天气因素对城市居民公共交通出行选择的影响

孙静怡 王英达 郭凤香 余天

摘要：天气是居民出行方式选择的重要影响因素，以北京市为例，根据不同天气情况下城市居民公共交通出行意愿的问卷调查，针对公共自行车、公交车、地铁及取消出行4种情况，研究天气因素对相关出行选择的影响，构建了高温、大雨、大雪、雾霾4种场景的多项交通行为选择Logistic模型。研究结果表明：不同天气因素影响下，年龄、学历、出行目的和出行距离存在显著影响，而性别、职业无显著影响；提出了针对不同天气因素影响下提升公共交通服务品质的建议，为城市公共运营策略及运营方案制定提供依据与支撑。

关  键  词：交通规划；公共交通；多项Logistic模型；天气因素；出行方式

中图分类号：F572.88；U491.1+7   文献标识码：A  文章编号：1005-6432（2023）17-0000-05

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

1 引言

伴随着城市私人机动车出行率的增长，交通拥堵、安全、以及尾气污染等问题日益凸显，公交优先政策被提上日程，以优质常规公交为支撑的合理城市出行结构，从而缓解城市交通问题。但高温、大风、降雨、降雪、沙暴、霧霾等天气频繁出现，导致出行平衡发生变化，引发交通资源利用降低。经查询北京市截止2021年9月近5年的天气情况可以得出，30度及以上的炎热天气共计520天，占比24.76%；降雨天气439天，占比20.9%；降雪天气38天，占比1.81%；空气质量为中度及以上天气共计204天，占比9.71%，特殊天气占比已超过一半。因此本文主要研究天气因素对城市居民公共交通出行方式选择的影响，为提高公交服务水平提供依据。

张凡[1]等人通过研究降雨天气下公路出行者的出行方式转移情况，得出降雨天气下不同因素对商务及休闲两种模式出行方式的影响。张本森[2]通过建立出行模型，优化了冰雪条件下城市居民的出行结构，为交通规划的制定和交通政策的实施提供了理论依据。Liu C[3]为研究瑞典不同地区的非通勤出行方式选择，应用瑞典出行及气象数据，分析了不同天气对日常活动的影响。林子敬[4]通过对大连市居民的出行行为调查，研究了恶劣天气和新建地铁站对出行方式的影响，得出恶劣天气影响下选择地铁的比例较高。李聪颖[5]通过引入生理、心理感知变量，构建结构方程模型，探究了雾霾天气对交通行为的影响机理，提出在雾霾天气下减少步行及非机动车出行时间等建议。王永强[6]选取气温、空气质量等因素得出不同天气因素影响的共享单车分担率，提出投放建议。

综上所述，目前有关天气因素对城市公共交通的出行选择影响的研究较少，因此本文基于SP调查方法，以北京市为例，获取不同天气下居民公共交通的出行意向，采用多项Logistic模型分析在不同天气情况下的公共交通出行方式的选择情况，结合不同天气情况对显著因素进行综合分析。

2 问卷调查与结果

本文选取SP调查，对不同天气因素影响城市居民出行的方式进行建模，并从个人属性及出行属性两个方面选择变量。以北京市民作为研究对象，共收集1303份有效调查数据。

2.1 城市居民个人属性调查

城市居民个人属性以性别、年龄、学历、职业、出行目的、出行距离六类为分类自变量进行数据收集。变量设置及出行者个人属性及出行特征分别如表1、图1所示。

2.2城市居民公交出行意向调查

以4种出行选择结果为因变量，不同天气因素影响下的城市居民出行意向如图2所示。

3 多项Logistic模型的出行方式选择

3.1多项Logistic模型

交通领域常进行分析研究的一个重要指标为比例变量，例如分析出行者选择出行方式的比例，目前针对比例变量进行分析应用最广泛的为Logistic模型。因此本文采用多项Logistic模型对出行者个人属性及出行属性两个方面研究天气因素对城市居民出行选择的影响，由于所研究的出行方式不存在顺序关系，因此选择无序多项Logistic模型，其模型表达式如下所示。

式中，为选择第j类方式的概率；为选择第J类方式的概率（第J类为参照类，且J≠j）；为常数项；为参数；为可选方式。

首先需选择一个参照类，其余分类与该分类进行比较，如有K个类别，需建立K-1个模型。例如，本文中研究天气对出行选择的影响，包括公共自行车、公交车、地铁及取消出行共4类，分别以到表示，共需建立3个模型。以公共自行车作为参照类，得到以下3个模型：

式中为影响居民出行的指标；和为模型的截距和系数。

3.2基于调查数据的多项Logistic模型构建

使用SPSS软件对城市居民的出行选择进行多项Logistic回归模型运算。模型拟合结果中显著因素如表2、表3所示。其中出行者的年龄、学历、出行目的和距离具有显著影响，性别、职业在统计意义上不显著。

从表3、表4中可以看出，四种情况下只包含常数项的-2倍对数似然值对比最终模型均有减少，高温情况下的似然卡方值为183.033、大雨为264.321、大雪136.977、雾霾为341.21，概率P值均为0.000（P<0.005），模型具有意义。

在不同天气情况下，年龄、学历、出行目的及距离对不同模型有部分显著影响（P<0.005），性别、职业两类因素不具有显著影响（P>0.005）。

3.3出行方式选择结果

3.3.1 高温天气对城市居民公共出行选择的影响

高温天气影响下各城市居民出行选择的拟合模型分别为：

以公交车模型为例，出行距离为1km以内（TD1）的变量具有显著影响（显著水平P<0.005），表中B列为回归系数，且为负数，表明出行距离为1km以内的人相较于出行距离为5km以上的人更倾向于选择公共自行车出行，而出行距离为1-3km、3-5km与出行距离5km以上相比不显著。出行距离为1km以内时选择公交车的概率与选择公共自行车的概率的比值是出行距离为5km以上的0.373倍。

3.3.2 大雨天气对城市居民公共出行选择的影响

大雨天气影响下各城市居民出行选择的拟合模型分别为：

3.3.3 大雪天气对城市居民公共出行选择的影响

大雪天氣影响下各城市居民出行选择的拟合模型分别为：

3.3.4 雾霾天气对城市居民公共出行选择的影响

雾霾天气影响下各城市居民出行选择的拟合模型分别为：

3.4 模型结论

在4种不同的拟合模型中出行距离和出行目的均有显著影响，而年龄在大雨及雾霾天气下具有显著影响，结合城市居民出行意向调查可以得出以下内容。

第一，在3公里以内居民更倾向于选择公共自行车，随着出行距离的增加，选择公交车及地铁出行的比例增加。对于取消出行模型，出行目的均有显著影响，且上班、上学相比于娱乐显著程度更高。对于上班上学者的刚性出行需求，受天气影响较小。

第二，高温天气下，取消出行相比于其他出行方式占比最少，出行者对高温天气忍耐程度较高。大雨天气下，年轻人相比于老年人更倾向于乘坐地铁，因雨水导致地铁内路面湿滑，且部分地铁仅单向电梯，需上下楼梯，换乘路线较长，不利于老年人行动，容易发生滑倒情况。雾霾天气下，考虑到健康原因，非刚性出行受影响较大。此外，由于公共自行车暴露在外，相比于公交车和地铁更易受雾霾影响，因此选择此出行方式的人占比最少。

第三，在恶劣天气影响下，如大雨或雾霾天气都会减少公共自行车的交通分担率。选择地铁出行均占比最多，地铁运行环境相对独立，受天气影响较小，同时不会因出现地面交通事故而受拥堵影响，准时性高，更容易受到出行目的较为刚性如上班、上学的出行者青睐。年龄较大出行者更倾向于选择公交车出行，但在恶劣天气影响下，老年人更容易取消出行计划；雾霾天气对居民出行意愿的影响最大，三分之一的出行者选择取消出行，且多是取消休闲娱乐与其他出行目的的非刚性出行需求。

4恶劣天气影响下公共交通优化建议

为提高居民在恶劣天气下选择公共交通出行意向，提高公共交通竞争力和保障社会公益性，确保必要出行的安全性、便捷性和相对的舒适度，减轻公交运营压力，可以从以下方面着手。

第一，提高公共交通安全性。对于恶劣天气情况下制定公共交通的应对方案。公交车可提前探查道路状况，制定防滑、除雪、大雾风险路段警告等应对方案，在出现强降雨降雪情况时，安排相关人员及时赴相关路段进行防滑、除雪的工作，保障行车安全。

第二，保障居民出行需求。恶劣天气情况下更易发生交通拥堵现象，公交车在主线运营外可考虑增加支线线路运营，减少双线发车频率的方式，一方面节约成本，另一方面多一条运营线路可以一定程度上解决交通拥堵造成的出行需求问题。

第三，缓解公交运营成本压力。恶劣天气下公共交通压力相比正常天气有所下降，可在平峰期适当减少公交车和地铁的发车频率。根据不同城市每年的气候特点或天气预报，在恶劣天气时减少公共自行车投放或建设车棚，避免公共自行车因暴晒、遇水等加速老化，节约维护成本，减少运营损失。

参考文献：

[1]张凡，韩志玲，陈艳艳等. 降雨天气下公路出行者出行方式转移模型[J]. 公路交通科技， 2018，35（6）：105-111.

[2]张本森. 冰雪条件下居民出行方式选择研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，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.恶劣天气对大连市居民出行方式选择的影响研究[D].大连：大连理工大学，2017.

[5] 李聪颖，黄一哲，李敢，等. 雾霾天气对出行行为的影响机理研究[J]. 西安建筑科技大学学报，2015，47（5）：728-733.

[6] 王永强.天气因素对城市共享单车出行的影响研究[D].北京：北京交通大学，2019.

[基金项目] 国家自然科学基金项目（项目编号：71961012）。

[作者简介] 孙静怡（1968-），女，湖南益阳人，副教授，主要从事交通运输规划与管理的研究；王英达，（1997-），男，河北承德人，在读硕士研究生，主要从事交通运输规划与管理的研究。