（城市规划与设计专业论文）基于行为的交通出行预测.pdf

西安建筑科学大学硕士学位论文 基于行为的交通出行预测 专业：城市规划 研究生：姜学方 指导教师：罗西副教授 摘要 城市与交通是相互影响、不可分离的有机整体。近些年，随着城市的繁荣发展， 人口、车辆的急剧增多，交通供给与需求的矛盾不断加剧，城市交通系统逐渐进入了 饱和甚至过饱和状态。在资金和土地资源极其有限的情况下，重视对交通出行的分析 与研究，对于城市的整体建设和交通系统的良性发展都尤为重要。 出行是人类社会经济活动的产物，是社会经济系统对交通需求的具体表现。正是 因为有了出行，人们才必须投资建设交通系统。以出行需求预测为手段来分析居民出 行特征，并应用基于行为的出行需求预测模型进行交通规划。出行行为理论是交通规 划乃至交通管理与控制中最重要的理论之一。以出行需求预测为手段分析居民出行特 征，找到交通问题发生的症结，制定相应的交通需求管理策略，并应用先进的基于行 为的出行需求预测模型为策略的制定、实施和效果的评价提供模型支持。基于行为的 出行需求预测方法可以通过对比分析交通需求管理策略实施前后居民出行的时间、方 式、目的和路线等出行信息，评价策略的预期实施效果，为政府制定管理决策提供依 据。 针对此状况，本次论文对交通出行进行研究，论文的重点即以出行行为理论，活 动行为理论( a c t i v i t y b a s e d ) 、非集计模型( d i s a g g r e g a t e m o d e l ) 等内容来试图建立一 种新的交通出行研究方法 关健词：出行生成出行行为理论活动理论交通方式 西安建筑科学大学硕士学位论文 a c 伽忡a s e d t r a v e ld e m a n d f o r c a s t i n g s p e c i a l t y ：u r b a np l a n n i n ga n dd e s i g n g r a d u a t e ：j i a n gx u ef a n g i n s t r u c t o r ：p r o f e s s o rl u ox i a b s t r a c t t h eu r b a na n dt h et r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s ，w h i c ha r ei n t e r a c t i n ge a c ho t h e ra n d b e i n g c o n s i d e ra sa no r g a n i cm a t t e r w i t ht h ef l o u r i s h i n gd e v e l o p m e n to ft h ec i t ye c o n o m ya n d t h er a p i di n c r e a s ei nt h ea m o u n to ft h ep o p u l a t i o na n dv e h i c l e s ，t h ec o n t r a d i c t i o nb e t w e e n t h et r a n s p o r t a t i o ns u p p l ya n dd e m a n db e c o m e si n c r e a s i n g l ys e r i o u s t h et r a n s p o r t a t i o n s y s t e m i s c o m i n gi n t os a t u r a t i o na n de v e ns u p e rs a t u r a t i o n ，a n dt h ec a p i t a la n dl a n d r e s o u r c e sa r ev e r yl i m i t e d o nt h i sc o n d i t i o n ，i ti se s p e c i a l l yi m p o r t a n tf o rt h ed e v e l o p m e n t o f t h eu r b a na n dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e mt oa t t a c hi m p o r t a n c et op l a n n i n g t r i pg e n e r a t i o nb a s e do nt h eh u m a nb e i n gs o c i e t ye c o n o m ya c t i v i t y s oi td o e s ， p e o p l em u s ti n v e s tc a p i t a li nc o n s t r u c t i n gt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m t r a v e lb e h a v i o rt h e o r yi s o n eo ft h em o s ti m p o r t a n tt h e o r i e si nt r a f f i c p l a n n i n g ，m a n a g e m e n ta n dc o n t r 0 1 a n a l y z i n g p e o p l e st r a v e lb e h a v i o rb a s e do nt r a v e ld e m a n df o r e c a s t i n g ，f i n d i n gt h ek e yo ft h e t r a n s p o r t a t i o np r o b l e m ，e n a c t i n gc o r r e s p o n d i n gt r a n s p o r t a t i o nd e m a n dm a n a g e m e n t p o l i c y ，a n de v a l u a t i n gt h ee f f e c to ft h et d mp o l i c yw i t ht h ea d v a n c e da c t i v i t y b a s e dt r a v e l d e m a n df o r e c a s t i n gm o d e li so n eo ft h ee f f e c t i v ew a y st os o l v et h e c o n g e s t e dt r a v e l p r o b l e m b yc o m p a r i n ga n da n a l y z i n gt h er e s i d e n t s t r a v e lt i m e ，m o d e ，d e s t i n a t i o na n d r o u t eb e f o r ea n da f t e rt h ei m p l e m e n to ft h et d m p o l i c y ，t h ea c t i v i t y b a s e dt r a v e ld e m a n d f o r e c a s t i n gm e t h o dc a ne v a l u a t et h ea n t i c i p a t i v ee f f e c to ft h et d mp o l i c ya n dp r o v i d e b a s i s f o rt h ed e c i s i o no f t h eg o v e r n m e n t a c c o r d i n gt ot h i sc o n d i t i o n ，d i s c u s s i o na b o u tt r a v e l ，t h et h e s i se m p h a s e sc o n s i s t so f t r a f f i cb e h a v i o rt h e o r y ，a c t i v i t yb a s e do nt h e o r y ，d i s a g g r e g a t em o d e l ，i nt h i sw a y ，t r y i n gt o s e tu paf r e s hm e t h o da b o u tt r a v e l k e yw o r d s ：t r a v e lg e n e r a t i o nt r a v e lb e h a v i o rt h e o r y ；a c t i v i t y 一一b a s e d ；m a n n e r 声明 本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他 人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同 志对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 y ，、 做储签碜渺 关于论文使用授权的说明 日期：咖o5 zj 本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校哥以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定1 论文储签旃蒂为导师签名皿名嘲洲“。 西安建筑科学大学硕士学位论文 1 1 1 国外研究进展 第一章绪论 1 1 研究述评 由于国外社会制度、经济水平、人们生活方式、价值观念等因素方面的不同，并 且随着城市道路交通基础设施的不断完善，人们对于社会、环境以及经济方面问题的 关注不断提高，使人们的交通理念在不断转变。 人们出行行为模式、价值观念以及客观条件等，使出行关系在本质上都是极其复 杂的。传统的预测方法( 四阶段法) 不能在令人信服的理论框架下清楚地解释这些关 系。因而产生了一种基于行为的新的方法( a c t i v i t y b a s e d ) ，有可能针对当前的交通规 划提供有效而实际的工具【l 】。它首先形成于2 0 世纪7 0 年代对人们出行行为的研究领 域。基于行为的方法清楚地认识到人们对出行的需求源于对行为活动的需求，而这些 行为在时间与空间上又是分散分布的。更进一步，这些方法还确定出某个人做出的一 系列出行决定之间，内部又是相互关联的。认为基于行为的预测方法能够提供一个在 理论与概念上都更令人信服的框架，并可在此框架下进行出行需求的模型建立，这一 观点至今还存在着争论。 1 1 1 1 交通规划四阶段法简述 传统的四阶段交通分析模型将需求预测过程分为交通的产生与吸引、交通分布、 方式划分、交通分配四个阶段。其原理主要在土地利用的基础上分析交通的空间分布。 这是迄今为止在世界上应用最广泛的模型系统，因其资料收集容易、模型简单易懂， 在交通分析的历史上一直占据主导地位。 交通规划四阶段法过程可分为以下四个方面： 1 ) 交通的发生与吸引 发生交通量与吸引交通量的预测是四阶段交通需求预测法的第一阶段，也是交 通需求分析工作中最基本的组成部分。关于出行产生量的预测常用的有类型分析法、 回归分析法及增长率法，类型分析法可解释性强，在使用中比较简便。同时，可以根 据需要来定义类型的划分标准，为特定条件下的交通产生和吸引的预测提供方便。 2 ) 交通分布 将所研究的城市区域进行合理的交通小区划分之后，怎样确定小区之间的交通 量的大小即交通分布情况，在一定程度上直接影响到交通量预测的准确与否。关于分 布交通量的预测，一般可分为增长率法和构造模型法。增长率法假定要预测的o d 交 通量的分布形式和现在已有的o d 表的分布形式相同，在此假定的基础上预测研究对 西安建筑科学大学硕士学位论文 象区域目标年( 特定状态) 的o d 表。而构造模型法是从分布交通量的实态分析中，剖析 o d 交通量的分布规律，并将此规律用数学模型来表现，然后用实测数据标定模型中 的各系数，最后根据所标定的模型预测分布交通量。 3 1 交通方式分担 在日常的交通状态下，不同的人根据其出行的目的和出行的距离，会选择不同的交 通方式。 4 1 交通量分配 路网交通分配是四阶段法的重要组成部分，也是传统交通规划过程中的最终步 骤。交通分配是已知各分区之间的出行交换量，具体地确定它们所选用的路线、所使 用的道路的方法，也就是把各分区之间的出行量分配到具体的城市道路网络中。 1 1 1 2 对基于出行的四阶段程序的评论 实际上目前世界上运用最广泛的预测出行需求以及政策分析的工具，都是以四阶 段程序为基础的。这种分析方法起源于2 0 世纪5 0 年代与6 0 年代的战后发展时期， 其城市与交通的特点为：城市和城镇人口快速增长；机动化不断发展，以及城市郊区开 始蔓延。当时交通规划的重点还是发展基础设施。所要着手解决的问题主要是考虑在 哪里修建新的快速道路，以及需要建多少车道。正是由于这种直接规划交通的原因， 那时预测程序的粗糙也是难以避免的。 另外，四阶段程序归纳起来还有以下几种局限性： 1 ) 以出行为基础的顺序结构； 2 ) 缺少一天中某个时间的概念； 3 ) 对于模型说明性变量大小的局限性； 4 ) 对人们行为反应的局限性； 5 ) 与大多数出行需求管理的结果无关； 6 ) 出行分布结果与系统变化没有完全关联； 7 ) 不能确定车流量的发展变化； 8 ) 其输入完全是土地利用、经济与社会人口统计学等外因。 而问题的本质是中国正处在发展的突变之中，不像国外发达国家已经趋于平稳和 成熟时期，数据资料更可靠、准确和适用，所以传统的四阶段法不适合我国飞速发展 的国情，从而导致预测的不确定性和模糊性以及不准确性等等。 众所周知，没有哪一种单一的模型能够适合所有的研究对象。对于某一类型的交 通规划问题，采州基于出行的四阶段程序仍然不失为一种有效的手段与方法。然而， 当前的实践还需要有其他的替代模型。对于决策者来说还需要扩展更多的解决交通规 划的手段。 1 11 3 为何要采用甚于行为的预测方法 基下行为的预测力法能够清楚地认以到人们对行为活动的需求导致了对出行的 西安建筑科学大学硕士学位论文 需求。因此，基于行为的预测方法以人们出行行为潜在的决策过程为基础对出行需求 进行预测。从这种意义上讲，基于行为的预测方法完全不同于四阶段程序方法的发展 逻辑，四阶段程序是与统计学相关的而不是以人们的行为关系作为模型发展的驱动 力。基于行为的预测方法还认为由于人们一天中的各种行为是相互联系的，因此实现 这些行为的出行也是相互联系的。 1 1 1 4 基于行为模型研究 1 ) 基于行为模型早期研究】 o ia n ds h u l d i n e r ( 19 6 2 ) 一引入交通是应活动而产生的需求的概念。 h a n g e r s t r a n d ( 1 9 7 0 ) 概括参与活动的系统限制条件 c h a p i n ( 7 0 年代早期) 确立时间与空间的行为模式 j o n e s h e g g i e ( 7 0 年代晚期一8 0 年代早期) 同小规划样本深入访谈 提出使用访真 2 ) 基于行为模型9 0 年代初的概念 b o w m a na n db e l l a k i v a 一计量经济学分类 引入每日行为模式模型的概念 模型中包括时间界定 确立每日行为模式、主要活动、主要出行种类和次主要出行次数、目的 一通过一系列n e s t e dl o g i t 模型实现。 3 ) 令人满意的方法 一s t a r c h i l d ( 19 8 6 一r e c k e r m c n a l l y r o o t ) m i d a s ( 1 9 9 2 - g o u l i a sa n dk i t a m u r a ) a m o s ( 19 9 5 一k i t a m u r a p e n d y a l a p a se ta 1 ) f a m o s ( 正在研究中一p e n d y a t a k i t a m u r a e ta 1 ) 美国使用基于行为模型的城市： 波特兰f p r o t l a n d ) 三藩市( s a nf r a n c i s c o ) 纽约m e w y o r k ) 哥伦布( c o l u m b u s ) 西安建筑科学大学硕士学位论文 1 1 2 国内研究进展 国内目前在做城市道路交通规划过程中，采用最普遍的还是四阶段法，这是一种 传统的基于集计模型( a g g r e g a t em o d e l ) 的交通需求分析方法。虽然这种方法中存在着 一些问题，如交通小区划分方法上缺乏合理性及理论说服力、数据收集时需要花费大 量的人力和财力等，但是与其它方法比较起来，这种方法却更加接近于实际，所以目 前为止，四阶段的交通需求分析方法在应用中还是占据主导地位。不过在交通需求分 析实际应用中，由于如上所说四阶段法本身所存在的一些缺点，致使交通需求预测结 果精度上不够，交通出行生成阶段所产生的误差较大。 1 1 2 1 现状研究成果分析与评价 国内大部分地区的居民出行还是以工作和上学出行以及与此相关的出行为主。相 对于这么一种现状，国内交通工程师在做交通出行生成研究时，采取了符合国内实际 情况的做法，这些方法有以下特点： 1 1 居民出行生成和机动车出行生成相互分离。 在发达国家，居民的机动车拥有量很高，出行基本上依靠机动车，所以在做机动 车交通生成时，可以方便的通过居民出行调查来推算机动车的出行状况。而在国内， 尽管客运机动车是城市机动车的主要组成部分，但即使如此，客运机动车承担的客运 量在居民出行中的比重仍很小，这使得仅仅通过居民出行调查难于正确反映城市客运 机动车的出行特征及空间分布。所以在实际工作中作了这么一个假定：目前国内机动 车出行和人的出行之间以及各类机动车出行之间还是处于一种无竞争的交通出行模 式，它们的出行彼此之间不会出现干扰。基于这个假定，采取了分别对居民出行需求 和机动车出行需求分别独立进行的思路，针对这个思路，在交通调查时同时进行居民 出行调查和机动车出行调查，以此取得模型标定时所需要的资料。 2 ) 交通规划所处的阶段不同 目前中国城市的交通规划还处于整个城市的交通综合规划阶段，这种城市交通规 划体系由于中国特有的行政体制，不可能得到有效的执行，也不能起到一定的约束作 用，整个城市交通规划做完之后使人不知道从何处着手，难免给人一种不切实际的看 法。这样反馈到交通出行生成上也就变成没有了实际的依托。而在国外，现在的交通 规划已经做的非常洋细，配合城市总体交通规划，常常针对一个特定的区域作了较为 细致的研究，一定程度上支持了总体交通规划，使在此基础上的交通出行生成研究有 了实际依据。 3 ) 弹性出行的考虑 弹性出行指的是除了： 作出行、上学出行及与此棚关的出行以外的生活性出行。 由于过去中国经济发展比较落后，人民生活水平不高，弹性出行比例相对较低，所以 交通工程师在处理这部分出行时，往往采用简化的方法，假设一定的生活性出行l l f j 0 西安建筑科学大学硕士学位论文 或者在以前的生成模型中干脆忽略掉这部分的内容。但是近些年来，人们生活水平提 高很快，尤其在东南沿海一带的开放城市，如上海、广州和深圳等地，这些城市的居 民除了工作学习出行之外，生活性出行的比例大大增加，由于以前对弹性出行认识和 研究的不足，成为摆在交通工程师面前的一个新的研究课题。 1 2 研究设计 1 2 1 选题意义 出行行为理论是交通规划乃至交通管理与控制中最为重要的理论之一。进行城市 居民出行行为分析，应当是研究城市交通问题，进行城市交通规划、建设、管理的一 项不可缺少的基础工作，也应当是城市社会学研究的重要课题。随着我国经济水平的 提高、城市化进程的加快、以及交通管理科学化，那么这种针对出行行为的非集计分 析应用范围将越来越广，也越来越重要。 1 2 2 研究框架 概括起来，本文的研究内容主要包括以下五个方面： 1 ) 介绍了交通出行生成的背景知识以及交通出行生成研究在整个交通规划体系 中的地位和作用，传统出行需求研究“四阶段法”优缺点，并确定本次论文研究所要达 到的目标。 2 ) 以出行行为理论、交通出行理论、活动理论、效用最大化等作为理论基础，介 绍基于行为交通出行的理论基础及框架，为下一步的出行调查、分析、建模奠定基础。 3 ) 从宏观与微观两层面对中国城市居民出行特征进行分析，对城市居民出行属性 细分进行介绍，并结合交通出行行为对居民出行特征分析进行重点放大，做到有地放 矢。 4 ) 采用s p 调查方法进行城市居民出行调查。阐述s p 方法的起源，基本原理及应 用，并详细介绍了s p 方法在交通调查中具体操作步骤、数据的整理分析等内容。 5 ) 建立了基于行为出行模型系统，并对模型进行了参数标定和变量的解释。 1 2 3 研究方法 本次论文的研究方法有： 1 t 2 3 1 文献查阅 本论文的文献查阅范围为国内外有关城市规划、交通规划的书籍和期刊，查阅手 段包括去各类图书馆、有关政府机关、设计单位等地查阅，以及必要的网上查阅。通 过对文献的查阅，对国内外的研究动态有一个全貌认识，确定研究的方向和重点，同 时借鉴与该课题相关的一些理论成果指导课题的深入开展。 西安建筑科学大学硕士学位论文 1 2 3 2 问卷调查 问卷调查的主要内容有三项： 包括了受访者出行记录、选择游戏、个人特性。( 详见s p 调查表格) 1 2 3 3 实地踏勘 对三个街区进行实地踏勘，踏勘的主要内容有街区的用地性质、交通现状、交通 组织、公交站点设置和公共服务设施的分布等。 1 2 3 4 运用数理统计软件进行数据统计分析 运用s p s s 和e x c e l 等软件进行数据统计分析。 1 3 本章小结 从我国交通发展的情况看，目前还处在构建交通网络的阶段中，大规模的基础设 施建设高潮还没有消退，尤其在广大的中西部地区。随着基础设施的建设，区域经济 发展还将经历产业结构调整、城市化等深刻的变革，交通需求的发展还存在很大的不 可预见性，因此，基于四阶段法的交通需求预测程序在我国城市交通规划，尤其是中 西部地区的交通规划中还具有较强的实用性。但在城市经济、城市群落和交通运输体 系已经比较发达的东部沿海地区f 如长三角、珠三角等) ，对交通资源和交通需求的管 理已经逐步超越基础设施的新建，并成为交通规划的重点，因此改进交通需求预测 的程序，将焦点从“物”一基础设施一转移到“人，- 一出行需求上来，显得越来越重要， 本文介绍的基于出行行为理论的交通需求预测方法是值得研究和尝试的。从更长远的 时间范围看，我国中西部地区在完成了交通网体系建设、产业结构调整和城市群落发 展后，也将步入与我国东部沿海地区相似的发展阶段，同样也将面临交通规划重点的 转移，因此本文介绍的这种新兴的交通需求预测方法将具有更的广泛应用范围。 本次论文的意义及独到之处在于： 1 在论文的构建中，大胆引入相关学科的知识，对基于活动的出行需求预测体 系进行了深入研究。 2 在发展方向上，结合中国城市、社会经济发展水平、城市交通发展的特点试 图建立一种新的交通出行研究方法。 3 应用已建的基于活动的出行需求预测模型，结合中国实际交通特性进行改进。 西安建筑科学大学硕士学位论文 第二章交通出行行为相关理论 在过去4 0 年的交通规划发展历程中，每一个时期都有新的观念和决策要求。从 大的方面来讲，交通规划的基本使命仍保持不变，即尽量以安全经济的方式来保障公 众出行的机动性。但是这一基本使命的内涵已经扩大，其中包含了决策者们所关心的 不断变化着的问题，并要求交通规划人员对更大的规划背景作出回应。 2 1 交通出行的定义 出行是交通规划中最基本的概念。在交通工程学一书中曾对出行作过如下定 义：人、物资或作为运输方式的汽车等从某地点向其他地点移动时，称为出行。其中， 人的移动称为个人出行【l “。在高等学校试用教材城市交通规划也曾定义过出行： 人、车、货从出发点( 即起点) 到目的地( 即讫点) 移动的全过程，分别称为居民出 行、车辆出行和货物出行i l ”。但这些定义都比较笼统，只是给出出行的具体结果，至 于出行的动机、原因、出行的种类等方面并没有给出相关的阐述，所以在实践中还往 往需要对出行作出更详细的规定。 关于一次出行的定义，目前不同国家和地区并不完全一致，即使在同一个国家内 部也存在着差异。( 表2 1 和表2 2 分别是美国和我国在居民出行调查时对出行的部分 定义由于概念上的混乱，致使统计口径很不一致，即使是同一种出行情况，统计出 的出行量结果也会有很大的差别，这给横向及纵向的对比研究带来了极大的困难。所 以有必要对出行定义进行统一，特别是在一个国家内部。合理定义城市居民出行，需 要从城市交通产生的根源和我们研究居民出行的目的出发。首先，城市交通是城市范 围内起点和目的地之间客货的运转，这种运转过程的达成需要通过各种交通方式，使 用不同的能源，利用不同的交通设施。但追根溯源，这种客货的运转并不是交通的根 本目的，人们不会为了交通而交通，交通只是人们达成某种目的的手段，这种目的就 是人们特定的生产、生活需求。因此，特定的生产、生活目的是城市居民出行的本质 根源，是出行的第一要素，即我们通常所说的“出行源于需求”。所以，应将城市居民 出行定义为目的出行，即从不同出行起点到出行终点完成一次有目的的活动。具有一 贯的出行目的，在途中即使变换了多种交通方式，只要出行目的不改变，仍看作一次 出行。 西安建筑科学大学硕士学位论文 表2 - 1 美国对居民出行的部分定义 f i g u r e 2 1t h et r a v e lg e n e r a t i o nd e f i n i t i o no f u s 来源对一次出行的定义 美国交通部出 行调查手册 利用车辆或步行方式距离超过一个街区的出行( t r a v e l ) 1 9 6 9 年美国国 出行是利用机动车辆或某种形式的公共交通从一个地点到另一个地点的 内出行研究 移动过程。 r n m s ) 出行是利用私人机动车辆、公共交通、自行车或者步行方式从一个地址( 地 1 9 7 7 年美国国 点) 到另一个的出行过程。当一次出行中包含多个目的地时，只要满足下 内出行研究列两个条件中的一个，就认为是一次出行：1 、两个目的地之问的出行时 r n p t s ) 间超过5 r a i n ；2 、出行目的发生变化。需要注意的是：以锻炼为目的的跑 步与散步，以及在一个商业中心内的移动均不算作出行。 1 9 9 1 年加利伟 为了某种目的，从起点到目的地的单向移动过程，一旦在某个目的地停下 来或途中发生了交通方式的改变，则均视为次出行的结束。在购物中心， 尼来出行研究 校园等建筑物及院内的移动不算作出行。 1 9 9 5 年美国国 出行是利用车辆、自行车或步行方式完成的从一个地点到另一个地点的移 内出行研究 动。 r n p t s ) 2 0 0 1 年美国国 为了一个特定的目的，从个地址到另一个地址的旅行，即使途中交通方 内出行研究 式发生变化，仍看作是一次出行。 ( n p t s ) 根据国内城市目前在干路规划中一般采用4 0 0 6 0 0 m 左右间距的通用标准，城市 居民出行定义中出行距离低限定为3 0 0 m 比较合适。 表2 - 2 国内对居民出行的部分定义 f i g u r e 2 - 2t h et r a v e lg e n e r a t i o nd e f i n i t i o no f c h i n a 来源对一次出行的定义 指居民从出发点到达目的地移动的全过程。它具有下列特点：( 1 ) 移动是 济南1 9 8 8 年居 有目的的；( 2 ) 一个单程为一次出行；( 3 ) 不受换乘的影响；( 4 ) 一次出 行仅有一个出发点和一个到达点。一次出行需要同时满足三个条件：1 、经 民出行调查 过有路名的道路或街巷，2 、单程出行距离超过5 0 0 m 或正常步行时间超过 8 m i n ，3 、有明确的出行目的和方向。 广州1 9 9 8 年居 具有某种目的，在可通行车辆的道路上步行时间超过5 m i n 或使用交通工具 民出行调查距离超过5 0 0 m 的称为出行。 l 、具有某种目的2 、利用有路牌的街道和公路3 、步行单程时间5 m i n 以上 上海1 9 8 6 年和 4 、凡从甲地到乙地，完成一次目的的活动，叫一次出行；完成出行目的后 1 9 9 5 年居民出返回原地，也做一次出行，称为回程5 、凡连续出行完成同一类型目的的 行嗣查 活动，不论其活动次数多少，作为一次出行，如连续出行完成多次目的， 有儿次日的为几次t 行 贵阳2 0 0 0 年居为了一个h j 行目的，从甲地到乙地的活动。出行i 付问在3 m i n 以上，或出行 民：l 行调查距离超过2 0 0 m 的活动均算作次出行。 杭州2 0 0 0 年居 民出行调查 出行时间在5 r a i n 以上，出行距离在3 0 0 m 以上的交通活动。 郑州2 0 0 0 年居 l 、经过有路名的道路或街巷，2 、自行车单程出行距离超过5 0 0 m 或使川 发出行调查机动车或正常步行时间超过5 m i n ，3 、有f 岿确的：“行目的和方向。 西安建筑科学大学硕士学位论文 综上所述，城市居民出行应定义为：城市居民为完成某一生产、生活目的，从甲 地到乙地，采用某种或多种交通方式，在交通设施上距离超过3 0 0 m ( 即步行时间超 过5 r a i n 或使用交通工具) 的移动过程。 2 2 基于活动的出行需求理论 城市交通需求是指城市中的个人、家庭、企业或社会对人或物的空间移动( 即交 通) 的需求。在研究方法上可分为两类，一类是以2 0 世纪5 0 年代在芝加哥交通规划中 得到成功应用的城市交通规划系统u t p s 为标志的基于出行( t r i p b a s e d ) “四阶段”需求 分析方法，以土地利用和交通系统的相互作用关系为理论基础：另一类是2 0 世纪7 0 年 代牛津大学研究者提出的基于活动( a c t i v i t y b a s e d ) 的需求分析方法，以人的出行行为 决策过程为理论基础，该方法顺应了交通需求管理( t d m ) 措施评价的发展趋势1 4 】。 2 2 1 出行需求与供给 出行也就是我们通常说的从某地到另一地点的过程，它是组成交通系统的基本要 素。出行需求也可称为交通需求，指人们为了进行社会生产和日常生活等活动而产生 的对出行的时间和空间上的需要。出行供给是指为了满足人们出行的需要而进行的道 路基础设旌如路网、运输站场等的建设；当交通系统中的出行供给和需求产生矛盾而 出现供不应求问题时，交通拥挤现象就会随之产生。 2 2 2 活动理论 活动指的是个人在一个连续时间段内因为某种目的，采用一定的到达方式和优先 权在某个地点去实现此目的的过程。与出行相对应活动可分为工作活动、娱乐活动等。 由于每个人都要根据自己的意愿安排活动，而为了把各个在时间和空间上存在差异的 活动连接起来就需要出行。由此可见，活动是最基本的，它引发了出行，同时也影响 了目的地、时间等出行要素。因此基于活动的出行理论认为要根据活动来预测出行需 求，其基本思想可以总结为以下4 点： 1 ) 出行的需求源于社会经济活动的需要。 2 ) 人的行为受时空限制，要在不同时间和地点进行不同的活动，而且去各个活 动地点都要有时间和空间上的位移。 3 ) 家庭影响个人的活动和出行决策。许多决策都作为家庭决策的一部分，受家 庭中其它成员的限制。所以家庭类型和生活方式都将影响个人的选择。 4 ) 活动和出行决策是动态的。一次决策受过去和预期事件的影响【2 1 1 3 1 。 2 2 3 活动和出行需求的特征 c h a p i n ( 1 9 7 4 ) 指出，人类的基本欲望，比如谋生、社交和娱乐等，激发了活动 9 西安建筑科学大学硕士学位论文 需求；活动需求也受其它多种因素的制约，比如责任( c o m m i t m e n t ) 、能力( c a p a b i l i t i e s ) 和健康( i e a l t h i n e s s ) 。要模拟需求中的诸多因素是相当困难的。然而，在家庭特征如 何影响活动需求方面已有许多意义重大的研究，包括： 1 1 家庭影响活动决策； 2 ) 家庭类型、大小、亲戚关系的多少、年龄、性别和职位的不同所带来的不同影 响； 3 1 特别是儿童，给家庭中其他成员所强加的活动需求和约束( c h a p i n ，1 9 7 4 ；j o n e s ， d i x ，c l a r k e 等人，1 9 8 3 ；p a s ，1 9 8 4 ) 。 h a g e r s t r a n d ( 1 9 7 0 ) 把研究重点放在限制个人有效活动选择的约束上，包括婚姻、 权力和能力。婚姻约束要求配偶和其他人、物参与活动，比如，包括夫妻二人参加的 家庭活动或需要用车的活动。权力约束是公共机构对个人的约束，例如办公时间、公 共场所的规章制度，一个非常重要的例子就是，几乎是所有的人为了生计每天都得回 家；另一个例子，就像如h a g e r s t r a n d 所说的时空棱柱一样：人类生活在时空的连续 体之中，通过体验在不同场所间移动所消耗的时间和费用，我们只能在规定的时间、 不同的场所不同的地点内活动。 2 _ 3 决策理论 2 3 1 决策的概念 决策是人类生产、生活过程中最普遍存在的一种活动。它是决策者为实现当前或 未来的目标，按照一定的价值准则，对可能的各个行动方案进行分析判断，从中选择 满意方案的过程。决策的本质是一个优化过程，它是一个反复分析、比较、综合并最 后做出抉择的复杂过程。它不是一次认识、一次分析、一次判断就可以完成的。所以 决策过程是一个多次循环的过程。 2 3 2 决策的特点 决策的特点是人参与整个决策过程，决策过程的每一步都需要依靠决策者的知 识、经验和胆识。决策的正确与否依赖于基本情况和基础数据的全面性、完整性和可 靠性，依赖于系统分析人员的技巧，也依赖于决策者的素质和胆识i l ”。但是对所有的 决策分析来说，与所提出的决策问题有关的预期结果通常是近似的、粗略的。这是因 为每个人对于决策未来事件的能力总是不完美的、不完全准确的。对决策问题的了解， 很大程度上依赖于人们的认识活动( 水平和努力程度) ，它往往与研究物理现象中经常 见到的那神条理清楚的因果关系的情况很不一样。 西安建筑科学大学硕士学位论文 2 3 3 出行行为的决策机制 出行者按照出行目的的要求，结合自身的条件、交通运输的状况、以前的或其他 人的经验，建立出行决策的标准( 原则和态度) ，然后做出理性的决策。 由于交通运输中不同路线道路条件和交通条件的不同，因而其在时间、费用、安 全、方便与舒适等方面具有不同的服务特性。不同的出行者由于其社会经济特征不同， 因此在出行时会选择不同的出行路线。消费者行为理论指出：消费者以效用最大化为 目标使用和分配自己有限的收入，选择自己的消费对象。同样，出行者在选择最佳出 行线路时也遵循这一原则。由于效用越大，被选择的可能性也越大。每个出行者对不 同线路效益大小的鉴别力不一样，为便于建立选择函数模型，作如下假设： 1 ) 每个出行者的选择函数都有两部分组成，第一部份是共同的，并为易于确定的 社会经济部分；第二部分因个人的喜好、习惯不同而是独立、随机的，但服从一定的 分布。 2 ) 选择函数是可以量化因素的线性组合函数。 3 ) 出行者是理性的，即某线路的选择函数值越大，其被选择的可能性也越大，出 行者总是选择具有最大效用的路线出行，即遵循效用最大的原则。 4 ) 出行者全面掌握交通信。 当人们出行时，对出行路线的服务属性总是抱有这样或那样的愿望，由于不同的 路线具有不同的服务属性，出行者选择不同的出行路线时，其愿望获得满足的程度不 同。出行者总是试图选择能够最大限度满足其愿望的路线出行。当出行的某一条出行 路线获得满足的程度大于另外一条路线时，我们说前者的效用大于后者：反之则小于 后者。 2 3 4 活动决策的生活方式基础 活动理论和活动计划决策体系告诉我们，要准确地模拟活动和出行行为就得对生 活方式和活动性的输出结果进行详细的描述。家庭结构的生活方式属性、个人在家庭 中的职责、活动优先权、承担的责任和生活习惯、经济状况和个人能力等因素在活动 和出行计划决策中都是很重要的因素。前三个因素决定需求和优先选择，而经济状况 和个人能力则决定为满足愿望而可用的资源1 4 】。下面我们描述这些属性中的每一个是 如何影响活动计划的。 2 3 4 1 家庭结构 家庭成员数、个人能力和各成员之间的关系，决定了家庭结构。家庭结构影响其 成员的活动选择，即生计( s u b s i s t e n c e ) 、家务( m a i n t e n a n c e ) 和休闲( l e i s u r e ) 活 动时间之间的平衡问题。家庭时间要求每一个生计和家务活动都能随着家庭规模的大 小而自然增长，但由于经济水平的原因，增长率比较低。上述经济影响，对于成家的 西安建筑科学大学硕士学位论文 人来说比那些未成家的人要多许多，这是由于前者中的个人职责在家庭中更为专门 化。另一方面，当家庭中有儿童和残障人员时，此家庭中的成年人在生计和家务方面 的担子更为重一些，并且随着家庭中儿童的年龄和数量而变化的相当大。 家庭结构也能影响到家中或外出的活动趋势。规模大一些的家庭，其在家中的休 闲活动中也能更容易地满足社会需求。另一方面，为了给不能独自出行的儿童提供活 动出行，家里会有更多的陪同出行任务。按照上述讨论，我们便可知道，家庭结构中 潜在的重要分类包括家庭大小、成家和未成家、各年龄段的儿童数量和残障人员的数 量。 2 3 4 2 个人在家中的地位 个人在家中的地位是指通过家庭中特定成员的类型来分配家庭活动，例如由家中 一人负责生计，另一人负责家务。规模经济效益作为一种自然力，使得个人职责在家 庭中专门化，这对于过着稳定的同居生活的家庭来说更是如此。某些专门职责，比如 承担的相对工作量，更可直接地观察到；而另一些专门职责，如某些家务活动，则难 以观察。不过，由于当前盛行的社会习俗和自然选择，这些工作可以由别人来替代完 成。其中最为重要的是性别和年龄因素，性别在有儿童的家庭中的影响巨大，而年龄 则在有多代人的家庭中有很大影响。在活动计划行为中，专门化的个人职责包括相对 工作量( 即个人每周的工作小时减去平均工作小时) 、性别、把家中成年人分为成年 孩子和成年长辈的分类方法等因素。 2 3 4 3 活动所承担的责任、优先权和习惯 在生活方式的形成过程中，建立了参与活动所应承担的责任、优先权和习惯。这 些因素可以决定所指定的时间内某特定活动的阶段性参与。另有其他因素也能影响各 种活动类型的时间分配，比如房主操劳家务的时间约定；体育爱好者观看电视体育节 目的优先权。优先权对于决定参加什么活动和活动的顺序很重要。 2 3 4 4 经济和个人能力 家庭具备选择工作参与水平的能力，因此我们可以把收入看作是一个内在变量。 在通常的模拟中，对于生活方式的形成过程来晚，收入水平是内在因素；而在活动和 出行计划过程中，则把它看作是外在因素。在那种情况下，较高的收入会带来更多的 活动选择。个人能力由天赋、生活方式形成过程中的个人发展状况和特定事件综合决 定，因此变化相当大。通过形成选择组和影响各活动选择项的成本和效益，它i f u j i 可 显著地影响剑活动和出行计划选择。 2 3 5 活动和出行的决策体系 图2 3 展示了活动和t ：p , q 5 ：计划决策是如何在一个庞大的体系一f ；t i l 定出来的。它 们是家庭及其成员所做出的一系列决策中的一部分决策。在此体系下它们与城市发展 过程和运输系统的运行相互作用( b e n a k i v a ，1 9 7 3 ：b e n a k i v aa n dl e r m a n ，1 9 8 5 ； 西安建筑科学大学硕士学位论文 b e n m k i v a ，b o w m a na n dg o p i n a t h ，1 9 9 6 ) 。 图2 - 3 城市发展、家庭决策和运输系统间的关系 f i g u r e 2 - - 3t h er e l a t i o na m o n gc i t yp r o g r e s sf a m i l yd e c i s i o n m a k i n ga n db e l tl i n e 在图中，城市发展部分代表了政府、房地产开发商和其它商业机构的决策。政府 可以在基础设施方面投资，提供服务，征收税款，调整个人和商业机构的行为。房地 产开发商提供居民住房和商业机构的具体位置。一个公司选择在何处建设，以及此公 司的产品决策，将会影响到当地的工作机会。由城市发展结果所影响的个人行为条件， 在图中用连接城市发展和家庭决策的向下箭头表示。相应的向上箭头表示家庭决策中 的某些因素，如住址选择，也同样会影响到城市发展决策。总的来说，上述两个箭头 代表了市场条件下家庭和城市发展决策之间的相互作用关系。 城市发展和家庭决策会影响运输系统的运行，比如出行量、速度、交通阻塞和环 境影响等；同时，运输系统的运行也会影响到城市发展和个人决策。个人和家庭选择 可以分为三个类别： ( 1 ) 生活方式和活动性决策； ( 2 ) 活动和出行计划； ( 3 ) 执行和重定计划。 其中，每一类都有制定决策时严格的时间体系。生活方式和活动性决策在以年为 西安建筑科学大学硕士学位论文 单位的时间体系内发生；活动和出行计划则以更为频繁的时间间隔发生；为响应事先 无法预料的事件，就必须重定计划，临时计划和重定计划决策在一天内发生。长期过 程的结果以短期决策为条件，并受与短期决策相关的期望效用所影响【5 j 2 4 效用理论 效用理论是决策论、对策论及数理经济学的基础之一。偏爱( p r e f e r e n c e ) 分析作为 效用理论的一个主要内容，在众多学科中存在着广泛的应用。作为现代科学