空氣品質, 天氣概況與公共自行車租借行為之關聯性分析: 以臺北市為例

空氣品質, 天氣概況與公共自行車租借行為之關聯性分析: 以臺北市為例内容摘要：

航測及遙測學刊 第二十四卷 第 3 期 第 161-171 頁 Journal of Photogrammetry and Remote Sensing Volume 24, No.3, 2019, pp. 161- 171 DOI：10.6574/JPRS.201909_24(3).0002 161 民國 108 年 9 月 空氣品質、天氣概況與公共自行車租借行為之 關聯性分析：以臺北市為例 李俊毅 1 王聖鐸 2* 摘要 公共自行車系統已於臺北市實施近 10 年，隨著租借站建置完整，已成為臺北市公共運輸系統的一環。 由於公共自行車使用者騎乘路線絕大部分為戶外環境，此外臺灣常年於冬季與春季好發高濃度之懸浮微 粒事件，空氣中的懸浮微粒容易進入人體之呼吸道與血管內，可能導致身體不適或提高心血管疾病之風 險。空氣品質和天氣概況是否對於公共自行車的使用行為造成影響？本研究利用皮爾森相關係數、迴歸 分析方法進行資料分析，探討 2016 年 11 月至 2017 年 10 月臺北市公共自行車租借行為與天氣、空氣品 質之間的關係。研究結果顯示天氣相關變數中降雨對於租借率為顯著負相關；氣溫、風速以及細懸浮微粒 濃度對於租借率無顯著影響力。 關鍵詞：公共自行車系統、懸浮微粒、天氣條件、迴歸分析 風險而逐漸受到重視。因此本研究將以臺北市為研 1. 前言 究對象，從天氣概況、空氣品質面向進行資料分析， 隨著都市發展產生之交通壅塞以及汽、機車伴 探索租借站附近空氣品質監測站之天氣、空氣品質 隨的環境汙染與高耗能，全球各大城市陸續推動低 概況與租借次數之間的關係。利用敘述統計了解依 汙染、低耗能之公共運輸系統。其中公共自行車系 變數、自變數的基本資訊，之後投入迴歸分析方法 統 (Public Bicycle-Sharing System, PBS) 相較於公 進行分析，了解各項變數與租借行為的關係，再進 車、鐵路等傳統運輸系統，具有營運成本較低、設 一步探討影響臺北市公共自行車系統租借行為的 置門檻較低、騎乘自由度較高等優勢，可觸及傳統 天氣、空氣品質變數以及影響程度。 交通工具無法進入之地區，臺灣公共自行車在各縣 市政府大力推廣下，已成為民眾經常使用的「最後 一哩路」公共運輸系統。使用者騎乘路線絕大部分 為戶外環境，其使用意願易受天候狀況影響；然而 空氣品質對使用意願的影響，目前尚無文獻直接討 論。此外臺北市空氣品質中的懸浮微粒 (particulate matter, PM) 濃度於每年的冬季、春季期間較其他季 節高，如圖 1 所示。人體暴露於高濃度懸浮微粒的 環境容易出現眼睛、呼吸道不適等症狀，而近幾年 的文獻也指出懸浮微粒與人體呼吸系統、心血管系 統與肺癌等疾病發生機率有關，對於人類健康產生 1 2 * 國立臺灣師範大學地理學系 碩士 國立臺灣師範大學地理學系 副教授 通訊作者, 電話: 02-77341683, E-mail: sendo@ntnu.edu.tw 圖 1 2013 年至 2018 年臺北市懸浮微粒濃度變化折 線圖 (空氣品質監測網，2018) 收到日期：民國 108 年 08 月 05 日 修改日期：民國 108 年 09 月 06 日 接受日期：民國 108 年 09 月 17 日 航測及遙測學刊 162 第二十四卷 第三期 民國 108 年 9 月 隨著公共自行車興起，天氣與空氣品質概況 能降低租借公共自行車之意願。氣溫、風速跟相 對於公共自行車租借次數的影響又是如何？ 對濕度則因為研究區的地理位置而有所差異，而 Dobrzyńska 及 Dobrzyński (2016) 分析波蘭比亞維 本研究所回顧的文獻其研究區大多位於中、高緯 斯托克 (Białystok) 公共自行車的路網結構與動態 度地區之城市，位於較低緯度的臺北市，租借行 分析，在比較公共自行車系統與傳統公共運輸系 為會因為哪些天氣變數所影響值得探討。 統的部份，提到公共自行車系統對於天氣概況的影 空氣品質與使用個人自行車或是公共自行車 響較其他公共運輸系統明顯。Corcoran et al. (2014) 之間的關係，多討論暴露於較差的空氣品質環境， 分析澳洲布里斯本 (Brisbane) 公共自行車系統， 對於騎乘自行車造成健康上的風險。Tainio et al. 利用旅次起訖資料進行分析，探討的天氣變數有 (2016) 探討空氣汙染對於戶外騎乘自行車或行走 氣溫、降雨、風速。研究結果發現氣溫與租借次 的影響。利用空氣中的細懸浮微粒 PM2.5 濃度評估 數呈現正相關，降雨與風速則呈現負相關。 對於騎乘自行車所產生的健康風險，結果顯示若 Faghih-Imani et al. (2014) 分 析 加 拿 大 蒙 特 婁 是暴露於細懸浮微粒 PM2.5 濃度達 100μg/ m3 之環境 (Montréal) 的公共自行車系統，利用氣溫、相對濕 下，騎乘自行車超過 90 分鐘可能導致較高的健康 度、降雨發生天數進行分析，研究結果顯示租借 風險。懸浮微粒指的是空氣當中的固體顆粒或液 站車輛動態變化和氣溫呈現正相關；與降雨量、 滴，其組成成分相當複雜，在戶外環境中細懸浮 相對溼度為負相關。El-Assi et al. (2017) 探討 2013 微粒的主要成份來源為塵土、海鹽等，細懸浮微 年整年度影響加拿大多倫多的公共自行車系統 粒濃度上升時會影響光線於環境當中的傳輸，造 (Bike Share Toronto) 租借次數之因素，利用旅次起 成視覺上能見度降低的問題；室內環境則以塵蟎、 訖資料進行分析。天氣相關變數使用相對濕度、 二手菸為主要來源，其顆粒直徑相當小，肉眼難 降雨量、降雪量以及考量濕度以及風速估計之體 以辨識。若這些微小的顆粒吸附對人體有害之化 感氣溫進行分析，研究結果顯氣溫與租借次數呈 學物質，例如硫化物、氮化物等，人體暴露於高 現正相關，並且隨著氣溫的上升正相關幅度有增 濃度的細懸浮微粒環境中，呼吸道難以過濾這些 加的趨勢，降雨、降雪以及相對濕度則對於租借 微小的物質，因此容易進入體內提高健康風險。 次數呈現顯著負相關。 懸浮微粒依照顆粒直徑大小分成 PM10 和 PM2.5 兩 類，直徑小於等於 10 µm 大於 2.5 µm 的懸浮微粒 表 1 天氣對於自行車騎乘影響採用變數一覽表 為懸浮微粒 PM10；直徑小於等於 2.5 µm 的懸浮微 作者 (發表年度) 降雨 降雪 氣溫 風速 相對濕度 粒稱為細懸浮微粒 PM2.5。 Faghih-Imani et al. Corcoran et al. El-Assi et al. (2014) (2014) (2017) ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ 2. 材料與方法 2.1 研究區 本研究研究區設定於臺北市，臺北市政府交通 天氣對於公共自行車租借行為的影響，表 1 整 理相關研究所採用的變數，可以發現絕大多數的 研究中都會採用降雨、氣溫等天氣變數進行分析， 幾個探討中、高緯度地區城市公共自行車研究也 會將降雪量納入分析，採用風速變數則相對較少， 分析結果除了降雨、降雪等天氣變數於文獻中皆 與租借行為呈現負相關，表示降雨、降雪事件可 局於 2009 年 3 月以「臺北市公共自行車租賃系統 示範計劃營運」一案，於臺北市信義區設置 11 座租 借站，投放 500 輛自行車，試辦公共自行車系統， 其目標為改善都市道路交通擁擠、環境污染及能源 損耗目的。向民眾宣導多加利用低污染、低耗能的 公共自行車作為短程接駁運具，以利減少及移轉私 人機動車輛之持有及使用。經過三年試營運，於 李俊毅、王聖鐸: 空氣品質、天氣概況與公共自行車租借行為之關聯性分析：以臺北市為例 163 2012 年臺北市政府以民間興建營運後轉移模式 測站排除，以五座環保署空氣品質監測站歷史資料 (BOT)，委託巨大機械工業股份有限公司正式建置 進行資料分析。由於目前公共自行車租借站並無硬 及營運，簡稱為「YouBike 微笑單車」，目前已設 體設備觀測租借站所在位置的天氣、空氣品質概況， 置 400 座公共自行車租借站(臺北市統計資料庫查 故本研究採用鄰近分析(Proximity Analysis)挑選最 詢系統，2018)。環保署目前於臺北市共設置七座空 鄰近空氣品質監測站的公共自行車租借站進行資 氣品質監測站，分別為松山、古亭、中山、士林、 料分析，鄰近分析結果如表 3 所示。 大同、萬華、陽明監測站。觀測項目主要有：細懸 浮微粒 PM2.5、懸浮微粒 PM10、氣溫、降雨量、風 速等。 2.2 研究資料 表 3 鄰近分析成果 空氣品質監 測站名稱 松山 古亭 本研究除了公共自行車租借資料係向臺北市 政府交通局申請之外，空氣品質資料以開放資料進 行分析，如表 2 所示。本研究以 2016 年 11 月至 2017 年 10 月共一年期的臺北市公共自行車系統租 萬華 士林 中山 最鄰近之公共自行 車租借站名稱 松山車站 捷運台電大樓站 (2 號出口) 開封西寧路口 捷運明德站 捷運中山國小站 (4 號出口) 距離 (單位：m) 131.27 101.55 82.03 622.22 135.47 借資料進行分析。由於研究時間範圍內臺北市公共 自行車仍然持續建置租借站，部分租借站因應周邊 2.3 變數選擇 工程或是活動因素故長期暫停營運，為確保研究資 本研究利用空氣品質監測站觀測資料，與其最 料的一致性，本研究僅挑選 2016 年 11 月以前建置 鄰近的公共自行車租借站進行分析，本研究挑選四 之租借站，並且排除暫停營運時數超過研究時間區 項觀測項目進行分析，分別是：細懸浮微粒 PM2.5 濃 間 5%的租借站。 度、雨量、氣溫、風速。此外對於每項變數對於租 表 2 本研究使用資料來源一覽表 名稱 YouBike 租 借資料 YouBike 租 借站資訊 天氣概況、 空氣品質監 測資料 資料簡介 去識別化之所有借車與 還車記錄。包含以下資 訊：借車時間、借車場站、 還車時間、還車場站、租 用時間、扣款時間。 租借站地理資訊。包含以 下資訊：場站識別碼、場 站名稱、所在行政區、場 站地址、停車柱數量、場 站空間座標(經度、緯度) 監測站監測紀錄。觀測項 目主要有：PM2.5、PM10、 氣溫、降雨量、風速等 提供單位 臺北市政 府交通局 借率的影響提出預期影響之方向性，(+)表示對於租 借率為正相關之關係；(-)表示對於租借率為負相關 之關係；變數依月份有所變化時則，與租