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地理科学 >

2019 , Vol. 39 >Issue 8: 1265 - 1275

DOI: https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2019.08.008

广州市地铁对常规公交出行成本影响及其空间公平性研究

  • 陈慧灵 1 ,
  • 王伯礼 2 ,
  • 曹小曙 , 3 ,
  • 石恩名 4 ,
  • 刘永伟 5
展开
  • 1. 湖南工商大学旅游管理学院,湖南 长沙 410205
  • 2. 中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101
  • 3. 陕西师范大学全球区域与城市研究院,陕西 西安 710119
  • 4. 华南师范大学地理科学学院,广东 广州 510631
  • 5. 鲁东大学商学院, 山东 烟台 264025
曹小曙,教授。E-mail:

陈慧灵（1992-）,女,湖南邵阳人,博士研究生,主要从事交通地理与旅游地理研究。E-mail: chenhuiling0325@126.com

收稿日期: 2018-07-11

  要求修回日期: 2018-09-28

  网络出版日期: 2019-10-10

基金资助

国家自然科学基金项目资助(41671160)

版权

版权所有，未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计。
收起

Impact of Rail Transit on the Travel Cost of Bus Transit and the Spatial Equity: A Case Study of Guangzhou

  • Chen Huiling 1 ,
  • Wang Boli 2 ,
  • Cao Xiaoshu , 3 ,
  • Shi Enming 4 ,
  • Liu Yongwei 5
Expand
  • 1. School of Tourism Management, Hunan University of Technology and Business, Changsha 410205, Hunan, China
  • 2. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100101, China
  • 3. Global Regional and Urban Research Institute, Shaanxi Normal University, Xi'an 710119, Shaanxi, China
  • 4. School of Geography, South China Normal University, Guangzhou 510631, Guangdong, China
  • 5. School of Business, Ludong University, Yantai 264025, Shandong, China

Received date: 2018-07-11

  Request revised date: 2018-09-28

  Online published: 2019-10-10

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National Natural Science Foundation of China(41671160)

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Copyright reserved © 2019.
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摘要

从时间与费用两个角度研究广州市地铁建设对公共交通可达性的影响及其影响的空间公平性。结果表明:① 加权时间与费用可达性均形成“核心-外围”的空间格局。通地铁后,南部郊区加权时间可达性变化率较大,花都区变化率最低;加权费用可达性高变率地区集中在地铁沿线及边缘地区。② 不乘地铁情境下,CBD等时圈呈同心圆状,80％的居民在50 min以及2元钱花费内能到达最近的商业综合体。乘地铁情境下等时圈沿着地铁网络延伸与扩散,80％的居民在30 min以及5元钱以内能到达最近的商业综合体。③ 无论是否乘坐地铁,出行时间的不公平程度都高于出行费用的不公平程度。番禺区的社区从地铁网络中时间可达性获益最多,最不公平的是白云区的社区,其绝对和相对变化较低;中心城区由于常规公交网络发达,地铁缩短的绝对出行时间较少,而变化率高。地铁对城市内中远距离出行性价比的影响最明显。

关键词： 地铁; 常规公交; 出行时间; 出行费用; 广州

本文引用格式

陈慧灵 , 王伯礼 , 曹小曙 , 石恩名 , 刘永伟 . 广州市地铁对常规公交出行成本影响及其空间公平性研究[J]. 地理科学, 2019 , 39(8) : 1265 -1275 . DOI: 10.13249/j.cnki.sgs.2019.08.008

Abstract

Rail transit provides the possibility for residents from car travel to public transport travel. This paper studies the changes and characteristics of travel costs which subway construction brought up and the spatial equity of its influence from two aspects of travel time and travel expenses. The results show that: 1) The spatial patterns of weighted average time and fare indicators are core-peripheral. After the operation of subways, the relative change value of the weighted time in the southern suburbs is high, and the change rate of Huadu district is the lowest. The areas of high change rate of weighted fare accessibility are concentrated in the southern fringe areas and along the subway lines. 2) In the bus transit scenario, the isotime curves of CBD are concentric circles and eighty percent of residents could arrive in the nearest commercial complex within 80 minutes and RMB 2. In the rail transit scenario, the isotime curves are extended and diffused along the subway lines and eighty percent of residents could arrive in the nearest commercial complex within 30 minutes and RMB 5. 3) Whether or not to take the subway, the inequity degree of travel time between communities is higher than of travel fare. The absolute and relative improvement of travel time of Panyu district after with subway is great. Due to the bus transit network is well in central city, the absolute change of travel time which subway brought is slight, but its relative change is high. The rail transit has a significant on the cost-effective of medium-distance and long-distance travel. This research could provide the theoretical support for the development of the multi-modal transit system.

Key words： rail transit; conventional bus; travel time; travel fare; Guangzhou

随着城市规模的扩展以及技术进步,轨道交通已经形成对公交系统的有效补充[1]。地铁作为城市轨道交通的主要方式,由于其快捷、运量大、环境污染小等特点,被认为是解决城市交通拥堵和实现节能减排的重要途径之一[2]。研究地铁建设对常规公交出行成本的影响有助于科学规划地铁线路和站点分布,促进地铁建设与原有常规公交网络的协调发展,为居民出行方式由小汽车向公共交通转变提供可能性[3]。目前中国的地铁建设正如火如荼展开,截至2017年已有33个城市开通了地铁,其中以上海的运行里程最长[1]。
公交网络的研究是交通领域的热点,目前研究已逐步从单一出行模式的公交网络优化向多模式公交系统整合协调研究转变,主要集中于常规公交与轨道交通之间的联合运输线网优化设计、协调运营管理、接驳公交线路设置、站点调整等方面[4,5,6,7]。而关于公交可达性研究则主要集中于测度方法及不同案例实证研究,测度方法因可达性理解的不同而差异较大[8,9,10]。其中Sullivan等学者利用Dijkstra算法构建了最短路径模型,计算居民乘坐公共交通出行到达CBD所需的时间[11]。现有公共交通可达性的模拟研究多数将地铁作为公交网络的一部分,多模式公交系统的研究也集中在常规公交与地铁之间线网的协调以及换乘枢纽的布局两个方面,关于公交系统内部不同出行模式之间差异及其空间公平性的研究不多。一些学者利用复杂网络对比分析地铁开通前后的公交可达性的变化[12, 1],主要通过公交站点的可达性、基于静态公交路网的行程时间来表征公交可达性,未考虑实际的换乘与票价等因素。出行费用方面,与国外不同,国内常规公交票价策略通常由政府制定,除一些乘客享受相应的优惠策略外,其余乘客收取相同的乘车费用,即采用单一票制。而地铁票价则不同城市方案不同,大多是基于里程分段计价。因而国内对公交票价公平性问题的研究较少,以定性分析为主,忽略公共交通出行费用成本与社会因素[15,16]。加拿大2001年的“家庭出行调查”表明,大约78%收入低于40 000美元的家庭使用公共交通出行,而其中只有13%是轨道交通通勤者,大多数人使用更便宜的常规公交出行方式[17]。基于空间视角研究地铁对常规公交出行成本的影响是未来减少空间不公平的必要途径。
本文利用可达性研究范式,从出行时间与出行费用两个角度研究地铁建设对常规公交出行成本格局与特征的影响,并分析影响的空间公平性。旨在评价地铁建设的可达性收益空间格局,并探讨常规公交与地铁不同票价策略的公平性影响,以期为一体化的多模式城市公交系统的运营管理以及发展决策提供理论支持。

1 研究范围与研究方法

1.1 研究区域与数据来源

百度地图的交通信息是基于多源数据估计得到的,不仅考虑了不同等级道路的通行速度,同时考虑了实时的交通拥堵情况,可以提供较高精度的出行时间估计[18,19]。本文利用百度地图WebAPI口进行循环查询,分别选择不乘地铁模式和时间短两种模式来获取起点终点间的最佳路径,并提取线路信息、出行时间以及出行距离。本文数据采集使用多日多时段采集方法以反应广州日常公共交通状态的出行数据,包含4个工作日和1个周末,采集时间为2018年1月20日~1月25日,最后对多个时间段的数据取平均值作为其出行信息。本次分别获取了乘地铁情境与不乘地铁情境下的出行数据各120 540条,从而得到不同出行模式下所花费的时间与费用。为测试基于百度地图得到的出行信息的可靠性,研究邀请了10位不同社区的居民,记录他们乘坐公共交通的行程时间（包括仅使用地铁或者常规公交,以及地铁、常规公交联合换乘3类不同方式出行）,同时在该时间段用百度地图进行测试,共测试50次。结果表明实际出行时间和基于百度地图得到的时间之间差异在-10%和10%之间,判定百度数据是可靠的。
本研究以社区（村）作为最小地域研究单元,研究区域为除从化区和增城区以外的广州市市辖区,面积为超过3 600 km2,共2 009个研究单元（图1）。广州是改革的前沿,是一个集经济政治于一体的巨型都市,同时作为中国三大经济圈之一——珠三角经济圈的核心城市,广州的公共交通问题可以看作是整个中国大城市的缩影。本研究人口数据是采用广州第六次人口普查到社区（村）一级的数据。本文中社区出行的目的地是10个主要商业综合体,是广州较为活跃的公共服务设施之一。因为主要是研究地铁建设对常规公交出行的影响及影响的公平性,目的地选择主要标准是其空间分布特征而不是针对设施类型。主要商业综合体分布相对均匀,从而提供了相对有代表性的样本。目前广州有常规公交线路1 191条（包括BRT）、公交站点5 573个、地铁线路13条和地铁站点170个[1]。从时间与费用两个角度分析地铁对常规公交出行成本的影响,所计算的出行时间主要是载车时间与换乘时间,不涵盖起点与目的地和公交站点之间的步行时间。首先测算不同情境模式下146条镇街相互之间的加权出行时间与加权出行费用,通过反距离权重法插值得到地铁运行前后可达性空间格局及变化图。其次测算CBD、主要商业综合体与所有社区之间的出行时间、出行费用、出行速度在不同情境模式下的变化。最后探讨地铁对时间与费用可达性分布的公平性影响。
图1 广州市社区人口密度及主要商业综合体空间分布

Fig.1 The spatial distribution of community population density and main commercial complex in Guangzhou

1.2 研究方法

1.2.1 加权出行时间（费用）
A i 表示镇街 i 到其他镇街的加权平均出行时间（费用）。数值越小,表示该镇街可达性水平越高,区位条件优越。它强调距离关系以及相对区位。加权出行时间公式为:
A i = ∑ j = 1 n ( T ij × M j ) ∑ j = 1 n M j
式中, T ij 表示镇街 i 到达另一镇街 j 的最短时间（最少费用）;n为镇街数量; M j 表示镇街 j 内经济中心的经济实力,以及对周边地区的辐射力或吸引力,一般采用GDP、人口或社会商品销售总额等指标表示[20,21,22],本研究采用镇街的人口表示。
1.2.2 社区出行时间（费用）
社区出行时间（费用）即特定出行模式下社区到各主要商业综合体的所花时间（费用）,其计算公式为:
F i = ∑ j = 1 m P ij / m, S i = ∑ j = 1 m P ij / m
式中, F i 和 S i 分别为社区 i 到各商业综合体的平均费用和平均时间,表征社区 i 的常规公交服务价格和出行时间; P ij 为社区 i 到商业综合体 j 的票价或时间;m为商业综合体的数量。 A i 和 T i 的值越小,表示社区常规公交服务价格越低,出行时间越少。
1.2.3 变异系数
变异系数表征地理数据的相对变化程度,为标准偏差与平均值的比值[23]。本文用变异系数分析地铁建设对出行时间与出行费用影响的空间公平性,其计算公式如下:
CV = 1 x × ∑ i = 1 n ( x i - x ) 2 m - 1
式中, x i 表征的是社区 i 到各商业综合体的出行时间或出行费用, x 表示每个社区到各商业综合体的平均出行时间或出行费用
1.2.4 地铁出行性价比
地铁出行性价比为乘坐地铁相较于仅乘坐常规公交所增加的费用与节约的时间的比值,据此反映地铁提速提价的性价比[17],其计算公式为:
R i = ( E ia 地铁 - E ia 常规公交 ) / ( t ia 常规公交 - t ia 地铁 )
式中, R i 为社区 i 的地铁相比常规公交所增加费用与节约时间的比值, E ia 地铁 、 t ia 地铁 公交分别表示地铁与常规公交联运模式下社区 i （或镇街）到商业综合体的平均出行费用和时间, E ia 常规公交 、 t ia 常规公交 分别表示从社区 i 仅利用常规公交到商业综合体的平均出行费用和时间。

2 结果分析

2.1 地铁对加权出行成本的影响

通过计算得到地铁通行前后各镇街加权可达性。不乘地铁情境下,天河区天河南街道加权出行时间最少（49.33 min）,从中心城区到外围区域加权出行时间不断增加,空间格局呈 “同心圆”状（图2a）,高值区为边缘镇街,其中番禺区石楼镇最高（184.53 min）,出行时间最长的镇街是时间最短镇街的3.74倍,可达性空间格局受制于地理位置、人口密度等因素。乘地铁情境下,则是越秀区站前街道加权出行时间最少（35.87 min）,距离地铁网络远的镇街加权时间可达性差,花都区北部边缘镇街可达性最差（图2b）;加权时间最高的狮岭镇（125.36 min）是最低镇街的3.49倍。图2c是加权出行时间变化率的空间分布布局,地铁的通行使得各镇街加权时间的平均值减少35.65%（31.97 min）,其中番禺、荔湾的大多镇街以及白云的部分镇街收益最明显。该图说明地铁网络开通极大缩短了南部郊区与其他区域的时间距离,交通区位得到明显改善。花都区镇街的加权时间变化率普遍较小,大多在25%以下,其中赤坭镇最低（12.15%）。
图2 地铁通行前后广州公共交通加权出行时间空间格局

Fig.2 The spatial pattern of weighed travel time’s changes before and after the operation of rail transit

地铁对出行费用可达性的空间格局影响较小,前后均形成“核心-外围”的可达性空间格局（图3a,3b）。不乘坐地铁情境下,越秀区站前街道到其他镇街的加权出行费用最低,为2.9元,南沙区榄核镇最高,为7.85元。乘坐地铁情境下,天河区登峰街道最低,为6.23元,南沙区万顷沙镇最高,为15.56元。从变化率看（图3c）,高变率地区主要为地铁沿线及南部边缘地区,分布较为分散。
图3 地铁通行前后广州公共交通加权出行费用空间格局

Fig.3 The spatial pattern of weighed travel fare’s changes before and after the operation of rail transit

2.2 地铁对社区出行成本的影响

2.2.1 CBD可达性差异
从位于广州CBD的商业综合体高德置地广场出发去往所有社区,地铁通行前后的差异如图4所示。不乘坐地铁情境下,20 min车程内能够到达233个社区、1 h车程内能到达1 168个社区;同一出行时间乘坐地铁能到达的社区分别是591个和1 483个。本文模拟了地铁通行前后CBD的等时圈,并比较2 h内的CBD可达性面积及辐射人口变化（图4）。不乘坐地铁情境下,CBD等时圈大致呈同心圆状（图4a）。乘坐地铁情境下,等时圈沿着地铁网络扩散（图4b）,各等时圈覆盖面积及人口均显著高于不乘坐地铁模式,其中距CBD10~30 min、30~60 min圈覆盖面积与人口为不乘坐地铁的2倍以上。图4c是社区前往CBD不同出行模式速度比值的空间分布,其中乘地铁情境下社区的出行速度最多是不乘地铁情境下出行速度的3.62倍。出行速度差异小的社区集中在南沙区南面、花都区、白云区东面以及中心城区的部分社区,差异大的社区集中分布在地铁沿线。中心城区既有速度比值高的社区,也有比重接近1的社区分布。
图4 地铁通行前后广州CBD等时圈与社区出行速度比空间格局

Fig.4 The spatial pattern of isochrones of CBD and communities’ average travel speed ratio before and after the operation of rail transit in Guangzhou

2.2.2 时间可达性空间格局变化
通过计算得到地铁通行前后社区与主要商业综合体的出行时间（图5）,各社区的平均出行时间由1.56 h下降到0.94 h,总出行时间由31 296.19 h下降到18 791.08 h,总出行时间的变化率达到39.96%,表明地铁网络极大地削减了社区与商业综合体之间的公共交通通行时间,扩大了主要商业综合体的辐射范围,促进地区间社会经济的交流[24]。图5a显示:通地铁前,形成以中心城区为核心的低值区,从核心区到外围区出行时间不断增加,时间可达性格局呈“同心圆”状,主要受制于区域位置因素,高值区为边缘社区,最长的社区出行时间是最少的5.2倍。地铁通行后时间可达性格局被地铁网络稍稍扭转,平均出行时间最长的社区（203.75 min）是最少社区（24.89 min）的8.18倍,时间的变化更多依赖于地铁线路的分布。通地铁前后,核心区的社区时间可达性整体水平始终最高,说明其到达所有商业综合体的平均时间最少,而外围区域时间多。图5c是不同出行模式之间社区平均出行时间比值的空间格局,差异最大的社区集中在地铁线路附近,其中乘地铁情境下社区平均出行时间最多是不乘地铁情境下出行时间的3倍。白云区东、西部以及花都、南沙的部分社区不同情境下出行时间差异不大,说明地铁对这些社区居民公共交通出行的影响较小。番禺区以及内环路以内的社区比值较高。
图5 地铁通行前后广州社区时间可达性的空间格局

Fig.5 The spatial pattern of time-based accessibility of communities before and after the operation of rail transit in Guangzhou

图6显示的是特定出行时间和出行费用内主要商业综合体辐射累积人口比重。依托常规公交出行,80％的居民在50 min以及2元钱花费内能到达最近的商业综合体;依托地铁与常规公交联运,相应值则为30 min以及5元钱。
图6 广州市特定出行时间（a）与出行费用（b）内城市商业综合体服务人口累计占比

Fig.6 Cumulative share of population accessing the closest urban commercial complex within the certain travel time(a) and travel fare(b) in Guangzhou

2.3 地铁对出行成本影响的公平性

2.3.1 地铁对可达性分布影响的公平性
公平性问题是交通基础设施的社会影响之一[25]。本文分别计算地铁通行前后出行时间和出行费用的变异系数,以此分析地铁网络建设对可达性分布公平性的影响,计算结果如表1。乘坐地铁加权费用平均值接近不乘坐地铁的2倍,加权时间、加权费用可达性的变异系数变化率分别提高了5.64%与7.36%,说明均衡程度降低,乘坐地铁促使城市区位优势与可达性水平差距扩大。社区时间可达性方面,乘地铁情境下可达性的变异系数高于不乘地铁情境下变异系数值,平均值与标准差则低于仅常规公交出行的数值,说明地铁运行缩减了社区的出行时间,但社区之间接受主要商业综合体的辐射能力差距扩大。社区费用可达性方面,乘地铁情境下可达性的标准偏差、平均值、变异系数均高于不乘地铁情境下的数值,即地铁的通行扩大了社区公交服务价格之间的相对差异,扩大了其分布的公平程度。对比时间与费用可达性变异系数发现,无论是“乘地铁”还是“不乘地铁”情景,时间可达性的变异系数均高于费用可达性的变异系数,地铁网络对社区之间出行时间相对差异的影响相较于出行费用更大,即对出行时间分布影响的不公平程度高于出行价格。
表1 广州市地铁通行前后时间与费用可达性变异系数

Table 1 Coefficient of variation of time-based accessibility and fare-based accessibility before and after the operation of rail transit in Guangzhou

无地铁 有地铁 变化率
标准差 平均值 变异系数 标准差 平均值 变异系数 平均值 变异系数
加权时间可达性 32.43 89.66 0.36 22.05 57.69 0.38 -35.65% 5.64%
加权费用可达性 1.01 4.25 0.24 2.17 8.48 0.26 99.42% 7.36%
社区时间可达性 35.01 24.49 0.70 23.46 21.08 0.90 -13.94% 28.41%
社区费用可达性 2.54 0.98 0.39 3.62 2.16 0.60 119.55% 54.26%
本文对地铁建设后社区出行时间的绝对变化值与相对变化率进行标准化（Z值）,使之结果可以进行比较[25]。社区Z值为0说明该地铁建设对该社区出行时间的影响等于全市平均水平;如果所有社区得分都是0,则说明地铁对各社区的影响完全一样,正值表示该社区出行时间大于平均值,负值表示低于平均值。图7a和图7b分别是社区出行时间相对变化和绝对变化标准值的空间分布。蓝色区域表明,它们获得的收益高于平均水平,有助于提高整体的公平性,而红色区域表明其获得的收益低于平均水平,公平性有所削弱。番禺区和花都区高于平均水平的社区的比例更大。比较2个可达性地图发现,番禺区的大部分社区的绝对变化Z值和相对变化Z值都大于0.5。荔湾、越秀、海珠、天河区大部分社区的相对变化Z值均高于平均水平,但绝对变化Z值低于平均水平。这种情况是由于这些社区在不乘地铁情境下就具有很高的时间可达性水平,已经能通过良好的常规公交连接。白云区的大部分社区在不乘地铁情境下可达性水平已处于弱势,而这些社区享受的出行时间的绝对变化和相对变化都较低。因而,地铁使得这些社区和其他社区之间的可达性差距更大,增加了不平等。
图7 广州市地铁建设后社区出行时间绝对变化(a)与相对变化(b)的归一值

Fig.7 Normalized values of relative (a) and absolute (b) improvements of time-based accessibility in rail transit scenario in Guangzhou

为了更好地评估基于时间可达性收益的公平性,表2和3说明了可达性收益值是如何在各区人口中分布的,即每个区在可达性收益Z值各区间内的人口比例。表2显示的是绝对收益的标准值在各区人口的分布情况,发现内圈层所有区的大多数人口低于全市平均水平,而远郊区则相反。表2中是每个区享受到不同相对收益的人口比例的分布,分析结果与表3绝对收益的结果比较。总的来说,最大的反转是内城区的各个区,其中很大部分人从绝对收益的平均水平以下转变到相对收益的平均水平之上。花都区和南沙区的社区在常规公交情境下可达性水平处于不利地位。由于初始条件不佳,地铁线路为这两个区的绝大多数居民的绝对收益都很高,而相对收益较低。在番禺区大部分人口在地铁情境下享有的绝对收益和相对收益Z值都较高,而白云区的大部分居民与平均值相比更差,地铁为他们带来的绝对收益和相对收益都比较低。值得注意的是,番禺区有13.02%的人口相对收益Z值大于1.5,白云区有27.72%的人相对收益Z值低于-1.5。
表2 广州市地铁建设后出行时间绝对变化Z值在各区人口的分布

Table 2 The absolute improvements in time-based accessibility by population according to districts in rail transit scenario in Guangzhou

Z值范围 <-1.5 -1.5~-0.5 -0.5~0 0~0.5 0.5~1.5 Z>1.5
内圈层 越秀区 3.47% 78.41% 15.46% 2.10% 0.56% 0.00%
海珠区 0.18% 47.68% 46.27% 5.75% 0.12% 0.00%
荔湾区 0.47% 12.46% 44.98% 32.40% 9.68% 0.00%
天河区 0.92% 83.33% 11.90% 3.43% 0.42% 0.00%
过渡圈层 白云区 1.97% 56.54% 20.38% 13.67% 5.29% 2.15%
黄埔区 0.56% 16.67% 35.61% 27.54% 19.62% 0.00%
番禺区 0.00% 9.37% 10.51% 15.62% 37.84% 26.65%
外圈层 花都区 0.26% 4.93% 3.03% 8.50% 43.14% 40.14%
南沙区 0.00% 0.53% 0.67% 21.96% 64.28% 12.55%
总和 1.02% 42.16% 22.31% 12.67% 14.07% 7.77%
表3 广州地铁建设后出行时间相对变化Z值在各区人口的分布

Table 3 The relative improvements in time-based accessibility by population according to districts in rail transit scenario in Guangzhou

Z值范围 <-1.5 -1.5~-0.5 -0.5~0 0~0.5 0.5~1.5 >1.5
内圈层 越秀区 3.87% 11.10% 27.38% 33.31% 24.34% 0.00%
海珠区 1.99% 11.73% 12.21% 26.96% 45.78% 1.33%
荔湾区 0.47% 5.25% 11.51% 28.00% 54.77% 0.00%
天河区 5.46% 28.91% 14.54% 21.83% 29.25% 0.00%
过渡圈层 白云区 27.72% 31.16% 8.24% 13.63% 15.52% 3.73%
黄埔区 10.37% 19.40% 28.01% 3.22% 39.00% 0.00%
番禺区 1.14% 11.02% 14.01% 23.31% 37.50% 13.02%
外圈层 花都区 5.10% 14.34% 13.59% 31.59% 30.26% 5.11%
南沙区 2.14% 29.51% 27.90% 25.00% 13.70% 1.75%
总和 8.64% 18.65% 15.22% 22.14% 32.01% 3.33%
2.3.2 地铁对时间可达性与费用可达性相关性的影响
基于社区到主要商业综合体是否乘地铁的平均出行时间与出行费用,利用相关系数分析两者之间的相关性。研究得到不乘地铁情境下,社区到主要商业综合体的平均费用与平均时间的相关系数为0.79（图8a）,出行费用与出行时间呈高度相关。乘坐地铁的情境下,社区到主要商业综合体的平均费用与平均出行时间的相关系数仅为0.157（图8b）,相关性较低。结果表明地铁的运行降低了社区费用可达性与时间可达性的相关性。
图8 不同情境下社区费用可达性与时间可达性的相关性

Fig.8 Correlation between fare-based and time-based accessibility of communities in two scenarios

利用公式（4）计算社区地铁出行性价比并可视化,结果如图9。性价比高的社区连片分布在花都区与番禺区南面,说明地铁对城市中远程距离出行的性价比影响显著。中心城区中越秀、海珠、天河的部分社区以及白云区东部的多数社区的地铁带来的小时经济额度在7.3~29.0元之间,部分社区甚至处于28.0~84.0元之间。说明地铁对这些社区出行环境的影响性价比相对较低,中心城区是因为常规公交网络较为发达,地铁缩短的出行时间有限,因而这些社区乘坐地铁出行的性价比低,而白云区东部则是因为这里社区的出行利用地铁的机会相对较少。
图9 广州市乘地铁情境下地铁社区出行性价比的空间分布

Fig.9 The spatial distribution of performance price ratios for communities in rail transit scenario in Guangzhou

3 结论

本文选取广州市公共交通网络作为研究对象,基于百度数据对地铁和常规公交协同作用的考虑,分别从镇街与社区层面通过出行时间、出行费用的变化,来衡量地铁对常规公交可达性的改善。结果表明:① 无论是否乘坐地铁,时间可达性与费用可达性的空间格局形成“核心-外围”的空间格局。从通地铁后的变化率来看,南部郊区时间可达性相对变化值均较高,城市区位条件得到明显改善,花都区变化率最低。费用可达性高变率地区主要为地铁沿线站点及南部边缘地区。② 不乘地铁情境下,CBD等时圈呈同心圆状,80％的居民在用50 min以及2元钱花费内能到达最近的商业综合体。乘地铁情境下等时圈沿着地铁网络延伸与扩散,80％的居民在30 min以及5元钱以内能到达最近的商业综合体。社区前往CBD利用地铁的出行速度最多是常规公交出行速度的3.6倍,地铁沿线社区不同出行模式之间速度差异大。③ 地铁运行促使区位优势、可达性水平、社区公交服务价格以及接受主要商业综合体辐射能力差距扩大,加剧了不公平程度。无论是否乘坐地铁,出行时间的不公平程度都高于出行费用的不公平程度。地铁降低了社区费用可达性与时间可达性的相关性且对城市内中远距离出行性价比的影响最明显。④ 由于中心城区仅通过良好的常规公交就能相互连接,具有较高的时间可达性水平,因而地铁为中心城区大部分社区带来的出行时间相对变化值高于平均水平,但绝对变化低于平均水平。白云区大多区域在不乘地铁情境下可达性水平已处于弱势,而这些社区享受的出行时间的绝对变化和相对变化都较低,地铁使得这些社区和其他社区之间的可达性差距更大,增加了不平等。
本文利用可达性研究范式,从时间与费用两个角度研究地铁建设对常规公交出行成本变化格局与特征,并分析了影响的空间公平性,有助于明确广州公共交通系统的结构框架,为一体化的多模式城市公共交通体系发展决策提供了一定的理论支撑。未来可结合地铁的“快捷、可靠”和常规公交“覆盖范围广”的优势,分区域、按功能逐步推进公交网络的优化调整。地铁站点与线路的规划和建设应注重与常规公交之间相互支撑与协调发展,同时应考虑与自行车网点的衔接,使地铁的影响范围由步行可达范围扩大至自行车可达范围,吸引更多人选择公共交通作为日常出行方式。研究地铁对常规公交出行成本的影响是未来减少空间不公平的必要途径。本文的局限在于使用的可达性方法只能反映社区层面的一般差异,并未结合居民的出行需求进行分析,同时难以获取各社区最新的边界和人口数据,计算可能存在一定误差。为此,后续研究可基于城市经济活动与居民出行需求的空间分布深化研究地铁网络与常规公交网络的整体协调,争取在之后研究中通过更新社区人口数据以更准确的反映地铁带来的影响的空间公平性。

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