Logit模型的改进及其在客流分_省略_预测中的应用_以成渝城际铁路为例_曾曦

方便性 Ci (购票时间 ;
舒适度 Ki (取票价的
/元
内交通耗费时间 )/h 候车时间 )/h 7.5%)① /元
78②
5.75(4.75;1.0) 2.0(1.0;1.0)
11.7
117②
5.5(4.5;1.0) 0.75(0.25;0.5)
8.775
360③
2(0.75;1.25) 0.5(0.25;0.25) 18
Vi随着
Si的增大而增大 , 而分担率函数
Pi =
exp(-Vi)
n
仍然是在定义域范围内单
∑ exp(-Vi)
i=1
调递减的函数 , Pi随广义费用 Vi的增大而降低 , 两函数复合之后 , Pi随着 Si的增大而降低 , 在这样的情
况下 , 安全度 Si越高的运输方式所获得的分担率 Pi反而越低 , 这与实际情况不符 .因为轨道运输具有低
广 , 服务属性考虑更加完善 , 在文献 [ 3]的基础上 , 作者对该模型做了进一步的研究和改进 .
1 客流分担模型的建立
随着社会经济的发展 , 旅客对交通工具服务属性有了新的需求 .为适应这些需求 , 设置安全性 、经济
性 、快速性 、购票和乘车方便性 、舒适性 、购票成功率及环境友好性 7种服务属性 , 并以 Si, Ei, Fi, Ci, Ki, Li和 Ri分别表示第 i种运输方式的安全程度 、票价 、在乘总时间 (包括市内交通的耗费时间 )、购票和候
目前 , 在可供选择的城市交通客流分担率估计模型中 , 较为成熟且运用最广泛的一种是 Logit模型 . Logit模型能够较全面地考虑出行选择的各方面影响因素 , 提高模型的预测精度和实用性 [ 1] .模型的理
论基础是假设出行者对交通运输方式的选择符合正态分布 , 这与大交通中的出行特点是一致的 , 因此可 以将模型运用到大交通中方式的选择上[ 2] 来估计城际轨道铁路 、航空与高速公路客流之间的分担率 . 模型中 , 构建效用函数并求解效用值是正确模拟旅客对交通工具选择行为的关键 .为使模型应用范围更
(6)
Ui=Ei+11.5(Fi+Ci). 效用模型式 (6)中 , 如果将安全度和环境友好度设定为不变的因素 , 在经济性 、快速性 、方便性 、舒
适性和购票成功率 5个因素中 , 不难看出 , 购票成功率 Li是最为敏感的因素 , 其次是舒适度 Ki.快速性
价值 Fi· V(T)、方便性价值 Ci· V(T)和票价 Ei对 Ui的敏感性相同 .在时间价值 V(T)越高的时候 , 快 速性 Fi和方便性 Ci表现得越敏感 .
分析效用函数可以看出 , 目前各服务属性中敏感性最大的是购票成功率 , 其次是舒适度 .有关部门 如果能重视这两项服务属性的改善 , 努力打破铁路购票难的瓶颈 , 铁路客流分担率必能得到进一步的 提高 。
参考文献 :
[ 1] 贾洪飞 , 龚勃文 , 宗 芳 .交通方式选择的非集计模型及其应用 [ J] .吉林大 学学报 (工学版 ), 2007, 37(6):1 289 1 293.
目前 , 成渝通道内 , 旅客主要选择的运输方式有铁路 、高速公路和航空运输[ 5 -6] .各种运输方式的服 务属性 、旅客自身的经济条件和出行性质都对运输方式的选择产生影响 .
经过学者们多年的研究 , 对成渝通道内各种运输方式的运营服务属性的量化指标已有较为明确的 认识 , 考虑到成渝铁路新线建成 , 对其中一些指标做了必要的修正 .对各种运输方式服务属性进行统一 量化后 , 结果见表 1.
[ 2] 马波涛 , 张于心 , 赵翠霞 .运用 Logit模型对高速客流分担率的估计 [ J] .北京交通大学学报 , 2003, 27(2):66 -69. [ 3] 何宇强 , 毛保华 , 陈团生 , 等 .高速 客运专线客流分担率模型及其应用研究 [ J] .铁道学报 , 2006, 28(3):18 -21. [ 4] 张于心 , 张国伍 .北京对 外交通系统评价与对策课题 [ R] .北京 :北方 交通大学 , 1990. [ 5] 杨兆升 , 黎春兰 .客运方 式选择方法研究 [ J] .中国公路 学报 , 1997, 10(2):77 -82. [ 6] 王 健 .客车与火车和飞机的成渝城际客运之争 [ J] .客车技术与研究 , 2007, (1):50 -52.
∏ f(λ P)=P(N1 , N2 , N3
θ)
=N1
N! !N2 !N3
!
PN ii.
(5)
分别对 θ, ξ求 偏导 , 并 令导 数 为 0, 将 各参 数 值代 入 式 (5), 建 立 一个 二 元方 程 组 , 解之 :θ=
0.012 768;ξ=0.136 05.
表 2 2006年 5 ～ 8月成 都至重庆 3种主要 运输方式客流分担情况
n
是在定义域范围内单
exp(-Vi)
i=1
调递减的函数 , Pi随着广义费用 Vi的增大而降低 , 两函数复合后 , Pi随着 Si的增大而增加 .也就是说 , 安
全程度 Si越高的运输方式所获得的分担率 Pi越高 .但是 , 当 <0时 , 式 (1)中费用函数 Vi = Si变为
增函数 , 广义费用
进行改进 , 建立效用函数 :
其中 :
Vi=[ θ(Umax -Ui)+ξKi] · Si· Li· Ri.
(2)
Ui=Ei+(Fi+Ci)· V(T).
(3)
在式 (2), (3)中 , Ui表示选用第 i种运输方式的综合费用 ;Umax表示 i种运输方式中综合费用最高
者 ;Umax -Ui表示选择第 i种运输方式比选择综合费用最高的运输方式所节省的费用 ;V(T)为运输区域
2.2 参数更改后分担率的预测 成渝城际铁路未来实行公交化运营策略 , 将使铁路各种服务属性均有较大改善 [ 3] , 用 Logit模型计
算出未来各种运输方式的分担率 , 见表 3.
表 3 未来成渝通道 各主要运输方式服务属性量化情况
客运方式 铁路
Si 0.9 9
Ei
Fi
Ci
Ki
Li
52 3.17 (2.17/1.0) 0.5(0/0.5) 13.700 0.98
成都 -重庆 城际铁路 高速公路 航空
日均客流量 /人 3 750 900 250
实际分担率 /% 76.53 18.37 5.10
为了进一步研究服务属性对分担率的影响情况 , 将 θ, ξ代入前面的效用函数 , 可得成渝间出行的效
用模型 :
其中 :
Vi=[ 0.012 768((Ui)max -Ui)+0.136 05Ki] · Si· Li· Ri.
票价 、高舒适度的特性 , 使得在对某些时间价值不高的地区 , 利用式 (1)进行计算时 , 就会出现 <0的 情况 , 使结果产生偏差 .为了防止由于 <0导致广义费用函数失效的问题 , 并充分考虑运输方式的各
种服务属性 , 根据它们在评价指标体系中重要程度的等级和相互间的关系 , 灵活地运用 “加法规则 ” 和 “乘法规则 ”[ 4] 将安全度 、购票成功率及环境友好程度均引入效用模型中 .将文献 [ 3] 中广义费用函数
Ri 1.00
Pi/% 8 7.8
公路 民航
0.9 0
90
0.99 360
4.5(3.5/1.0) 0.75(0.25/0.5) 10.775 2(0.75/1.25) 0.5(0.25/0.25) 18.000
0.98 0.90
0.85 0.70
1 0.7 1.5
第 4期
曾 曦 , 等 :Logit模型的改进及其在客流分担率预测中的应用
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长 沙 交 通 学 院 学 报 第 23卷
表 1 成都至重庆客运通道主要运输方式服务属性参数量化情况 (参考 2006.07的数据 )
运输方式
城际铁路 高速公路
民航
安全度 Si
0.99 0.90 0.99
经济性 Ei
快速性 Fi
(单程票价 ) (实际运行时间 ;市
53
3 结 论
本研究改进的效用函数更加全面地设置了旅客出行的衡量指标 , 广泛适用于城际客运通道各运输 方式分担率的预测 .模型具有参数易于更换的优点 , 当服务属性改变时 , 对分担率的模拟计算较为容易 .
根据模型模拟的结果 , 如果采用公交化开行 , 成渝城际铁路在今后将取得 87.8%的分担率 , 比目前 方案提高 11%.但是 , 公交化开行必定会给铁路部门带来很大的投资 .投资是否能与回报相当 , 是在决 策中要考虑的问题 .
内旅客的平均时间价值 .
运用 Logit模型 , 可计算出运输通道内各种运输方式的客流分担率 Pi, 即
Pi =
expVi
n
.
∑ expVi
i=1
(4)
2 案例研究
成都和重庆均为中国西部重要的特大城市 .成渝客运通道客流密度大 , 公铁竞争激烈 .随着成渝全 长 352 km的铁路东线方案实施并通车 , 成渝城际列车成为中国西南交通运输发展中的亮点 .铁路短时 间内重树其优势地位 , 迅速夺回 11年前因高速公路建成而骤然流失的客流 .为争取更大的客运份额和 诱增潜在的客流 , 成渝铁路正在着力建立与旅客需求相适应的具有吸引力的运营组织模式 ———效仿广 深铁路的成功经验 , 实现成渝客运的公交化 .以较大的行车密度 、较小的单位运输能力和较少的候车时 间 , 实现旅客便捷 、快速出行 , 彻底实现成渝城际快车的设想 .为了正确地进行投资决策 , 有必要客观地 模拟成渝客运市场旅客选择交通工具的行为 , 合理预测公交化列车开行后成渝城际铁路的客流分担率 . 2.1 成渝通道客流分担率模型的建立
第 4期