居民出行方式选择与公交优先政策协同研究

居民出行方式选择与公交优先政策协同研究近年来我国城市化进程逐步加快,由此也产生了一系列交通问题,特别是小汽车快速增长带来的道路资源利用率低、出行成本过高、交通拥堵、环境污染、能源紧张等问题。同时我国城市土地资源稀缺,通过大量投资修建和延伸城市道路来满足快速增长的交通及出行需求是不切实际的。因此,解决我国城市交通问题,必须大力发展运量大、占道少、效率高、节省能源、对环境污染小的公共交通模式。对此许多大城市出台了多种公交优先政策,但效果均不明显。因为在制定公交优先政策时,决策者通常缺乏对居民出行方式选择意向的调查,导致政策制定不符合居民出行需求；而实施公交优先措施使得交通拥堵情况好转后,一些出行者又重新选择了小汽车等占用道路资源较多的出行方式;另外在政策、措施制定时,决策部门缺乏对居民出行时间、费用、效益等数据的动态定量分析,导致不能根据不同时期实时数据调整相应的政策措施,同时缺乏对政策措施执行结果的反馈与控制。公共交通显现出不能适应交通需求的问题。因此,从深入分析居民出行方式选择行为入手,量化居民出行方式选择时的各种因素,并建立出行方式选择模型及社会效用与出行结构间的函数关系；从理论与实践两个方面为公交优先政策措施的制定提供更加明确、可靠的决策依据；满足出行者日益增长的出行需求,吸引更多的出行者选择公共交通方式,让出行方式结构更加合理,同时发挥其最大的社会效益,成为解决城市交通问题关键所在。论文的主要工作和成果包括：介绍了出行行为(RP)与出行意向(SP)调查两种常见的居民出行调查方法的概念、特征及常用方法,对比了各自的优缺点。并特别论述了SP调查方案设计中属性与情境设计的方法。将两种调查方法相结合,以长春市为例,设计出简单、合理、高效的居民出行调查方案。在意向选择的情境设计中,将公交优先常见措施作为假设条件,考察在实施公交优先措施情况下出行者的出行方式选择偏好。对比分析出行者的实际出行方式特征及意向调查结果,找出影响居民出行方式选择的决定性因素,其中公共交通优先政策及出行时间、费用几个因素的影响尤为明显。统计分析居民出行调查结果,得到长春市居民出行者特征、出行行为特征,各种不同出行距离下的出行意向特征以及在出行者特征、出行行为特征及其他因素影响下的方式选择特性。根据效用最大化原理建立居民出行方式选择MNL模型。依据个人月收入将出行者分成四类,确定了包含小汽车、公共交通及步行和自行车的选择集合,并以出行时间和费用两个重要影响因素作为特性变量。模型建立后进行参数估计。最后应用MNL模型的效用函数及其参数估计结果,在前人出行行为时间价值计算方法的基础上,将收入因素引入出行效用函数中,建立了居民出行行为时间价值模型,并进行参数标定,计算出多种因素影响下的不同类型出行者的出行行为时间价值。根据本文研究目的定义了居民出行社会效益的概念,即在公交优先措施实施后,居民出行节省的出行成本与公共交通供新增给投入的成本之差。根据居民出行行为时间价值、平均出行时间与出行费用,计算不同出行方式的出行者平均每次出行的成本,给出居民出行方式结构同社会效益的函数关系及其计算公式。然后设定目标函数为社会效益最大,此时出行方式结构最为合理,并给出约束条件。最后利用线性规划求解方法中的单纯形法求解模型得到最合理的出行方式结构。介绍了协同学理论的基本含义、原理及协同学中自组织原理的概念、特点与应用。将自组织原理引入到居民出行方式结构的研究中。首先界定居民出行方式结构系统,对比居民出行方式结构系统和自组织系统的相似性,分析居民出行方式选择过程中的自组织现象,得到自组织原理对居民出行方式结构研究的适用性。提出了系统的控制变量和序参量,分别为外界影响因素及各种出行方式比例,并用数学语言描述了该系统的自组织过程,利用调查数据建立了居民出行方式结构序参量方程,并求解方程。所得结果为社会效益最大时,合理出行方式结构下控制变量的取值,即外界影响因素的最佳取值范围,据此可以制定相应的交通控制策略及公交优先措施。论文的创新点主要体现在：(1)将协同学理论引入居民出行行为分析中,应用自组织原理描述了居民出行方式结构系统的演变过程,建立居民出行方式结构模型,并求解方程得到合理的控制变量取值,为交通控制策略及公交优先措施的制定提供了更加可靠的依据；(2)提出居民出行社会效益的概念及计算方法,建立居民出行社会效益最大化目标函数,并给出约束条件,求出社会效益最大时的合理交通方式结构,证明在个人出行效用最大化的前提下可以同时实现社会效益最大化,为公交优先政策措施的制定提供了明确的目标；(3)将公交优先政策措施等宏观概念转化为出行影响因素并对其进行数学描述,其影响程度经研究发现可通过出行时间、出行费用及舒适程度来体现,将以往难以量化的指标间接转化为可以计算的变量,确保所制定的公交优先政策措施更充分地满足居民出行需求；(4)应用SP与RP调查相结合的方法综合设计出简单实用、合理高效的居民出行调查问卷,且该调查方法操作简便易行,不需要较大的样本量,调查数据更加真实全面,同时基于SP、RP联合调查数据建立的模型具有更好的可靠性与适用性。对居民出行方式选择行为及公交优先政策进行协同研究,建立居民出行方式结构与其影响因素之间的协同关系模型,可以为公交优先政策及措施的制定提供适应需求发展的、真实可靠