如何使用隨機(jī)理論進(jìn)行公交選擇建模的詳細(xì)資料說明

　　基于分層信息處理思想，運(yùn)用隨機(jī)理論框架下的公交路徑選擇模型，分析出行者在時(shí)空維度下的站點(diǎn)選擇和公交車選擇行為。以從廣州市體育中心BRT站點(diǎn)到東圃鎮(zhèn)BRT站點(diǎn)為例（共8條直達(dá)線路），利用IC卡數(shù)據(jù)和車輛報(bào)站數(shù)據(jù)對公交車感知效用函數(shù)進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定和檢驗(yàn)，結(jié)果表明，在對舒適度進(jìn)行分層處理的情況下，候車時(shí)間、搭乘時(shí)間、站點(diǎn)舒適度、車內(nèi)舒適度和搭乘線路經(jīng)驗(yàn)均對公交路徑選擇具有顯著性影響。

　　公交路徑選擇行為的研究可分為基于發(fā)車頻率方法和基于時(shí)刻表方法?；诎l(fā)車頻率方法考慮公交線路集的服務(wù)情況，如公交車的發(fā)車間隔，但是它沒有明確考慮公交車的運(yùn)行時(shí)間。公交路徑選擇可基于最優(yōu)策略路徑的思想，使用基于發(fā)車頻率方法實(shí)現(xiàn)。這種情況的前提假設(shè)是出行者永遠(yuǎn)以同一方式進(jìn)行選擇，如在最少感知出行時(shí)間的原則下，出行者總是搭乘線路選擇集中第一輛到達(dá)的公交車，以避免由候車時(shí)間增加而使感知出行時(shí)間加大。在缺少出行信息和高頻率公交服務(wù)的環(huán)境下，這種假設(shè)是可接受的。隨著智能交通系統(tǒng)（ITS）的發(fā)展，現(xiàn)實(shí)生活中出行者不僅可在出發(fā)前獲取路徑信息，在出行途中，同樣可通過移動(dòng)設(shè)備等方式得到相應(yīng)的實(shí)時(shí)出行信息（通過百度地圖APP、Google 地圖APP 等） 。此時(shí)，出行者的選擇行為是根據(jù)當(dāng)前條件的自適應(yīng)選擇［3］。因此基于發(fā)車頻率的方法缺乏考慮實(shí)時(shí)出行信息，在出行者候車時(shí)間、搭乘時(shí)間等因素的估算中均有所偏差，難以體現(xiàn)于現(xiàn)實(shí)生活中的真實(shí)出行。

　　基于時(shí)刻表的方法基于車輛到達(dá)和離開站點(diǎn)的時(shí)刻，考慮公交車服務(wù)的相關(guān)屬性。Nuzzolo 等將公交出行路徑選擇細(xì)分為站點(diǎn)選擇和公交車輛選擇。站點(diǎn)選擇研究主要考慮了站點(diǎn)可達(dá)時(shí)間、附近商店數(shù)量、站點(diǎn)所能提供的車輛選擇集等因素，以獲取滿足站點(diǎn)可達(dá)性和吸引力的最佳選項(xiàng)。線路和車輛選擇不僅考慮了候車時(shí)間、搭乘時(shí)間等公交服務(wù)因素，還考慮了舒適度、可靠度等個(gè)體感受因素。Li 等考慮了乘客搭乘時(shí)間、出行費(fèi)用、不舒適度和公交服務(wù)可靠度的感知成本對乘客的出行選擇行為進(jìn)行描述。Nuzzolo 等考慮了候車時(shí)間、搭乘時(shí)間、換乘時(shí)間、換乘次數(shù)、車內(nèi)舒適度和站點(diǎn)舒適度構(gòu)建車輛效用函數(shù)。Meignan 等利用候車時(shí)間、步行時(shí)間、搭乘時(shí)間和出行經(jīng)濟(jì)成本來實(shí)現(xiàn)出行者行為建模。Hall 等通過計(jì)算個(gè)體到達(dá)目的地的最少花費(fèi)時(shí)間的期望值，包含了候車時(shí)間和上車搭乘時(shí)間，提出了一種隨機(jī)且依賴于時(shí)間的出行時(shí)間的路徑查詢方法［8］。Nuzzolo 等不僅考慮了候車時(shí)間、搭乘時(shí)間、車內(nèi)舒適度、換乘次數(shù)，還考慮了早/晚到達(dá)時(shí)間，即到達(dá)目的地的期望時(shí)間與實(shí)際時(shí)間的差異，和進(jìn)入/離開公交服務(wù)的時(shí)間。

　　以上兩類選擇行為均可視為選擇集生成和選擇機(jī)理的綜合作用結(jié)果，屬于離散選擇。選擇集生成需要滿足相應(yīng)的約束，如個(gè)體偏好、是否可達(dá)，等以前k 條個(gè)最優(yōu)選項(xiàng)為原則生成相應(yīng)的選擇集，如最近的k 個(gè)站點(diǎn)為站點(diǎn)選擇集，最短的k 條路徑為線路選擇集。選擇機(jī)理用于評估選擇集內(nèi)選項(xiàng)的好壞。目前最常用的是由Von 等建立的期望效用準(zhǔn)則，認(rèn)為出行者是理智的，會(huì)選擇可選集合中效用最大的選項(xiàng)。但是由于出行者對路徑信息掌握程度的差異，往往難以精確得到各個(gè)出行路徑的實(shí)際效用，因此這種理論缺乏考慮個(gè)體對出行路徑的感知誤差。隨機(jī)效用理論是Ben-Ariva 等提出的，認(rèn)為出行者對選項(xiàng)的感知效用是實(shí)際效用和隨機(jī)項(xiàng)的綜合，其中，隨機(jī)項(xiàng)表示了個(gè)體的感知誤差［。前兩種理論的一個(gè)局限是認(rèn)為所有出行者均為最大效用選擇者，同時(shí)選擇集內(nèi)的選項(xiàng)相互獨(dú)立。Kahneman 等提出了前景理論，認(rèn)為個(gè)體會(huì)通過對比選擇集內(nèi)的選項(xiàng)與參考點(diǎn)之間的差異進(jìn)行選擇以相對收益和相對損失程度的角度來研究和分析決策者的風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度。后悔理論是基于選擇項(xiàng)的預(yù)期表現(xiàn)與非選擇項(xiàng)勝過選擇項(xiàng)的可能性對選項(xiàng)進(jìn)行評估。前景理論和后悔理論已被廣泛應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域，近年也有交通領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　換乘站點(diǎn)的選擇，選擇結(jié)果不僅影響著出行者本次出行的步行距離、步行時(shí)間，同時(shí)，站點(diǎn)所提供的線路（及相應(yīng)的發(fā)車班次）限制了出行者的可達(dá)范圍。公交車選擇是出行者在選定并到達(dá)站點(diǎn)后，根據(jù)出行需求，選擇搭乘的線路以及相應(yīng)的公交車。根據(jù)這兩種選擇行為特性，可將出行者決策分為出行前選擇和出行時(shí)的自適應(yīng)選擇。前者是出行者在出行前，根據(jù)出行者信息系統(tǒng)所提供的路徑信息的決定，站點(diǎn)選擇為典型的出行前選擇。后者是指出行者不僅考慮出行前得到的靜態(tài)信息，還考慮在出行途中所遇到情況的決策，如，線路和公交車選擇。

　　結(jié)合以上兩種選擇（站點(diǎn)選擇和公交車選擇），公交路徑選擇模型可分為4 個(gè)步驟：1） 路徑選擇集生成，2） 路徑選擇機(jī)理（效用）分析和計(jì)算，3） 學(xué)習(xí)過程，4） 模型參數(shù)標(biāo)定。