摘 要

随着城市社会经济水平的快速发展，城市道路空间不断扩展，城市内部交通供需矛盾日益突出，交通拥堵现象不断加剧。在城市交通资源有限、交通供需不平衡的背景下，如何调整城市交通结构，尽可能地提高公共交通分担率成为解决问题的主要方向。本文以武汉市为研究对象，首先对武汉市交通发展现状进行分析，指出武汉市现有出行结构以“常规公交 轨道交通”为主，存在私人小汽车出行比例偏高和慢行交通发展缓慢等问题。然后对可能影响居民出行的因素从出行者属性和出行属性两个方面进行了分析。根据分析结果进行了武汉市居民出行情况的问卷调查，对调查得到的数据进行统计分析。选取多分类Logistic回归模型计算交通出行分担率，以问卷调查数据为基础，选取公交车、轨道交通、出租车和私家车四种交通方式作为模型的因变量，选取年龄、性别、月收入、私家车拥有情况和出行距离五种影响因素作为自变量，构建基于Logistic回归的交通出行方式结构分析模型，通过SPSS软件实现模型运算和求解，并进行模型的似然比、优度比检验，根据模型运算结果得到各交通方式的分担率。在此基础上，提出武汉交通发展建议，指出要全面推进轨道交通建设，加快公交专用道、公交场站等公共交通基础设施建设，同时配合实施机动车限制政策，引导城市交通结构转型，鼓励、引导新能源汽车和共享单车等发展对策建议。

关键词：武汉市；居民出行交通方式；Logistic回归模型；分担率

Abstract

With the rapid development of urban social and economic levels, urban road space continues to expand, the contradiction between supply and demand of urban internal traffic is increasingly prominent, and traffic congestion has intensified. In the context of limited urban transportation resources and unbalanced supply and demand of transportation , how to adjust the urban traffic structure and increase the public transportation sharing rate as much as possible has become the main direction for solving the problem. This paper takes Wuhan as the research object, first analyzes the status quo of Wuhan traffic development, and points out that the existing traffic structure in Wuhan is “regular bus rail transit”, and there are problems such as the high proportion of private car and the slow development of slow traffic. Then, the factors that may affect the residents' travel choices are analyzed from two aspects: the traveler's attributes and the travel attributes. According to the analysis results, a questionnaire survey was conducted on the travel situation of residents in Wuhan, and the data obtained from the survey were statistically analyzed. The multi-category logistic regression model was selected to calculate the traffic sharing rate. Based on the questionnaire data, four modes of transportation, such as bus, rail transit, taxi and private car, are selected as the dependent variables of the model. Five factors including age, gender, monthly income, private car ownership and travel distance are selected as variables, constructing a Structural Analysis Model of Residents' Travel Mode Based on Logistic Regression. The model calculation and solution are realized by SPSS software, and the likelihood ratio and the goodness ratio test of the model are carried out. The sharing rate of each transportation mode is obtained according to the model operation result. On this basis, the Wuhan transportation development proposal was put forward. It is pointed out that it is necessary to comprehensively promote the construction of rail transit, accelerate the construction of public transportation infrastructure such as bus lanes and bus stations, and at the same time cooperate with the implementation of motor vehicle restriction policies to guide the transformation of urban transport structure, encourage and guide the development of new energy vehicles and shared bicycles.

Key words: Wuhan City; residents travel mode; Logistic regression model; share rate

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 意义 2

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 3

1.3 研究的主要内容、方法与技术路线 4

1.3.1 研究内容 4

1.3.2 技术路线 4

第2章 武汉市交通现状与居民出行影响因素 6

2.1 交通发展现状 6

2.1.1 公共交通现状 6

2.1.2 机动车拥有情况 7

2.1.3 特点和存在问题 8

2.2 居民出行影响因素分析 9

2.2.1 出行者属性 9

2.2.2 出行属性 10

第3章 武汉市居民出行情况调查与统计分析 12

3.1 调查概述 12

3.1.1 调查方法 12

3.1.2 调查时间 12

3.1.3 调查地点 12

3.2 调查问卷设计 13

3.3 调查结果统计分析 13

3.3.1 性别对居民交通出行方式选择的影响 14

3.3.2 年龄对居民交通出行方式选择的影响 14

3.3.3 月收入对居民交通出行方式选择的影响 15

3.3.4 私家车拥有情况对居民交通出行方式选择的影响 15

3.3.5 出行距离对居民交通出行方式选择的影响 15

第4章 基于Logistic回归模型的交通出行方式结构分析 17

4.1 Logistic回归模型基本原理 17

4.1.1 Logistic回归模型简介 17

4.1.2 模型的构建、求解与检验 17

4.3 出行方式结构分析模型构建 19

4.3.1 确定出行方式 19

4.3.2 确定影响因素 19

4.3.3 建立回归方程 20

4.3.4 模型检验 23

4.4 出行方式结构分析模型结果 24

4.4.1 交通出行方式分担率 24

4.4.2 模型参数分析 24

第5章 交通发展对策建议 26

第6章 总结与展望 27

6.1 研究总结 27

6.2 研究展望 28

参考文献 29

附录 30

致谢 31

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

武汉市地处长江中游，是华中地区的中心城市，因位于长江与汉江交界处，城市一分为三，形成“三镇鼎力”的城市格局。“十二五”期间，武汉市抓住国家综合交通枢纽城市、长江中游航运中心等重大战略机遇，紧紧围绕建设国家中心城市、复兴大武汉的奋斗目标，不断扩大道路路网总规模，全市通车里程由2010年的12560.81公里^[1]增加到2015年的15658.7公里，同比增长24.7%。“十二五”时期，全市地区生产总值累计44792.37 亿元，是“十一五”时期的2.2倍，年均增长率为10.4%^[2]。因此，随着地区经济的快速发展，人民生活水平得到了迅速提高，不断扩大的道路网规模，使全市通车里程增加，这些原因都促成了武汉市机动车保有量的迅速增长，数据显示，2017年武汉市机动车保有量为287.85万辆，与2016年同比增长10.26%^[3]。

随着城市空间的扩大及经济的发展，武汉市人口规模也在进一步扩大，因此导致城市内部的交通需求增加。道路路网总规模的不断扩大以及机动车保有量的迅速增长，导致交通需求与交通供给之间的矛盾日益突出，由此产生的交通问题亟需解决。其中，最直观的交通问题就是位于主城区交通要道的交通拥堵状况日趋严重，目前，城市交通拥堵问题已从原来的长江大桥、长江二桥延伸到各个交通要道。据统计，武汉市内经常在早晚高峰堵车的路段有解放大道、发展大道、珞喻路、光谷、广埠屯、雄楚大街等，拥堵时间经常在15分钟以上。出交通拥堵问题外，交通污染日益突出和交通占道趋势明显等问题也很严峻。这些问题的产生都对城市能源、交通和环境造成了很大的挑战。

近年来，许多大城市都在经历着快速城镇化的过程，这必然会带来城市空间的扩展。但是在扩展城市道路空间时，道路空间过多的分配给了私人小汽车，为了提高私人小汽车的通行效率，城市交通评价指标也都是选取了小汽车的运行速度和通行能力作为评价指标，使小汽车通行效率提高的同时，忽视了城市公共交通、步行交通、自行车交通等其他交通方式的发展。研究显示，大城市小汽车出行分担率不宜超过30%，但是小汽车的驾驶用地和停放占地面积却占到了道路总空间的70%以上。加之小汽车由于是个人驾驶，所以乱停乱放、扰乱公共空间的现象非常普遍，给社区秩序造成混乱，也给人们的出行带来安全隐患。另一方面，私家小汽车已经成为城市居民日常出行增长速度最快的一种交通方式，面对拥挤的交通环境，人们为了达到工作、学习和娱乐等目的，不得不在路上浪费更多时间，导致居民出行不便，造成生活质量下降，最终也会严重制约社会经济发展。

1.1.2 意义

随着城市空间的不断拓展和经济发展水平的进一步提升，城市交通结构由非机动化出行为主的阶段向机动化出行为主的阶段转变，由此交通拥堵等问题随之出现^[4]。最初，城市通过扩建道路和建设停车设施等措施来增加供给以缓解交通拥堵，但是道路基础设施建设的速度远远跟不上机动车的增长速度，所以缓解交通拥堵的策略开始由“增加交通供给”转变为“调整交通结构”，尽可能地提高现有交通资源的运营效率，成为解决交通拥堵问题的重要研究方向。对有限的交通资源进行合理分配以更好地满足居民的需求，需要城市具有合理的交通结构，建立合理的城市交通结构，不仅可以更好的分配有限的交通资源，同时也可在一定程度上避免城市交通问题中对能源、环境等方面的不良影响。从国际大城市交通发展的经验来看，建立合理的城市交通结构的重要途径是发展城市公共交通，在公共交通优先发展作为国家战略持续推进的大背景下，研究如何调整城市交通结构，尽可能地提高公共交通分担率对解决城市交通问题具有重大意义。

基于以上基本情况，本文旨在通过对武汉市交通现状与居民出行影响因素进行分析，得到武汉市交通的特点和存在问题。根据城市交通出行的实际情况，选取公交车、轨道交通、私家车和出租车四种交通方式，通过问卷对影响居民出行的因素进行调查。以问卷调查数据为基础，建立基于logistic回归模型的出行方式结构分析模型，计算武汉市居民出行方式分担率，通过SPSS软件实现模型运算和求解，并进行模型检验，根据模型运算结果得到各交通方式的分担率，通过对模型参数的分析确定对武汉市居民交通出行方式选择影响比较显著的因素，从而更加明确地掌握武汉市居民交通出行的客观规律，从源头掌握城市的交通结构，减少城市在交通建设和规划中的盲目性，并对进一步优化城市的交通发展提出对策建议。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

交通方式分担率是指当出行时每一个出行者与一种交通方式对应时，一个地区的出行者在出行时釆用某种交通方式的出行数占总体出行数的比例。交通方式分担率模型可以按照发展过程分为两个主要方向：集计模型——统计学为基础，以交通小区为分析单元；非集计模型——以概率论为基础，基本假定为个人出行效用最大化理论和随机效用理论。

20世纪50年代，美国最早出现交通方式分担率模型——Puget Sound分类预测模型。该模型是以统计学为基本理论的集计模型，是美国早期交通方式分担率预测模型之一，Puget Sound分类预测模型通过分类分析法，可以预测到在分区内某种人群交通方式的出行量^[5]。

20世纪60年代诞生的转移曲线法，是一种反映交通方式影响因素与选择比例的方法，它是在大量统计资料的基础上绘制而成的^[6]。转移曲线法是一种非常简单、直观且可行的方式，在英国、美国等地得到了广泛应用。转移曲线法的缺点是，它需要以大量统计分析为基础，并且有一定的范围约束，对因素分担率的变化影响较少。

早期的分担率预测模型除了以上两种，还有回归模型法和重力模型的转换型。回归模型法主要是分析交通方式分担率与影响交通方式选择的因素之间的联系，据此建立回归方程来预测交通方式的分担率。重力模型的转换型主要研究的是各个交通方式的阻抗，以此来预测交通，此模型的优点是与实际的交通条件相符，缺点是进行参数标定的过程困难较大。

20世纪80年代出现了MNL模型，该模型也是交通方式划分模型，为简化计算，该模型在实际应用中假定个人效用最大化且假设随机项均服从独立同分布，模型的优点是简化了计算难度，缺点是忽略了选择项的相关性，往往使计算结果与实际情况存在一些差异^[7]。

NL、COVNL、HML等新的模型在20世纪90年代之后出现了，B.R.Dansie主要研究了Probit模型，并且将多项Probit模型用于预测交通方式分担率的，然后进一步解释说明了选择行为所得到的结果。Sarah Stewart和Wells等人根据多伦多市的交通调研数据，对轨道交通、有轨电车和小汽车三种交通方式进行分析，得出了对三种交通方式的选择影响比较显著的因素。

以上研究方法和结论都对交通方式划分的研究具有显著性意义。直到目前，国外对交通方式分担的研究还在继续^[8]。

1.2.2 国内研究现状

交通方式划分是城市规划四阶段理论中的第三阶段，也是四阶段理论中最重要的阶段之一。由于其所处位置有着非常大的灵活性，所以它也是学术界主要的研究方向, 科学有效的交通方式划分在城市交通系统中具有非常重要的意义。我国的交通方式划分模型与国外类似，但是为了更加适应我国国情的需要，国内对国外的模型进行了一定的改良。

1997年李红旭^[9]对城市交通方式预测方法进行了研究。首先，他根据不同交通方式的特征将其划分为三大类：自由类、竞争类和条件类，随后根据不同类型的交通方式分别采取不同的分担率预测法，还建立了对各交通小区之间出行比例进行预测的模型。

2002年王炜、杨新苗等人指出“宏观指导微观预测法”是我国交通规划在实际应用中采取最多的方法^[10]。文中指出交通方式分担率预测在城市交通规划中属于一个难点。城市交通分担率预测之所以是一项繁重而艰巨的工作，究其原因是影响城市居民交通方式选择的因素较为复杂，且因素本身也具有复杂性。我国当前的预测法大多来自英美等某些发达国家的交通方式划分模型，但从我国实际情况来看，那些应用于发达国家的模型在我国未必适用。由于我国经济发展水平还比较低，我国的交通结构也处在动荡变化的时期，而国外发达国家的交通结构已经较为稳定。此外，我国交通规划的发展时间不长，导致历史资料短缺不全等原因也是制约模型有效应用的因素。

东南大学的陈人杰^[11]研究了共享交通出行，他在由传统的公共交通和私人交通构成的城市交通出行结构的基础上，加入了共享交通的出行方式以供出行者选择。建立基于效用最大化和后悔最小化的出行方式选择模型，并对模型进行了参数标定、求解与检验。通过分析计算结果，提出了使用共享交通的出行者具有属性，并对影响其出行方式选择的因素进行了分析。