城市空中交通需求預測及影響因素分析研究綜述

摘要 城市空中交通作為新興交通方式正受到各國各界廣泛關注，該文梳理了城市空中交通需求預測及其影響因素分析相關研究，結果表明：年收入越高、越年輕、學歷越高、航空出行頻率越高、采用網約車出行頻率越高的人更傾向于采用城市空中交通出行。安全、出行費用、出行時間、出行可靠度是影響城市空中交通需求的幾個重要因素，且需求對于出行票價、中轉時間較為敏感，該研究結果可有力支撐城市空中交通的規劃、運營、管理。

關鍵詞 城市空中交通；需求預測；影響因素分析；綜述

中圖分類號 V355 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）19-0044-04

0 引言

隨著城市化進程的發展，機動車保有量不斷增加，城市交通擁堵日漸嚴重，新興交通出行方式亟須被發掘。2014年，美國直升機協會和美國航天航空協會提出了電動垂直起降飛行器（eVTOL）的概念，隨后基于eVTOL的城市空中交通（UAM）被提出并受到廣泛關注。城市空中交通在城市中使用電動垂直起降飛行器為出行者提供按需出行的服務，該方式運行于低空，將出行擴展至三維空間，能夠緩解地面交通的運行壓力，同時電動垂直起降飛行器由其電力驅動，高度自動化的特點相較于同樣采用垂直起降方式的直升機更安全、環保、便宜，在城市空中交通中具有廣闊的應用前景。

截至目前，Joby、Archer、Lilium和Vertical等國外公司，峰飛、億航、時的科技、御風未來等國內公司正著力對電動垂直起降飛行器進行研發與設計。當電動垂直起降飛行器研發完備，城市空中交通進軍市場時，一些重要的問題隨之而來，該種出行方式應當定位何種目標人群？應當應用于何種出行場景？作為城市空中交通重要載體的垂直起降場應當布設于何處？為解決這些問題，需要了解出行者對該種出行方式的感知及態度，并且預測該種出行方式的潛在需求。現已有相關文獻對城市空中交通出行需求及相關影響因素進行研究，該文現對相關文獻進行綜述，以對后續城市空中交通的發展提出適宜建議與對策。

1 城市空中交通發展現狀

目前，由于絕大部分公司的電動垂直起降飛行器正處于研發階段，基于電動垂直起降飛行器的城市空中交通暫未在現實中進行商業運營，但現仍有利用直升機在城市中進行商業運營的案例，如Uber在美國紐約利用直升機提供曼哈頓與肯尼迪國際機場之間的機場擺渡服務，雖然其價格較出租車或網約車高出4倍有余，但該出行方式能夠將40～120 min的地面出行時長縮短到10 min，且對于高峰期出行時間節省的效果最為明顯。中國同樣有相關的直升機服務，如東部通用航空提供深圳寶安機場至坪山燕子湖、龍崗國際低碳城至福田大中華等地區之間的直升機航線，出行時間較地面出行皆能大幅下降。但由于直升機服務價格高昂且噪聲污染較大，目前未能在城市內大規模使用，而電動垂直起降飛行器能夠很好地彌補直升機的缺點，在未來城市空中交通中具有廣泛的應用前景。

在中國，峰飛、億航、時的科技、沃飛長空、御風未來等公司正著力對eVTOL進行研發與設計，其中億航智能設計的EH216-S航空器在2023年10月獲得了全球首個無人駕駛航空器適航標準。2024年2月，峰飛航空科技有限公司研發的“盛世龍”機型完成了從深圳蛇口郵輪母港飛至珠海九洲港碼頭的全球首條跨海跨城電動垂直起降航空器航線的公開演示飛行，該航線能夠使2.5～3 h的地面車程縮短至20 min，且預計未來大規模運營后單人單程票價在兩三百左右，屆時低空出行將不再成為少數人出行的專屬，而是能夠成為大眾都可選擇的高效出行方式。

然而城市空中交通作為一種新的交通方式，大眾對此的了解較少，為了了解可能會影響出行者選擇該種方式的相關因素，以便對未來城市空中交通發展提出建議，該文將在第2節對現有研究中涉及的影響因素進行綜述總結，并在第3部分對需求預測的研究進行綜述總結。

2 基于問卷調查的影響因素分析

了解影響出行者選擇城市空中交通的相關因素至關重要，這可為相關規劃者與運營管理者提供實質性的建議，現有部分研究基于問卷調查探究各種潛在因素的影響。該類研究方法能夠獲得出行者的個體屬性相關信息，如年齡、性別、收入等，這類信息有助于分析城市空中交通的潛在目標人群，同時問卷調查能夠更直接地獲知出行者對城市空中交通的態度、看法及影響出行者選擇該出行方式的因素。

現有問卷調查主要集中在國外各地區，其中美國地區的調查最多，調查的方式主要為線上問卷調查，樣本量從一百多到兩千多不等，在分析各種因素如何影響出行者的出行選擇行為時，多使用Logit相關模型，如表1所示。

2.1 城市空中交通潛在目標人群特征

由于問卷調查能夠獲知被訪者的各類個體特征屬性，由此能夠分析更傾向于選擇城市空中交通出行的受訪者個體特征。

Boddupalli等[2]分析了從不選擇城市空中交通出行人群與始終選擇空中交通出行人群之間的差異，結果顯示：從不選擇該出行方式的人群相對年齡更大，女性占比更多，日常出行乘坐飛機的頻次更少。Boddupalli等[3]在進一步的研究中發現男性和常選擇網約車出行的受訪者更愿意采用城市空中交通出行。Christelle等[6]探究了德國慕尼黑地區出行者將在城市空中交通推行的第幾年采用該出行方式，結果顯示：36.65%的受訪者將在推行的第二或第三年采用該方式，22.17%將在第一年，14.03%將在第四和第五年，2.71%將在第六年，3.17%表示他們永遠不會采用該服務。在人群特征方面，男性比女性更愿意采用該出行方式；全職工作者比兼職者或學生更愿意采用該出行方式；學歷更高的人對該種出行方式更有興趣。Ahmed等[1]調查了世界各國人群相較網約車愿意多支付城市空中交通費用的情況，結果顯示：年收入超過10萬美元的受訪者愿意多支付每英里3～5美元的費用；只有一輛車或沒有駕駛證的受訪者中，77.84%愿意多支付每英里3～5美元的費用。Ilahi等[4]探究了印度尼西亞雅加達地區受訪者的出行選擇行為，結果顯示：擁有大學學位、更年輕的人更傾向于采用城市空中交通。Brunelli等[5]探究了意大利地區機場擺渡場景下受訪者的出行選擇行為，結果顯示：職業為經理或老板的受訪者、出行目的為工作或學習的受訪者、使用航空出行頻率較高的受訪者、教育水平更高的受訪者更愿意采用城市空中交通出行。

綜合上述可知，更年輕、教育水平更高、男性、使用航空出行頻率更高、年收入更高的出行者更傾向于采用城市空中交通出行。

2.2 影響出行者選擇城市空中交通的因素

探究影響出行者選擇城市空中交通的因素能夠為后續城市空中交通的推廣、運營、管理等提供決策基礎，而問卷調查能夠較為直觀地了解這些因素。

Boddupalli等[2]分析了受訪者從不選擇空中出行的原因，其中，28%的受訪者考慮其安全因素，其次23%的受訪者由于不了解該種方式而不選擇該種出行方式，其余原因包括出行費用、出行時間價值、生活方式習慣等。Christelle等[6]針對德國慕尼黑地區的研究結果顯示：安全因素為超過50%的受訪者選用城市空中交通首要關注的因素，其次是出行成本、出行時間、出行準時性。Ilahi等[4]針對印度尼西亞雅加達地區的研究結果顯示：出行費用、接入時間與出行者選擇城市空中交通的概率呈負相關。Brunelli等[5]針對意大利的研究結果顯示：影響使用城市空中交通的主要因素包括出行者的職業、出行目的、使用航空出行的頻率。

綜合上述研究結果可知，城市空中交通的安全性為影響出行者選擇該出行方式的重要因素，其次出行成本、出行目的、出行行為習慣等也同樣會影響出行者選擇該出行方式。

3 城市空中交通需求預測研究現狀

需求預測對于未來垂直起降場的布設，制定運營管理策略都至關重要，由于城市空中交通現暫未在現實中推行，因此預測未來的需求無法依賴過去的出行數據，但仍能通過各種出行方式向城市空中的轉移來測算潛在的出行需求。

采用城市空中交通出行共有三個階段，由圖1可知，出行者首先采用步行或其他交通方式從出行起點到達起始垂直起降場，在此處乘坐電動垂直起降航空器到達終點垂直起降場，最后從終點垂直起降場到達出行終點。其出行時間和費用分別如式（1）和式（2）。

UAMtime=taccess+ttransfer+tair+tegress （1）

UAMfare=fbase+fperkilo×dist （2）

其中，taccess——從起點到起始垂直起降場的時間（min），ttransfer——在垂直起降場的中轉時間（min），tair——空中出行時間（min），tegress——從終點垂直起降場到終點的時間（min）。當不考慮接入接出部分的費用時，城市空中交通費用僅由空中出行費用組成，其中，fbase——基本出行費用（元），fperkilo——每千米的出行費用（元/千米），dist——空中出行距離（km）。當城市空中交通相較其他出行方式有時間、費用等方面的優勢時，出行者才可能由其他交通方式轉向城市空中交通。

Milos等[7]對瑞士蘇黎世的城市空中出行需求進行預測。在4瑞士法郎基本出行費用加上4瑞士法郎每千米的價格設定下，需求隨著不同飛行速度及接入垂直起降場時間的變化而在70～110瑞士法郎之間變化，當出行費用降低一半時，出行需求增加5倍以上。Milos等[8]在進一步對蘇黎世的空中出行需求研究中發現，城市空中交通出行主要分布在早高峰和晚高峰，基本票價增加2倍會使出行需求減少約1/3。Goyal等[9]對美國10個城市測算其空中出行需求，結果顯示：早期潛在需求將達到每天5.5萬次出行，且在潛在出行需求中超過30 min的行程約為總需求的98%左右，說明空中出行在長距離出行中較有優勢。出行者時間價值的提高、交通擁堵程度的增加，以及先進技術的改進都會使需求增加。Rimjha等[10]利用混合Logit模型對北加利福尼亞地區的城市空中出行需求進行預測，結果顯示：當垂直起降場的數量為75個，出行費用為1美元每英里時，有42 140次出行需求，但當每英里的費用增加20美分，需求即減少34%。當垂直起降場數量為200個，出行費用為每英里1.20美元時，最繁忙的垂直起降場每天需要承接5 740次出行，且預計61%的出行在高峰期。Ilahi等[4]同樣發現出行需求對出行費用的敏感性，出行費用增加1%大約會減少2%～9%選擇城市空中交通的可能性。Vishwanath等[11]通過設置出行轉移規則利用仿真對舊金山地區能從城市空中交通受益的需求進行測算，結果顯示：在擁堵時期，即使時間節省度為50%，中轉時間為15 min，仍有接近45%的出行受益；當時間節省度為25%，中轉時間為5 min時，接近90%的出行能夠收益。當考慮一天所有時段的情況時，時間節省度為25%，中轉時間為5 min時，僅有接近50%的出行能夠受益，當時間節省度為50%，中轉時間15 min時，沒有出行能夠受益。

綜上所述，城市空中交通需求對于出行票價、中轉時間較為敏感，同時，城市空中交通由于不受地面交通擁堵的限制，在高峰期出行能夠節省更多的出行時間，相較其他地面出行方式有更多時間上的優勢。

4 結語

通過總結現有文獻中城市空中交通需求預測及其相關影響因素，得出以下結論：

（1）對于目標人群來說：年收入越高、越年輕、學歷越高、航空出行頻率越高、采用網約車出行頻率越高的出行者更傾向于采用城市空中交通出行。

（2）安全因素、出行費用、出行時間、出行可靠度為影響出行者選擇城市空中出行重要的幾個因素。

（3）城市空中交通需求對于出行票價、中轉時間較為敏感。高峰期出行在城市空中交通潛在需求中占有較大的比例。

由此，可對城市空中交通后續的發展提出建議：

（1）初始推行城市空中交通時，可用于機場擺渡，因為航空出行者中高收入群體比例高，且機場距離城市中心一般較遠，此時利用城市空中出行連接機場與市中心各地較有優勢。

（2）在推行前做好宣傳工作，讓出行者充分了解該種出行方式，消解出行者對于安全因素等方面的擔憂，且可通過累積的飛行數據更直觀地向大眾展示該出行方式的安全性。

（3）由于城市空中交通對于出行費用及中轉時間較為敏感，因此需設定合理的出行費用以促使更多的出行者選擇該出行方式，同時需設計高效的中轉流程以減少在垂直起降場的中轉時間。

參考文獻

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收稿日期：2024-03-28

作者簡介：唐敏（2000—），女，碩士研究生，研究方向：城市空中交通。