英文题目：Roles of accessibility and air-rail intermodality in shaping mobility patterns in mega-city regions: Behavioural insights from China

中文题目：可达性和空铁联运在塑造超大城市区域流动模式中的作用：来自中国的行为洞察

主要作者：郇宁，姚恩建

论文期刊：Cities

论文网址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264275123004031

摘要：本文旨在从可达性和空铁联运的视角出发，探索京津冀城市群内的流动模式。在此背景下收集了旅行者对城际交通方式及其接驳方式的偏好。通过测量交通枢纽和目的地的可达性，本研究从出行方式选择、出发交通枢纽选择、以及交通服务选择三个维度解释了流动行为。经过校准的行为模型揭示了包括服务水平属性、旅行特性、可达性、社会人口学特征及其交互作用在内的一系列关键因素。基于对这些行为的分析洞察，选取二十个国内城市作为出行目的地，探索了在多机场竞争背景下以及长距离市场空铁联运潜力下流动模式的动态变化。通过对北京多机场系统内，在不同定价策略影响下主辅机场间的运输需求弹性进行评估，强调了最便捷机场在旅行者决策过程中的中心作用。研究还突显了空铁联运服务升级，如引入行李处理系统和灵活票务选项，对促进京津冀城市群内空铁联运流动性的正面影响。

关键词：联合出行行为、空铁一体化服务、嵌套Logit模型、交通枢纽、可达性测量

1.研究背景

随着城市化的不断推进，特大城市群的城际交通模式发生了巨大变化，区域综合交通系统越来越受到关注。本研究以京津冀城市群为目标，探讨可达性和空铁联运如何影响区域交通模式。

空铁联运服务（air-rail intermodal services，ARIS）本质上是利用高铁网络来扩大机场的可达性，提高了二级机场的吸引力，有利于其缩小与一级机场交通差距。许多研究人员认为ARIS有利于平衡多机场系统间的客流，从而缓解主要机场的拥堵ARIS的通用框架如图1所示。特大城市群由城市A和B组成。A市的两个机场组成了多机场系统（MAS），旅客从A市到C市可以选择直飞，也可以经过B市的机场进行空铁或铁空联运。

图1 ARIS的通用框架

京津冀城市群客流量最高的四个机场分别是北京首都国际机场（PEK）、北京大兴国际机场（PKX）、天津滨海国际机场（TSN）和石家庄正定国际机场（SJW）。在本文使用的案例中，北京MAS包括首都机场和大兴机场，中转机场包括滨海机场和正定机场。

2.研究方法

2.1问卷调查

基于京津冀城市群实际城际出行情景设计了SP调查。第一步收集了出行目的、同伴人数、行李尺寸、报销类型和出行频率，第二步询问了出行的行程细节。

以从北京到成都（约1800公里）的行程为例，图2展示了一组选择任务的细节。出行过程包括出发城市接驳、城际出行、目的地城市接驳三个组成部分，出行者需要对出行方式、交通枢纽和交通服务（线路和班次）进行联合选择。城际出行方式可以选择铁路直达（高铁、普铁）、飞机直达、空铁联运和铁空联运，市内出行方式可以选择公交、地铁、公交+地铁和出租车。与出行方式LOS相关的属性包括交通工具耗时、票价、是否深夜抵达、航班准点情况、空铁联运接续时间、行李直挂情况、机票改签灵活性等。

图2 北京到成都SP问卷选择细节

2.2模型建立

建立离散选择模型来解释多式联运出行行为，首先采用MNL模型来捕捉旅行者对接驳方式的偏好，作为可达性测量的基础，然后使用三级嵌套的NL模型来反映出行者的出行方式决策、交通枢纽决策和交通服务决策。

首先基于起点城市和终点城市接驳出行方式选择情况，建立并求解MNL模型，计算出每一种接驳方式确定性效用的参数，然后使用logsum项来描述交通枢纽的可达性。可达性反映起点城市和终点城市接驳出行的服务水平，在后续会作为NL模型交通枢纽效用的属性之一。可达性的计算公式如下：

由于城际出行方式选择行为包含出行模式决策、交通枢纽决策和交通服务决策，建立NL模型，这里不再介绍NL模型的基本结构。图3展示了模拟城际出行方式选择NL模型的三级嵌套结构。第一层是方式层，包含五类城际出行方式，分别是普铁（NSR）、高铁（HSR）、飞机（Air）、铁空联运（RA）和空铁联运（AR）；第二层是交通枢纽层，对于航空和ARIS旅客，可能有多个可用的出发交通枢纽；第三层是交通服务层，允许乘客选择具体的出行车次/航班号。

图3 城际出行方式选择NL模型结构

3.结果分析

使用Biogeme标定模型，结果如表1所示。

表1 模型标定结果

对分析结果的内容提炼如下：

1. 旅行时间和费用成本对效用产生负面影响，对于商务出行旅客，由于报销的存在，其出行费用被设置为0；

2. 深夜到达会对旅行者对所有模式的偏好产生负面影响，准点率低于90%对旅客选择该航班产生负面影响；

3. 低教育程度和低收入群体倾向于选择普铁，携带大件行李的人则不倾向于选择普铁，经常旅行的人更愿意选择飞机出行，与弱势群体同行的出行者更愿意选择高铁卧铺或飞机出行；

4. 所有城际出行方式中，航空的常量（ASC）为正数，高铁二等座的常量被设置为参考项（即为0），其它均为负数，表明出行者倾向于选择直飞航班，除此之外，高铁二等座是最受欢迎的出行方式；

5. 多式联运旅客容易受到空铁接续时间的影响，并且认为接续时间的负边际效用比在途时间更大；

6. 有同伴的旅行者或熟悉中转城市更有可能使用ARIS，相反，高收入旅行者不喜欢ARIS；

7. 旅客在出发城市倾向于选择方便到达交通枢纽，航空旅客从更方便的机场乘坐直飞航班的概率更大，表明更高的可达性有助于提升交通枢纽的吸引力；

8. 当面临RA和AR之间的选择时，如果出发火车站更容易到达，旅行者倾向于选择RA，如果出发机场的可达性较高，AR则是首选；

9. 铁路和RA的旅客对目的地的可达性很敏感，而航空旅客则对此不敏感，意味着对航空的偏好在某种程度上帮助旅客忽略了机场通常更难到达的事实。

4.流动模式分析

4.1价格策略对机场竞争态势的影响

图4展示了受访者对北京两大机场的选择情况，总体而言，机场的可达性与机场的距离呈负相关。

图4 出行者机场选择情况

将石家庄的正定机场设置为ARIS的中转机场，选择了由首都机场、大兴机场和正定机场直飞的20个国内城市作为代表性目的地，并基于中国联通城际出行的手机信令数据对不同出行方式的ASC值进行了修正。表2记录了调整前后20个目的地城市的ASC值，以及相关的统计结果。

表2 20个目的地城市的ASC值和航空占比

关于航空出行的份额，百分比值随铁路和航空之间的竞争关系而变化。近80%的旅客的长途旅行方式选择航空，例如从北京到昆明、三亚、海口和乌鲁木齐（>2000公里）。对于<500公里的短途旅行，例如从北京到呼和浩特，航空仅占总市场份额的<20%。

一般来说，在二级机场实施定价折扣被认为是平衡MAS整体流量的有效方法。假设对大兴机场出发的机票施加折扣，图5 展示了不同机票折扣率（DR）水平下，首都机场和大兴机场主导区域内的旅客选择航空出行的占比。

图5 不同DR对旅客航空的影响

航空旅客对出发机场的选择偏好与机场的可达性高度相关，以首都机场为主的旅客如果没有优惠机票，不太可能选择大兴机场的航线；机票折扣在不同程度上促进了航空的选择，对于短途航线来说，机场间的竞争格局受价格影响极小，对于长途航线而言，该影响较为显著；图5（d）中份额增加幅度不如5（b）中明显，意味着价格优势可以促使以首都机场为主的旅客前往大兴机场，但对本就以大兴机场为主的旅客来说影响没那么大，这表明定价策略对不同机场的出行者具有不同的影响。

4.2不同策略下空铁联运的市场份额评估

选择两个显著影响ARIS偏好的因素作为控制变量，即空铁接续时间和ARIS票价的折扣率。同时将提供行李直挂、灵活票务和点对点免费班车服务的ARIS定义为高级ARIS，并将没有上述服务的ARIS定义为标准ARIS。图6展示了不同续接时间和折扣率下，标准和高级ARIS服务选取率的变化。结果发现，通过减少接续时间和提升票价折扣率，有助于提高ARIS的市场份额。

在所有20个走廊中，标准ARIS的模式份额均低于6%，当ARIS升级到高级时，百分比份额增长1%至2%。开往海口、三亚、乌鲁木齐等目的地的长途航班从服务升级中获益最大，建议首先考虑为长途航空公司量身定制的ARIS，以确保达到预期的效果。

图6 不同续接时间和DR下，ARIS服务选取率的变化

5.总结

本研究分析了京津冀大都市区域内流动性模式的动态，强调了可达性和ARIS升级的重要性。通过行为选择模型，研究揭示了影响个人旅行偏好的各种因素，包括旅行特性、社会人口统计特征以及它们的交互效应。研究评估了机场可达性、空铁合作潜力和服务升级对城际流动性的影响，显示了促进空铁联运的潜在优势。尽管存在限制，但研究为理解城际联运行为提供了系统性见解，并指出了未来研究方向，即通过调整机场间的需求模式来增强机场群体的整体竞争力。