擇公交車出行，但在惡劣天氣影響下，老年人更容易取消出行計劃；霧霾天氣對居民出行意愿的影響最大，三分之一的出行者選擇取消出行，且多是取消休閑娛樂與其他出行目的的非剛性出行需求。

4惡劣天氣影響下公共交通優化建議

為提高居民在惡劣天氣下選擇公共交通出行意向，提高公共交通競爭力和保障社會公益性，確保必要出行的安全性、便捷性和相對的舒適度，減輕公交運營壓力，可以從以下方面著手。

第一，提高公共交通安全性。對于惡劣天氣情況下制定公共交通的應對方案。公交車可提前探查道路狀況，制定防滑、除雪、大霧風險路段警告等應對方案，在出現強降雨降雪情況時，安排相關人員及時赴相關路段進行防滑、除雪的工作，保障行車安全。

第二，保障居民出行需求。惡劣天氣情況下更易發生交通擁堵現象，公交車在主線運營外可考慮增加支線線路運營，減少雙線發車頻率的方式，一方面節約成本，另一方面多一條運營線路可以一定程度上解決交通擁堵造成的出行需求問題。

第三，緩解公交運營成本壓力。惡劣天氣下公共交通壓力相比正常天氣有所下降，可在平峰期適當減少公交車和地鐵的發車頻率。根據不同城市每年的氣候特點或天氣預報，在惡劣天氣時減少公共自行車投放或建設車棚，避免公共自行車因暴曬、遇水等加速老化，節約維護成本，減少運營損失。

參考文獻：

[1]張凡，韓志玲，陳艷艷等.?降雨天氣下公路出行者出行方式轉移模型[J].?公路交通科技，?2018，35（6）：105-111.

[2]張本森.?冰雪條件下居民出行方式選擇研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2012.

[3]?LIU?C，?SUSILO?Y?O，?KARLSTR?M?A.?Examining?the?impact?of?weather?variability?on?non-commutersdaily?activity–travel?patterns?in?different?regions?of?Sweden[J].?Journal?of?transport?geography，?2014（39）：36-48.

[4]?林子敬.惡劣天氣對大連市居民出行方式選擇的影響研究[D].大連：大連理工大學，2017.

[5]?李聰穎，黃一哲，李敢，等.?霧霾天氣對出行行為的影響機理研究[J].?西安建筑科技大學學報，2015，47（5）：728-733.

[6]?王永強.天氣因素對城市共享單車出行的影響研究[D].北京：北京交通大學，2019.

[基金項目]?國家自然科學基金項目（項目編號：71961012）。

[作者簡介]?孫靜怡（1968-），女，湖南益陽人，副教授，主要從事交通運輸規劃與管理的研究；王英達，（1997-），男，河北承德人，在讀碩士研究生，主要從事交通運輸規劃與管理的研究。