Travel Routing Behaviors Based on Prospect Theory

出行者路径选择行为的研究对于城市交通工程和规划具有重要的理论意义和实践意义.传统的路径选择研究基于期望效用理论,但该理论存在着一些不足.前景理论能够较好地描述不确定性条件下的决策行为.首先在前景理论框架下,研究了路径选择模型中参考点的设置,将到达时间作为路径选择的参考点,并通过实际调查,研究了通勤者对不同参考点的设定.最后在参考点不变的情况下,研究了出发时刻对通勤者路径选择的影响.结果表明:前景理论比期望效用理论更加符合实际的路径选择行为,当收益或损失不大时,通勤者倾向于选择路况比较稳定的路径;而当面临的损失较大时,通勤者会选择路况不确定的路径.     

基于广义出行费用的城市路网行程时间可靠性

为体现出行者路径选择行为,准确评价路网行程时间可靠性,采用行程时间均值和行程时间均方差的加权和定义广义出行费用,以不同的加权系数反映出行者对待风险的态度。从路段层面定义行程时间可靠性,以广义出行费用最小化为目标构建SUE模型,建立基于广义出行费用的路网行程时间可靠性模型。结合模型特点,给出Monte Carlo仿真和交通规划模型相结合的求解算法。并在一个小型测试路网上进行了验证,结果表明:出行者对待风险的不同态度对行程时间可靠性具有明显的影响,保守型出行者将使路网行程时间可靠性有所提高;所建分配模型能够较真实地反映出行者的路径选择行为,使行程时间可靠性分析更加准确。     

出行路径选择的随机后悔最小化模型

从后悔理论入手,分析后悔理论用于出行行为分析的2种一般形式:多项选择集和多属性决策,研究后悔理论在有风险和无风险条件下的模型结构,提出基于随机后悔最小化的出行路径选择行为分析模型,结合算例对比分析随机效用最大化模型和随机后悔最小化模型用于出行路径选择结果的异同.研究表明,出行者做决策时为避免未选择方案比选择方案表现的更好,试图将预期后悔最小化,而不是预期效用最大化.且对于多属性的备选方案,出行决策是半补偿性的.      

拥挤收费下基于前景理论的出行者路径选择行为分析

出行者（特指私家车出行者）路径选择行为的研究对于城市的交通管理和交通组织都有着重要的意义,而且随着交通出行费用的不断增加,以及道路拥挤收费政策逐步实施,仅仅考虑距离最短、时间最短来对出行者路径选择行为模型进行研究,往往实用性欠佳。针对以往的研究中考虑因素单一、模型实用性不强这一问题,运用能有效描述出行者不确定性条件下决策行为的前景理论,综合考虑出行者的出行时间、出行费用以及出行者的个人偏好、出行经验等因素,建立一个更为贴合实际的出行者路径选择行为模型。以实际算例的形式对比分析了,不同收费标准对不同出行者人群、不同性质出行的路径选择行为的影响程度。结果表明：与拥挤收费政策实施前相比,收费3元时,高收入水平出行者购物出行时的路径发生变化,而对于通勤出行,当收费大于6元时出行路径才发生变化;对于中低收入水平出行者来说,因为其较高收入者对费用更为敏感,所以拥挤收费政策实施后他们的反应也不尽相同。     

基于参考依赖理论的出行者路径选择模型研究

为了更好地解释和指导出行者的路径选择行为,有必要对个体出行路径选择行为进行多角度多方位研究,以期建立适用不同决策情景的模型。从出行行为的角度出发,以私家车出行者为研究对象,假设个体当前决策行为受参考状态的影响。在参考依赖理论的基本框架上,选取出行时间和费用两个影响因素建立单次出行的路径选择模型。通过设计问卷调查,应用最小二乘法和遗传算法对高时间价值和低时间价值类型出行者的模型参数进行标定。结果表明:对所研究对象进行分类之后,标定不同的模型参数能够较好地描述出行者的路径选择行为。2种类型出行者时间的损失规避参数和费用损失规避参数均大于1,出行者在时间属性和费用属性上都存在损失规避现象,损失会比等量的收益对出行者带来更大的心理效用;出行者对于时间的损失规避程度要高于费用的损失规避程度,即出行者对时间损失的敏感性更高;不同时间价值类型出行者有不同的损失规避系数,从而表现出不同的路径选择结果。高时间价值出行者的时间损失规避参数比低时间价值出行者高,时间损失对其造成的影响作用较大。在费用属性上高时间价值出行者的费用损失参数会比低时间价值出行者低。     

共享单车引入后通勤者出行方式选择影响因素建模

为研究共享单车的引入对通勤者出行方式选择的影响,通过对南京市通勤居民进行出行问卷调查,从社会经济属性、家庭属性、出行特性及出行意愿4个方面,采用混合logit模型分析通勤者在共享单车出现后的出行方式选择影响因素.结果 表明,性别、收入、企事业者/教师医生、拥有私家车、出行费用、出行距离、出行时间及舒适性对通勤者选择私家车出行都是正显著的;年龄、企事业者、出行费用、出行时间及经济/安全/环保性对通勤者选择公共交通具有显著正影响;收入、出行距离、出行时间及安全性对通勤者选择自行车出行具有显著负影响;年龄、性别、出行距离、出行时间及安全性对通勤者选择共享单车出行具有显著负影响.其中,注重经济性的通勤者选择公共交通的概率会达到65.58%,注重环保性的通勤者选择公共交通出行的概率可达到84.55%;注重舒适性和注重经济性相比,优先考虑舒适性,即更愿意选择私家车出行.      

出行者信息类型偏好对其路径选择行为影响研究

城市交通系统本质上是由大量个体出行行为聚集形成的宏观系统,对于城市交通管理者而言,研究微观个体出行者的自身内在因素以及一些外在因素对其选择行为的影响,是制定相关有效管理措施的前提.通过RP调查方法,获取了城市交通出行者个体属性(性别、年龄和驾龄)、信息类型偏好(描述性信息和规范性信息)以及路径选择偏好(最短路径、可接受路径以及固定路径)数据.基于调查数据,研究构建了城市交通出行者信息类型偏好对其路径选择行为影响的结构方程模型,通过对模型的拟合分析,探讨了城市交通出行者的个体属性及信息类型偏好,对其路径选择偏好的影响.研究发现,城市交通出行者个体属性间的差异,使得他们偏好于不同类型的交通信息,有着不同的路径选择行为;描述性信息能够使得城市交通出行者更加倾向于选择最短出行路径,而规范性信息能够使得城市交通出行者更多地打破其固定路径选择行为;但是在交通信息影响下,仍有部分出行者倾向于选择固定路径,即使该固定路径并非是最优出行路径.文中相关研究结果有助于交通管理者更好地去预测,在交通信息影响下不同类型出行者的路径选择行为变化情况.      

动态路阻下的出行时间预测和路径选择模型

通过分析原有路径选择模型的不足之处,在考虑路网中路段路阻的动态性和出行者出行路径选择的随机性的基础上,提出了一种出行期望时间预测和动态路径选择模型,并引用一个具体算例来证明该模型的正确性和适用性;同时分别运用最短路径模型和文中所提出的动态路径选择模型进行求解,得到每条路径被选择的概率和最短期望出行时间,结果证明文中模型能计算出出行者期望时间和可能出行路径,比传统模型更加符合现实状况,更能模拟现实生活中出行者的出行行为和路网路阻随时间变化的状态,对出行者的出行决策更具指导价值。     

基于安全可靠性的多类用户交通分配模型

为探究出行安全对用户出行选择行为的影响,提出了考虑事故风险成本和旅行时间的多类用户交通分配模型。针对事故发生的随机性特征,定义了路径出行安全可靠性概念,并以此计算用户的事故风险成本预算,体现出行者的安全偏好。基于考虑事故机会和事故风险的基础事故预测模型,针对路段和交叉口的不同特征,分别定义了路段和交叉口的事故风险成本分布。构建的交叉口事故风险成本模型,体现了交叉口不同转向的事故风险成本的差异性。为了求解基于安全可靠性的多类用户交通分配模型,采用路径配流法和相继平均法设计了相应的求解算法,并通过算例分析了模型和算法的有效性。研究结果表明：安全可靠性在用户出行选择中具有重要影响。当在广义出行费用中考虑事故风险成本时,出行者会更多地选择事故风险成本较小的路径;不同风险倾向的用户会有不同的选择特征,保守型出行者倾向于选择路径事故风险成本标准差相对较小的路径,即事故风险成本波动小的路径,而中立型出行者倾向于选择事故风险成本均值相对较低的路径;考虑交叉口的事故风险成本与否会直接影响流量分配结果,即路径交叉口数量和转向的差异性同样会影响出行者的选择。所提出的模型对于客流预测和网络安全评价与管理具有潜在的应用价值。     

考虑风险规避的动态路径选择模型研究

为了研究在不确定性交通环境下路径选择问题,引入前景理论建立动态路径选择模型以规避出行风险,保障出行者准时稳定地到达目的地。首先介绍了前景理论,计算了以行程时间为指标路径前景值和在给定的预算时间内确定路径准时到达可靠度。考虑到绝大多数出行者属于风险规避型,定义可靠度最高的路径为基准路径,将二阶随机占优于基准路径的路径归入有效集。最后定义了延误风险,以有效集中延误风险最低的路径作为可接受的最优路径。通过一个简单测试网络算例,研究了考虑风险规避的动态路径选择,并分析了对路径选择的影响。研究结果分析显示,当考虑风险规避时,出行者不再以单一的期望行程时间为最优目标,而会综合考虑出行选择。     

Experimental Study of Effects of Travel Time Distribution Information on Dynamic Route Choice Behavior

This study focuses on the possibility that providing travelers with information on travel time distribution, along with the existing travel time information, might affect their decision making and enhance traffic control. As an initial step to confirm the effectiveness of travel time distribution information, we use a laboratory experiment to obtain panel data of route choices when information is provided. The rationality of the behavior of the respondents and the characteristics of the route choice are first analyzed by aggregation analysis and then statistically examined by specifying a mixed logit route choice model. As a result, it is revealed that both travel time information and maximum travel time information significantly affect route choice behavior when a penalty is imposed for late arrival.     

基于多成本分析的出发时刻选择模型研究

交通问题的解决,应该从需求和供给两方面进行改善。交通需求管理通过改变出行者的出发时刻、出行路径以及出行方式等措施,将高峰期的交通需求从时间和空间2个方面进行分离,从而有效缓解城市交通压力。文中将经济学思想应用于城市道路,从固定使用成本、出行时间成本以及惩罚费用成本3个方面研究了私人小汽车出行的多成本性,通过分析居民出发时刻选择的决策过程,应用随机用户均衡分配和Logit基本理论,建立了适用于一般城市网络的出发时刻选择模型。运用模型进行一个算例分析,从而验证模型的有效性和实用性。     

Modeling the Effects of Population Density on Prospect Theory-Based Travel Mode-Choice Equilibrium

In conventional transportation planning models, it was always assumed that the population density is given and fixed in the study areas. Therefore, the effects of population density on travel choice have not been explicitly incorporated into these existing models for long-term transportation planning. Meanwhile, travel choice models in previous studies are usually developed by using discrete choice theories or user equilibrium principle. Thus, many significant characteristics of travelers’ behaviors, such as risk preference and learning process over time, cannot be considered in these conventional models. This article proposes a convex prospect theory-based model to investigate the effects of population density on the travelers’ mode-choice behavior under an advanced transportation information system (ATIS) in a multimodal transportation corridor. It is shown that population density is closely co-related to the modal split results and dependent on the performance of the railway mode in the study corridor. The park-and-ride mode may not be suitable for areas with high population density. This article also investigates the travelers’ reference points on the generalized travel costs by modes. A numerical example is given to illustrate the properties of the proposed model together with some insightful findings.     

基于累积前景理论的拥挤阈值计算模型

信息诱导是缓解交通拥挤的有效途径,为了描述道路拥挤程度对出行者路径选择决策的影响机理,基于累积前景理论分析了出行者的出行决策过程,分析了出行者拥挤认知模式以及不同出行方式的拥挤信息需求。解析了拥挤阈值的概念,将行程时间作为累积前景理论决策指标建立了拥挤阈值的计算模型,以1个简单路网进行算例分析,模拟驾驶员的拥挤认知及出行活动决策。算例结果揭示了拥挤阈值对路径选择决策行为的影响,同时验证了拥挤阈值是出行者在决策过程中的决策变化分界点。出行时间在拥挤阈值内出行者不改变出行路径;出行时间超过拥挤阈值,出行者将改变出行路径。      

供需不确定条件下的预算-超额用户平衡模型

为更加全面、准确反映随机路网中出行者规避风险的择路行为,以预算-超额行程时间作为出行者选择路径的依据,提出了一种供应及需求不确定条件下同时考虑可靠性和不可靠性的交通分配模型——预算-超额用户平衡模型,推导了需求服从Gamma分布、路段通行能力服从均匀分布条件下预算-超额行程时间的解析表达式,并以此为基础建立起用等价变分不等式表示的平衡模型。利用一个小型测试网络比较了用户平衡模型、基于可靠性的用户平衡模型以及预算-超额用户平衡模型的性能。研究结果表明：提出的模型是有效、可行的;其平衡流量模式不同于用户平衡模型和基于可靠性的用户平衡模型;随着需求水平、可靠度以及路段通行能力退化程度的增加,预算-超额行程时间随之增加。     

基于出行时间预算的多用户交通分配模型及算法

通过分析在满足一定可靠性要求条件下出行者追求总预期出行时间最小的择路行为,定义交通网络的惯常均衡态。以不同的出行者会增加相异的出行时间预算为假设前提,建立相应的多用户变分不等式交通分配模型。这一模型不仅具有不依赖具体路阻函数形式的一般化建模特征,而且避免了现有文献中必须处理非凸约束集的问题,因此可以对模型的解进行定性分析。针对该模型,提出相应的求解算法。由于求解算法仅需对现有的网络交通分配算法加以局部修改即可实现,因此可被应用于实际规模的网络分析。通过算例结果的比较分析说明新模型及算法不仅有效,而且更符合现实。     

拥挤道路收费与停车收费组合优化模型研究

道路拥挤收费和停车收费是交通需求管理中的两大有效手段,合理地实施收费可以达到缓解交通拥挤的目的.文中针对交通网络中私家车用户可以在任意公交站点处发生换乘这一广泛情形,讨论了弹性需求下的路段拥挤收费和停车收费组合优化策略,并给出基于混沌优化方法的启发式算法求解所建立的双层规划模型.结果表明,所建模型有助于个体出行方式和出行路径的决策,且组合收费在使得公众易于接受实施拥挤收费政策的同时,也可以吸引更多出行者选择换乘公共交通方式,这将有利于减轻交通拥挤程度和环境压力.     

交通信息影响下的动态路径选择模型研究

考虑交通信息对出行者选择出行路径的动态影响,建立一种动态路径选择模型。将不同类型的出行者对路段（路径）运行时间的预测看作不同的随机过程,通过对出行路径上节点的到达时间取期望值,利用一阶近似表达式,研究交通信息对出行者的出行路径选择行为的影响。     

Urban travel time reliability at different traffic conditions

The decision making of travelers for route choice and departure time choice depends on the expected travel time and its reliability. A common understanding of reliability is that it is related to several statistical properties of the travel time distribution, especially to the standard deviation of the travel time and also to the skewness. For an important corridor in Changsha (P.R. China) the travel time reliability has been evaluated and a linear model is proposed for the relationship between travel time, standard deviation, skewness, and some other traffic characteristics. Statistical analysis is done for both simulation data from a delay distribution model and for real life data from automated number plate recognition (ANPR) cameras. ANPR data give unbiased travel time data, which is more representative than probe vehicles. The relationship between the mean travel time and its standard deviation is verified with an analytical model for travel time distributions as well as with the ANPR travel times. Average travel time and the standard deviation are linearly correlated for single links as well as corridors. Other influence factors are related to skewness and travel time standard deviations, such as vehicle density and degree of saturation. Skewness appears to be less well to explain from traffic characteristics than the standard deviation is.