基于TTC的地鐵出行適應(yīng)性研究

于浩川

摘 要：在城市設(shè)施資源有限的條件下，最大程度提升城市客運(yùn)能力需判斷交通方式間的適應(yīng)性。首先在假設(shè)居民出行服從費(fèi)用最小原則的基礎(chǔ)上建立基于時(shí)間價(jià)值的分擔(dān)率預(yù)測(cè)模型。考慮居民收入水平、出行費(fèi)用等因素建立不同交通方式出行時(shí)間成本計(jì)算模型。最后，以天津市為例計(jì)算常規(guī)交通、地鐵及出租車的時(shí)間價(jià)值和出行時(shí)間成本函數(shù)，通過(guò)分析出行時(shí)間成本、距離速度的關(guān)系進(jìn)而研究天津市地鐵出行適應(yīng)性。

關(guān)鍵詞：地鐵、客流適應(yīng)性、時(shí)間價(jià)值、出行時(shí)間成本

1.引言

在城市資源和建設(shè)規(guī)模有限的前提下，諸多大中型城市仍選擇興建地鐵等城市軌道交通，然而若想充分利用地鐵的客運(yùn)能力則必須考慮該交通方式的適應(yīng)性：主要表現(xiàn)為競(jìng)爭(zhēng)和互補(bǔ)2種形式。通過(guò)減少競(jìng)爭(zhēng)或是提高互補(bǔ)性從而提高城市的整體客運(yùn)能力。出行時(shí)間成本是出行中時(shí)間用貨幣來(lái)衡量，通過(guò)用于比較在多因素影響下不同交通方式的適應(yīng)性。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)時(shí)間成本的研究主要為總成本的分類、量化以及收費(fèi)政策的制定，目前對(duì)時(shí)間價(jià)值研究大多采用Logit及其改進(jìn)模型[1]-[7]。本文旨在利用廣義出行費(fèi)用預(yù)測(cè)交通方式分擔(dān)率，以時(shí)間價(jià)值理論為基礎(chǔ)尋求各種交通方式出行時(shí)間成本的量化并加以比較，從而尋找提升城市軌道交通的適應(yīng)性的途徑。

2. 出行分擔(dān)率預(yù)測(cè)模型

出行時(shí)間成本TTC指出行過(guò)程中消耗的時(shí)間用貨幣來(lái)衡量，包括出行時(shí)間價(jià)值和路費(fèi)。在城市交通交通的預(yù)測(cè)中時(shí)間價(jià)值VOT一個(gè)不可忽視的因素，在計(jì)算居民VOT前，需將城市居民按照其收入水平由低至高劃分為6個(gè)等級(jí)，采用生產(chǎn)法計(jì)算不同收入水平的VOTj [8]。城市交通的出行時(shí)間成本越低，該交通方式對(duì)出行者的吸引力就越強(qiáng)并與該城市的其他交通方式互相適應(yīng)來(lái)共同提高城市交通的客運(yùn)能力，其技術(shù)公式如下，Mj為收入水平j(luò)的人均年收入，J為每年休假日。

本文采用VOT模型對(duì)交通方式的分擔(dān)率進(jìn)行預(yù)測(cè)[10]。假設(shè)城市居民均選擇廣義出行費(fèi)用最小的出行方式進(jìn)行出行。根據(jù)以往研究成果，一般認(rèn)為時(shí)間價(jià)值服 從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，其中：

由各交通方式的廣義出行費(fèi)用的函數(shù)公式和線性函數(shù)特點(diǎn)可計(jì)算h1、h2、h3的具體數(shù)值。對(duì)于j階收入水平的居民來(lái)說(shuō)，單位時(shí)間價(jià)值在不同范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)分布函數(shù)即為其選擇交通方式的概率 [11]，進(jìn)而可以計(jì)算交通方式i中各收入水平乘客的比例θji。

3.算例分析

1）天津市居民出行分擔(dān)率預(yù)測(cè)

本文以天津市為例分析2015年其地鐵線路的客流適應(yīng)性。將天津市居民收入水平劃分為6個(gè)收入水平。依據(jù)2010年統(tǒng)計(jì)年鑒應(yīng)用上述公式計(jì)算天津居民平均等價(jià)單位時(shí)間價(jià)值根據(jù)《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》、天津市2005年居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)等得出天津市各項(xiàng)取值。計(jì)算預(yù)測(cè)得到3種交通方式2015年的出行費(fèi)用。根據(jù)線性函數(shù)性質(zhì)計(jì)算得到廣義出行費(fèi)用函數(shù)的交點(diǎn)分別為7.6、15.32、23.65。結(jié)合上式即可得到3種交通方式的VOT如表3-1所示。

2）基于出行時(shí)間成本的客流適應(yīng)性分析

假設(shè)行程距離相同，公交換乘15min，候車5min；地鐵換乘5min，購(gòu)票候車3min；出租車候車時(shí)間3min。L為行程距離，行程車速Vi2受道路飽和度影響。設(shè)3種交通方式車速分別為20km/h、35km/h、40km/h。由于地鐵擁有其獨(dú)立的交通系統(tǒng)，幾乎不受客流量和交通量的影響，因此本文主要研究不同運(yùn)營(yíng)速度下，常規(guī)公交與地鐵的時(shí)間成本關(guān)系。利用線性函數(shù)性質(zhì)，計(jì)算V12、 V12”分別為17.28km/h、11km/h。假設(shè)天津市內(nèi)發(fā)生交通擁堵時(shí)車速降至原來(lái)的3/4，只有L∈（1.85，4），Y（42.18∞）時(shí)，地鐵的出行時(shí)間成本小于常規(guī)公交。在假設(shè)距離相同且換乘、候車時(shí)間取均值，TTC1一般小于TTC2。作為公共交通2者承擔(dān)著出行目的相似的客流，因此為降低競(jìng)爭(zhēng)性應(yīng)盡量避免線路重疊。在上述假設(shè)條件下線路重疊超過(guò)4km時(shí)，地鐵與常規(guī)公交相適性較低：2種交通方式之間會(huì)形成客流競(jìng)爭(zhēng)；若想充分利用地鐵的客運(yùn)能力應(yīng)將線路重合長(zhǎng)度控制在4km內(nèi)。

4.結(jié)語(yǔ)

地鐵作為城市最重要的交通方式之一與其他交通方式間適應(yīng)性的高低直接關(guān)系到城市整體客運(yùn)能力。本文通過(guò)建立基于廣義出行費(fèi)用的交通分擔(dān)率預(yù)測(cè)模型計(jì)算得到交通方式的時(shí)間價(jià)值進(jìn)而計(jì)算乘客選擇不同交通方式的出行時(shí)間成本。之后以天津市為例，計(jì)算公交、地鐵、出租車的時(shí)間價(jià)值以及時(shí)間成本函數(shù)。通過(guò)比較不同條件下交通方式的時(shí)間成本研究在交通方式間的適應(yīng)性，進(jìn)而交通方式所適合的出行距離和線路布設(shè)方案。

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