重慶市主城區(qū)交通方式結(jié)構(gòu)演變與預(yù)測分析

成 華 段力偉

（1.重慶交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 401121；2.重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶 400074）

城市交通方式結(jié)構(gòu)是對城市客運(yùn)交通體系中不同交通方式分擔(dān)率的綜合反映與刻畫[1]。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，我國城鎮(zhèn)化水平和機(jī)動化出行水平也不斷提高[2]。小汽車保有量的激增導(dǎo)致交通基礎(chǔ)設(shè)施供需矛盾日益突出，以地面公交、軌道交通為代表的大容量公共交通方式的快速發(fā)展，為緩解城市交通擁堵、降低污染排放、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展起到了不可或缺的作用。

目前，在城市交通方式結(jié)構(gòu)分析與分擔(dān)率預(yù)測的研究方面，眾多專家學(xué)者進(jìn)行了細(xì)致的研究。如劉爽等（2009）[1]從城市空間布局、土地利用、交通方式競爭轉(zhuǎn)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型四個方面，指出了城市交通結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中的主要問題。張力等（2011）[3]采用廣義費(fèi)用模型的形式，以經(jīng)濟(jì)性、快速性、方便性、舒適性、安全性為指標(biāo)，建立了客運(yùn)產(chǎn)品的分擔(dān)率計(jì)算模型；章洵等（2015）[4]通過建立系統(tǒng)動力學(xué)模型，分析了不同軌道交通密度等級下的上海客運(yùn)交通結(jié)構(gòu)的發(fā)展模式。金安等（2016）[5]以廣州市為例，從公交優(yōu)先和需求管理兩個方面，對公共交通競爭力的發(fā)展策略進(jìn)行了研究；裴玉龍等（2017）[6]從城市屬性、出行者屬性、交通出行需求、城市交通供給四個方面，分析了影響城市交通結(jié)構(gòu)的主要因素；吳翱翔等（2019）[7]以新加坡為例，提出了公共交通出行分擔(dān)率的提升思路與發(fā)展策略。

重慶市作為典型的山地城市，居民的出行次數(shù)、出行時耗以及出行行為特征與平原城市有著一定的區(qū)別[8]。根據(jù)高德地圖聯(lián)合國家信息中心大數(shù)據(jù)發(fā)展部、阿里云等機(jī)構(gòu)共同發(fā)布的《2019 年Q1-Q3 中國主要城市交通分析報(bào)告》[9]顯示，重慶市主城區(qū)路網(wǎng)高峰擁堵延時指數(shù)連續(xù)兩季度（Q1-Q2）為全國最高，Q3 季度排名第二。因此，本文在既有文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合重慶市主城區(qū)交通結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀，通過分析影響出行者選擇行為的宏觀、微觀因素，分別采用平均增長率法和隨機(jī)效用最大化模型，對其交通方式結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，以提升地面公交與軌道交通在城市交通結(jié)構(gòu)中的比例，為優(yōu)化重慶市主城區(qū)交通方式結(jié)構(gòu)、促進(jìn)城市健康快速發(fā)展提供幫助。

1 重慶市主城區(qū)交通方式結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀分析

重慶市主城區(qū)目前的交通方式可以分為機(jī)動化出行與非機(jī)動化出行兩種方式，其中機(jī)動化出行包括小汽車、地面公交、軌道交通、出租車四種主要交通方式，非機(jī)動化出行以步行為主。根據(jù)2014-2018 年《重慶市主城區(qū)交通發(fā)展年度報(bào)告》[10]，重慶市主城區(qū)居民全方式的日均出行量由2014 年的1513 萬人次，增長到2018 年的1710 萬人次，年均增長率3.11%。與此同時，重慶市主城區(qū)居民的出行結(jié)構(gòu)也發(fā)生了明顯變化（圖1）。

（1）機(jī)動化出行比例逐漸增加：自2007 年重慶市主城區(qū)居民的機(jī)動化出行比例首次超過步行以來，機(jī)動化出行比例不斷增加。截至2018 年，機(jī)動化出行比例達(dá)到56.40%，成為居民日常出行的主要途徑。

（2）地面公交出行比例逐年下降：近年來，重慶市主城區(qū)地面公交所承擔(dān)的客運(yùn)量規(guī)模不斷增加，2018 年達(dá)到492.2 萬人次；與此同時，地面公交在交通結(jié)構(gòu)中的比例卻逐年下降，2018 年底降至23.80%，近五年年均增長率為-2.91%，但仍是重慶市主城區(qū)居民日常機(jī)動化出行的首選交通方式。

（3）小汽車出行比例逐年攀升：2014-2018 年，重慶市主城區(qū)的小汽車出行比例由15.78%增長至19.70%，年均增長率5.71%，承擔(dān)的日均出行量達(dá)到336 萬人次，在居民日常機(jī)動化出行中占比1/3，是重慶市主城區(qū)居民日常機(jī)動化出行的第二大交通工具。

（4）軌道交通的作用顯著增強(qiáng)：重慶市主城區(qū)軌道交通自2004 年開通運(yùn)行以來，隨著運(yùn)營里程的不斷增加，軌道交通在居民全方式出行交通結(jié)構(gòu)中的比例逐漸增加，2018 年達(dá)到9.20%，近五年的年均增長率為12.24%，是出行比例增長最快的交通方式，已經(jīng)成為重慶市主城區(qū)居民日常機(jī)動化出行的第三大交通工具。

（5）出租車出行比例波動下降：近五年來，出租車在重慶市主城區(qū)居民日常出行結(jié)構(gòu)中承擔(dān)的比例不足5%，且呈現(xiàn)波動下降的趨勢，2018 年底的出行分擔(dān)率僅為3.30%，是目前全方式出行結(jié)構(gòu)中占比最低的交通方式。

圖1 2014-2018 年重慶市主城區(qū)居民出行方式結(jié)構(gòu)變化情況

2 交通方式結(jié)構(gòu)演變趨勢預(yù)測方法

重慶市主城區(qū)居民日常出行交通方式結(jié)構(gòu)的演變，從宏觀上看，受到城市交通供給與需求的雙重影響；從微觀來看，既受到交通方式服務(wù)屬性的影響，又與出行者個體因素密切相關(guān)。對交通方式結(jié)構(gòu)演變趨勢的預(yù)測，既要考慮交通供給與需求規(guī)模，又要考慮交通方式的服務(wù)屬性與出行者的社會經(jīng)濟(jì)屬性。考慮到五種交通方式不同的供給水平和需求偏好，本文綜合運(yùn)用平均增長率法和隨機(jī)效用最大化模型，分別對步行與機(jī)動化、小汽車與出租車、地面公交與軌道交通的出行量和出行分擔(dān)率進(jìn)行預(yù)測。

2.1 平均增長率法

平均增長率法主要是根據(jù)重慶市主城區(qū)居民歷年出行量的平均增長率，結(jié)合未來年社會經(jīng)濟(jì)及各交通方式發(fā)展趨勢預(yù)測出行總量y，預(yù)測公式為：

式中：d 為基準(zhǔn)年客流量；λ 為預(yù)測年平均增長率；n 為預(yù)測年份與基準(zhǔn)年份差值。

2.2 隨機(jī)效用最大化（RUM）模型

隨機(jī)效用最大化理論是假定出行者在進(jìn)行交通方式選擇時，每種交通方式均會對出行者產(chǎn)生一定的效用值，而出行者會選擇令其效用最大的一種交通方式。令Uni表示第i 種交通方式對出行者n 所產(chǎn)生的效用值，則對于出行者n 而言，其選擇第i種交通方式Ai的條件可以表示為：

因此，對于效用值函數(shù)Uni而言，可以表示為：

在此基礎(chǔ)上，假定隨機(jī)變量ε 服從Gumbel 分布（即極值1 型分布），則出行者從選擇方式集合A 中選擇交通方式Ai的概率可以表示為：

因此，預(yù)測各交通方式分擔(dān)率的關(guān)鍵是確定每種交通方式的出行效用值Vni的具體表達(dá)方式，以及各影響因素（時間、經(jīng)濟(jì)性、舒適度）的參數(shù)值（即βnj）。

3 重慶市主城區(qū)交通方式結(jié)構(gòu)預(yù)測

3.1 日均出行總量的預(yù)測

2014-2018 年，重慶市主城區(qū)的常住人口數(shù)量從818.98 萬人增長到2018 年的875 萬人，年均增長率為1.67%。同時，根據(jù)國內(nèi)學(xué)者的研究，我國城市居民的日均出行次數(shù)保持在1.7-3.0 次/日。因此，考慮到重慶市的山地城市特征以及重慶市的社會經(jīng)濟(jì)總體發(fā)展趨勢，本文將居民日均出行次數(shù)分別設(shè)定2.5 次（2025 年）、3.0 次（2035 年）。根據(jù)《國家人口發(fā)展規(guī)劃（2016-2030年）》以及《重慶市人口發(fā)展規(guī)劃（2016-2030 年）》， 預(yù)計(jì)重慶市主城區(qū)常住人口將達(dá)到1085 萬人（2025 年）、1300萬人（2035 年）。

根據(jù)設(shè)定的日均出行次數(shù)，結(jié)合重慶市主城區(qū)常住人口預(yù)測數(shù)據(jù)，分別計(jì)算得到2025 年、2035 年的主城區(qū)日均出行量分別為2713萬人次、3900 萬人次。

3.2 步行與機(jī)動化的出行量與分擔(dān)率預(yù)測

2002-2018 年，重慶市主城區(qū)步行分擔(dān)率逐年下降，由2002 年的62.70%下降到2018 年的43.6%。其中，近五年的步行分擔(dān)率由46.33%下降到43.6%，年均增長率為-1.51%。2018 年相對2017 年下降了-0.46%，如圖2 所示。

圖2 重慶市主城區(qū)步行分擔(dān)率變化情況

根據(jù)《重慶市主城區(qū)“山城步道”建設(shè)實(shí)施方案》，重慶市主城區(qū)將陸續(xù)建成總長度1207 公里的60 條“山城步道”。其中，近期（2019-2022 年）將建成17 條353 公里“山城步道”。

因此，假定2020-2022 年的重慶市主城區(qū)步行分擔(dān)率延續(xù)近五年的變化趨勢，即按照-1.51%的年均增長率變化；2023 年以后，隨著“山城步道”設(shè)施的不斷完善，重慶市主城區(qū)步行分擔(dān)率的下降趨勢將明顯緩解，此處按照2018 年的年均增長率（即-0.46%）進(jìn)行計(jì)算，可以得到2025 年主城區(qū)步行方式所占分擔(dān)率和出行量分別為40.47%、1097.74 萬人次/日，2035 年的步行方式所占分擔(dān)率和出行量分別為38.66%、1507.72 萬人次/日。

3.3 小汽車與出租車的出行量與分擔(dān)率預(yù)測

（1）小汽車出行量與分擔(dān)率預(yù)測

根據(jù)2014-2018 年《重慶市主城區(qū)交通發(fā)展年度報(bào)告》，近五年重慶市主城區(qū)小汽車擁有量從87.6 萬輛增長到143.7 萬輛，年均增長率為13.17%；同期，小汽車的日均出車率從82.0% 下降到74.2%。因此，可以計(jì)算得到近五年重慶市主城區(qū)平均每輛小汽車的日均計(jì)算出行量分別為3.32、3.53、3.47、3.40、3.16 次，呈下降趨勢。其中，2015-2018 年日均計(jì)算出行量的年均增長率為-3.60%。

考慮到重慶市主城區(qū)居民的消費(fèi)水平和小汽車擁有量的變化規(guī)律，將2019-2028年的小汽車擁有量年均增長率設(shè)定為13.17%（與現(xiàn)有水平一致），2029 年以后的年均增長率設(shè)定為現(xiàn)有水平的50%，即6.58%。而由于城市交通擁堵和大力發(fā)展公共交通的政策趨勢，將未來年的重慶市主城區(qū)小汽車日均出車率和日均計(jì)算出行量的增長率按現(xiàn)有水平保持不變。

因此，根據(jù)平均增長率法的基本原理，可以計(jì)算得到2025 年的小汽車日均出行總量和分擔(dān)率分別為520.17 萬人次、19.17%；2035 年的小汽車日均出行總量和分擔(dān)率分別為635.69 萬人次、16.30%。

（2）出租車出行量與分擔(dān)率預(yù)測

根據(jù)2009-2018 年的《重慶市主城區(qū)交通發(fā)展年度報(bào)告》，近10 年重慶市主城區(qū)出租車的數(shù)量從9324 輛增長到15235 輛；同期，出租車的日均載客次數(shù)從62 次下降到47 次，如圖3 所示。

圖3 近10 年出租車數(shù)量與日均載客次數(shù)變化趨勢

從圖3 可以看出，2009-2014 年，重慶市主城區(qū)出租車的增長速度較快，年均增長率為9.52%；從2014 年開始，主城區(qū)出租車的增長速度明顯放緩，近五年的年均增長率僅為0.91%，不足2009-2014 年年均增長率的十分之一。近十年的年均增長率則為5.61%。2019 年8 月，重慶市主城區(qū)投入200輛純電動新能源車作為巡游出租車開展試運(yùn)營，新增的200 輛出租車相對2018 年出租車總數(shù)增長率為1.31%，已經(jīng)明顯高于近五年的年均增長率。

因此，在考慮重慶市主城區(qū)出租車總體增長趨勢的基礎(chǔ)上，結(jié)合近年來出租汽車行業(yè)的變化情況，將2019-2035 年的出租車年均增長率設(shè)定為1.5%，可以計(jì)算得到2025 年、2035 年的出租車數(shù)量分別為16908 輛、19623 輛。同時，根據(jù)2014-2018 年的主城區(qū)出租車出車率和出行量數(shù)據(jù)，假定出租車出車率為100%，令日均出行量=出租車出行總量/出租車總量，可以計(jì)算得到近五年每輛出租車的日均出行次數(shù)分別為49 人次、41 人次、38 人次、40 人次、37 人次，平均值為41 人次，且整體呈波動下降趨勢。因此，考慮每輛出租車日均出行次數(shù)的變化趨勢，將2025 年、2035 年每輛出租車日均出行次數(shù)分別設(shè)定為40 人次、38 人次。

根據(jù)日均出行量=出租車數(shù)量×日均出行次數(shù)，可以計(jì)算得到2025 年、2035 年的主城區(qū)出租車日均出行量分別為67.63 萬人次、74.57 萬人次，在全方式中的分擔(dān)率分別為2.49%、1.91%。

3.4 地面公交與軌道交通的出行量與分擔(dān)率預(yù)測

相對于小汽車和出租車兩種方式而言，地面公交和軌道交通作為公共交通的主要組成部分，是城市居民日常出行的必備選項(xiàng)。因此，對于地面公交和軌道交通出行分擔(dān)率的預(yù)測，主要根據(jù)隨機(jī)效用最大化模型，通過對預(yù)測年相關(guān)參數(shù)的標(biāo)定，計(jì)算得到各種方式的經(jīng)濟(jì)成本、時間成本、舒適度成本，進(jìn)而計(jì)算出兩種方式的分擔(dān)比例。

根據(jù)重慶市主城區(qū)地面公交與軌道交通的運(yùn)行參數(shù)，按照隨機(jī)效用最大化模型，可以計(jì)算得到地面公交和軌道交通的經(jīng)濟(jì)成本、時間成本與舒適度成本，進(jìn)而得到兩種交通方式的效用值和分擔(dān)率計(jì)算結(jié)果，如表1 所示。

同時，根據(jù)2025 年與2035 年步行、小汽車、出租車的出行分擔(dān)率與出行量數(shù)據(jù)，計(jì)算得到地面公交與軌道交通兩種方式在全方式出行中的分擔(dān)率與出行量數(shù)據(jù)，如表2 所示。

3.5 全方式出行量與分擔(dān)率預(yù)測結(jié)果匯總

根據(jù)上述分析，將步行、小汽車、地面公交、軌道交通、出租車五種交通方式的出行量與分擔(dān)率預(yù)測結(jié)果匯總?cè)绫?、圖4 所示。

4 結(jié)語

根據(jù)上述分析可以看出，隨著重慶市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，重慶市主城區(qū)居民的日均出行量次數(shù)不斷增加，預(yù)計(jì)2025 年和2035年將分別達(dá)到2713 萬人次、3900 萬人次。交通方式結(jié)構(gòu)方面，重慶市主城區(qū)居民的出行機(jī)動化水平將不斷提高，預(yù)計(jì)2025 年、2035 年將分別達(dá)到59.54%、61.34%。同時，隨著交通擁堵的加劇和環(huán)保意識的提高，小汽車和出租車在全方式出行中的比例將逐漸下降，公共交通在交通方式結(jié)構(gòu)中的作用將更加鞏固，預(yù)計(jì)2025 年、2035 年將分別達(dá)到37.87%、43.13%。其中，軌道交通的出行比例將在2035 年達(dá)到24.41%，成為骨干交通方式。

表1 地面公交與軌道交通的出行比例預(yù)測結(jié)果

表2 地面公交與軌道交通的全方式分擔(dān)率與出行量預(yù)測結(jié)果

表3 重慶市主城區(qū)全方式出行量和分擔(dān)率預(yù)測結(jié)果

圖4 重慶市主城區(qū)交通方式結(jié)構(gòu)趨勢預(yù)測結(jié)果

為更好地發(fā)揮地面公交和軌道交通在交通結(jié)構(gòu)中的作用，重慶市主城區(qū)應(yīng)注重提高地面公交對軌道交通站點(diǎn)的覆蓋率，加大對地面公交線路和站場運(yùn)行品質(zhì)的提升。同時，大力推動城市軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，優(yōu)化城市軌道交通的運(yùn)營組織，形成以軌道交通為骨干、地面公交為保障的一體化公共交通運(yùn)行體系，進(jìn)一步提升公共交通在城市交通方式結(jié)構(gòu)中的比例。