（系统工程专业论文）基于学习潜能的个体出行行为分析.pdf

中文摘要 城市交通系统是一个复杂巨系统，随着城市规模的扩大和人口的集聚，城市 交通拥堵问题已经严重制约了城市经济的发展。在我国的一些大城市，虽然交通 基础设施建设的力度也在加大，可是交通拥挤问题似乎更加突出。近年来，城市 交通管理部门逐渐开始意识到，交通拥挤实际上是交通供给和需求之间的不平衡， 交通需求本质上根源于社会个体的活动需要，因此可以通过实施交通需求管理策 略，对个体出行源头一活动进行控制和诱导，使交通流在时间上和空间上重新进 行合理的分配，这是缓解城市交通拥挤问题的有效途径。因此，基于活动的出行 需求理论越来越受到重视。 本文以天津滨海新区城市居民出行调查数据为基础，对我国城市居民出行规 律进行了初步探索，首先进行定性分析，然后提出假设，最后对模型加以验证。 主要完成的工作及成果包括： ( 1 ) 总结了国内外交通需求预测模型的发展现状，分析了基于出行和基于 活动的两种出行需求预测方法的特点； ( 2 ) 归纳了基于活动出行需求预测模型的基础理论、建模思想，在此基础 上，介绍了非集计模型的理论和方法；借鉴国外关于基于活动出行需求模型的研 究，对计量经济学和混合仿真模型两类出行需求研究方法的优缺点进行了探讨； ( 3 ) 提出学习潜能在出行过程中具有不可忽视的作用，分析了影响个体出 行学习潜能的因素，建立了个体出行行为分析的结构方程模型；揭示了个体的社 会经济特征、学习潜能和出行特征之间的复杂关系； ( 4 ) 以天津滨海新区居民出行调查数据为实证，进行了参数标定；模型评 价和修正结果表明，修正后的模型是可以接受的，通过分析变量之间的直接效应、 间接效应和总体效应，我们可以发现个体的社会经济特征、学习潜能和出行特征 之问相互影响的因果关系，学习潜能对出行特征有重要影响。 关键词：交通需求出行行为学习潜能活动结构方程模型 ，a b s t r a c t u r b 锄昀n s p o n a t i o ni sac o m p l i c a t i 甜g i a n ts y s t e i n t h 珩cc o n g e s t i o nh a s b e c o m eab i gg t l l i n b l i n gb l o c ko fu r b 锄e c o n 砌cd c v e l o p m e n t 邪u r b 锄l 锄d 锄d p o p u l a t i o ne x p 锄s i o n i ns 伽1 co fc h i = 啦c i t i e s ，的f f i cj 锄ss e e mt 0b em o r ee v i d e n t w h i l e 的n s p 砥a t i o ni n 缸峪t n l c t i l r ec o n s 劬l c t i o 璐a r es p e e d i n gu p i nr e c e n ty e a r s ， 锄n s p o r t a t i o na d n l i n i s 缸a t i o 璐a r e 铲a d u a l l yb e g i n 】咖gt 0r e c o g i l i z e l a tt 1 1 ec 鲫s eo f 仃a 伍cj 觚啮l i e si nt 1 1 a tm e r ei sag 印b e t w e e n 仃a 伍cd e m 孤1 da n d 吼l p p l y ni saw i d e l y a c c 印t c dp r i i l c i p l e 廿l a tt r a v e ld e m 趾di sd e r i v e d 丘o ma c t i v 毋d e m 蚰d t l h e r e f o r e ，w e c 锄a 任e c tr e s i d e n t s a c t i v i t yd e c i s i o n sb y 仃a v e ld e m 孤dm 雠a g e m e n tp o l i c i e ss o 舔t 0 r e - 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b a s e d ) 向基于活动( a c t i v i t y - b a s e d ) 的出行 链的转变。基于活动的出行分析主要研究人们的活动和出行行为特征以及决策特 性，分析出行决策过程中个体所面临的各种约束、个体和家庭特征对出行决策的 影响，从微观层面上研究个体的交通出行规律，特别是研究个体活动与交通出行 的关系，由此获得研究个体出行的规律，准确地预测城市交通需求。 第一章绪论 近年来，随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的不断加快，机动车拥 有量和道路交通量急剧增加，很多城市面临道路容量严重不足、机动车增长速度 过快、公共交通发展缓慢、交通管理技术水平低、缺乏整体的交通发展战略等一 系列问题【3 】。同时，经济的发展也改变了城市居民的出行特征，居民总体的出行 需求急剧增加，交通供给和需求之间的矛盾日益突出，能源、生态、安全、环保 等问题也凸显出来。 1 1 2 课题来源 本课题来源于2 0 0 7 年国家自然科学基金项目基于反馈学习机制的个体交通 出行行为及其涌现规律的研究( 批准编号：7 0 6 7 1 0 7 3 ) ，该项目从基础数据的调 查入手，分析研究我国城市个体出行行为及其决策的基本特性，以及出行者行为 之间的影响和适应性过程，研究个体出行者制定出行计划和出行决策过程中的反 馈学习机制和决策规律，建立基于反馈、学习的个体出行决策模型和路径选择模 型；将个体的出行决策和网络交通流的仿真相结合，通过仿真方法，发现由微观 个体出行到宏观社会出行需求的集聚过程中的涌现现象和规律，完善基于活动的 交通出行需求理论和方法；进而为制定交通需求管理政策、交通流组织方案和交 通诱导策略提供依据。本论文承担了该项目中的基于反馈学习个体出行行为影响 因素分析的课题，强调了个体出行过程中的学习的作用，定量分析了个体学习潜 能对出行特征的影响。 1 1 3 研究的意义 对出行需求的准确把握和预测是城市交通系统合理规划的基础。在社会经济 日益发达的今天，信息化程度越来越高，把以个体为单位的出行行为特征分析和 以区域或群体为单位的交通需求预测分析进行有机地结合，对居民的出行选择决 策进行分析，建立基于活动的出行选择模型，客观分析交通需求的变化，合理预 测交通需求的时空分布规律，可以为交通运输管理部门的交通运输规划、交通运 输政策的制订以及政策的敏感性分析等提供决策依据，从而达到缓和交通拥挤与 改善环境质量的目标。 从微观层面上研究个体的交通出行规律，特别是研究个体活动与交通出行之 间的关系，构建城市交通出行行为模型，对影响出行选择的因素进行分析并量化 影响因子，对于城市交通出行需求的分析预测具有重要的意义，有助于我们深刻 了解城市居民的出行行为规律，为交通需求管理政策的影响分析提供参考依据。 在我国，大部分城市尚处于交通基础设施的大规模建设阶段，传统的四阶段 法在交通规划中仍然占据着主导地位。国内一些城市对“四阶段”法也进行了改 2 第一章绪论 进和扩展，在规划思想和技术方面都有了很大程度的提高。然而在北京、上海等 大城市中，交通管理部门已经开始尝试从源头上控制交通需求，实施交通需求管 理策略。因此，随着我国城市经济的发展，城市人口不断涌入，人们的出行需求 将日益增加，在我国开展基于活动的出行需求理论的研究具有一定的前瞻性，同 时也体现了城市交通可持续发展的思想，对于解决城市拥堵问题都具有切实的现 实意义和深刻的理论意义。 1 2 研究的现状与评价 1 2 1 “四阶段 法局限性 出行需求预测模型是交通规划和交通政策分析的基本模型。传统的“四阶段” 法模型以小区为预测单位，是基于出行( 订i p - b 嬲e d ) 的模型结构，硒t a m u r a 分析 了“四阶段”法的三个局限性【1 】： ( 1 ) 没有考虑出行产生的根源，较少考虑出行个体的行为特征，无法表达出个 体的行为特征和出行决策过程，忽略了个体出行各个活动之间的联系，同 时出行量对具体交通管理政策并不敏感。 ( 2 )以宏观时间为主线，预测的出行量无法细化到一天中的小时或分钟。 ( 3 ) 它将每一次出行视为一个独立的实体来分析，割裂了各个出行之间的前后 联系。 1 2 2 国外研究现状与评价 事物的发展是辩证的，科学理论总是在不断的前进。正是由于“四阶段法 的这些局限性，推动着出行需求理论不断的向前发展。最早应用基于活动的思想 分析出行需求的是m i t c h e u 和r a p l ( i n 。1 9 5 4 年他们确立了出行和活动的关系， 并且提出了用一个综合的框架来研究出行行为的思想，奠定了基于活动研究的基 础【4 】。在此之后又有许多学者进行了深入的研究和实践，h a g e r s t r a n d 开发了时间 一地理( t i i n e g e 卿h i c ) 方法，描绘了出行者参与的各项活动在时空( t i m e s p a c e ) 上的相互制约关系【5 】；c h 印i n 通过时空变量来标识行为模式【6 】；在此基础上，1 9 8 3 年牛津大学的交通研究小组对于活动出行行为进行了首次综合研究，给活动方法 下了具体定义并得到经验测试，进行了复杂出行行为建模研究的初步探索。 从研究方法来看，基于活动的出行需求建模方法可以分为两大类：计量经济 学方法和混合仿真方法【7 】f 8 】。结构方程模型( s t n i c t i m le q u a t i o nm o d e l ) 是计量 经济学方法中的一种。 第一章绪论 从研究内容来看，基于活动的方法提出以来，欧美和日本学者对基于活动的 交通行为分析和需求预测已经做了大量的研究工作，在理论研究、实证分析和模 型开发方面都取得了基础性的成果，主要包括以下几个方面： ( 1 ) 研究个体出行选择的决策过程，在一定的时间、空问和家庭约束下， 通过建立出行时间、出行方式、目的地子模型，优化个体的活动出行模式，对个 体出行行为进行建模，制定活动出行计划，用于出行需求预测。b o 删开发了 日活动规划模型，并以美国p o n l 弛d 城市居民出行调查数据为例，对模型进行了 应用和评价【9 1 ：e r i cj m i l l e r 提出了受家庭制约的基于个体的出行方式选择微观 仿真模型【蚓。 ( 2 ) 分析个体出行者对具体交通管理策略的反应，用于对策略的评价。 r d c 公司开发了a m o s 模型，分析个体在短期内对交通管理策略做出反应后的 出行模式调整【1 1 】；e 姗觚s 在开发a l b a t r o s s 模型时引入了个体的学习机 制，使模型的推理和决策模块更能准确模拟个体的决策选择过程【l 2 1 。 ( 3 ) 研究社会统计学特征如性别、生活方式、家庭收入、家庭结构( 人口、 年龄、子女的数量) 、家庭车辆拥有状况和居住地、工作地的空间位置等因素对 个体出行特征( 出行频率、距离、时间、方式等) 的影响。w 醯c 和k o p p e l n l a n f 将活动出行行为建模分为两个阶段，通过实证研究的表明，个体和家庭的社会 统计学特征是影响驻停的生成、分配和往返出行生成模型的主要因素3 】；b h a t 分析了城市土地利用和个体的职业特点、偏好等对下班途中的驻停次数的影响 【1 4 】 o 但是，他们在基于活动的出行行为分析研究中，特别是在计量经济学的方法 中，大部分研究者忽略的一个重要的问题就是，个体的学习能力对出行决策的影 响作用，即出行过程中，个体对自身出行经验直接的主观体验和感知，以及个体 与出行环境和其它出行个体的间接交互作用，会对出行环境产生渐进适应的过 程，由此而产生个体活动和出行决策特性的改变。 1 2 3 国内研究现状与评价 我国已有学者开始了这方面的研究，隽志才教授根据基于活动的建模方法建 立了日活动规划模型，应用长春市居民出行调查数据进行了参数标定和模型验 证，并且用模拟一比较一评价的方法将已建模型应用于交通需求管理政策的制定 和评价【15 1 。黄海军教授提出了带有拥堵问题的一天内早晚通勤活动规划问题，比 较了不同时间段内上下班的时间效用，并通过设计实验表明，实行弹性工作制对 缓解交通拥堵具有积极的作用【i6 】。总的说来，国内的研究尚处于起步和初期阶段， 没有形成一个完整的研究思路和框架体系。 4 第一章绪论 1 3 本文研究的思路和基本内容 本文介绍了基于活动方法的基本思想，建立了个体出行行为分析的结构方程 模型，利用天津市滨海新区2 0 0 6 年居民出行调查数据，采用削o s5 o 结构方 程模型专业软件对模型进行了拟合，并对模型结果进行了评价和解释，分析了模 型结果的实际意义。 第一章，绪论，阐述了研究背景及意义，说明了该研究在交通规划和交通管 理研究领域中的重要性，总结和分析了研究的现状，确定了本文的研究内容。 第二章，基于活动的出行需求理论，对比分析了活动链方法与传统的出行方 法的异同，阐述了基于活动方法的基本概念和基本思想，介绍了非集计模型的理 论和方法以及个体出行决策的框架。 第三章，介绍了基于活动的出行需求预测的两类模型，计量经济学方法和混 合仿真方法。 第四章，对天津滨海新区的居民出行调查数据进行了描述性的统计分析。 第五章，个体出行活动分析及结构方程模型的建立，是本文的重点，通过定 性及定量的方法对影响出行选择行为的因素进行分析，并考虑到个体的学习潜能 在出行过程中的作用，构建了出行行为分析的结构方程模型。 第六章，结论与展望，对全文进行总结，并提出了今后进一步研究的方向。 第二章基于活动的出行需求理论 第二章基于活动的出行需求理论 二十一世纪的中国，随着城市经济的发展，城市交通出行需求急剧增加。交 通拥堵，是城市交通需求分布过于集中的表现，不仅造成了城市道路网资源利用 不均衡，产生了严重的资源浪费，同时也制约了城市经济的进一步发展。因此， 对城市道路交通需求的预测分析是城市交通管理和规划的基础和依据，也是评价 交通管理政策的重要环节。 2 1 出行需求理论的发展 交通需求分析与预测是交通规划的基础工作及主要依据，它通过对现状交通 需求与其相关因素之间的关系进行分析，结合相关因素预测未来的交通需求，为 交通基础设施的规划、布局、设计、交通管理与控制提供决策依据。交通出行需 求理论的发展历史已经长达半个多世纪，从五、六十年代集计模型的产生到七十 年代初非集计模型暂露头角，从八十年代初将人的行为视为一个连续的活动过程 一出行链进行模拟到八十年代后期各国大量交通规划软件包的推广，交通需求预 测理论和实践的发展成就显著。 出行需求理论从研究方法上可分为两类，一是“四阶段 法，于2 0 世纪5 0 年代在美国芝加哥都市圈交通规划( c a t s ) 中得到了成功应用，是一种基于出 行( 仃i p - b a s e d ) 的需求分析方法，城市用地布局形态和功能分区直接决定对交通 的需求，以土地利用和交通系统的相互作用关系为理论基础，开创了以定量数据 进行城市综合交通规划的先河；二是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 哆- b 嬲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， 当时人们意识到仅仅依靠加强交通基础设施建设并不能从根本上解决问题，必须 从导致交通拥挤的源头开始寻求对策，即交通需求根源于社会个体的出行活动需 要，通过对交通需求的管理来缓解交通拥挤。在最初的2 0 多年里，基于活动的 模型方法的发展并非一帆风顺，由于该类模型需要从微观的层面( 个人、家庭) 来分析居民的出行行为，计算繁琐、工作量大，限制了模型的推广和应用。近几 年，随着计算机及仿真技术的发展，这些问题得到了很好的解决，交通需求预测 模型正向第二代模型演变。 6 第二章基于活动的出行需求理论 2 1 1 基于出行 基于出行的需求理论把各次出行( t r i p ) 当作基本的分析单元，然后把人们 一天中的出行分成发生端和吸引端。基于出行的需求理论以“四阶段法”为典型 代表，是预测区域交通系统未来需求和性能的基本工具，最初用来评价大规模基 础设施项目。“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 7 】： ( 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 ) 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 ) 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，也就是把各分区之问的出行量分配到具体的城市道路网络 中。 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 第二章基于活动的出行需求理论 展时期，当时的城市发展特点为： ( 1 ) 城市和城镇人口快速增长； ( 2 ) 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。 在中国，“四阶段方法得到了广泛的应用，但相对于基于活动的方法来说， 还有不尽完善的地方。譬如模型的各部分相互独立，缺乏完善的行为基础，对交 通管理政策不敏感等。总的说来，基于出行的方法没有完整地反映以下几个方面： ( 1 ) 出行和活动间的连接性； ( 2 ) 活动计划的时问约束和依赖性； ( 3 ) 产生出行的潜在活动行为。 传统模型在复杂性政策的应用方面，其理论缺陷显得尤为明显，尽管在特定 的环境下此类模型也能得到良好的应用。另外，传统模型很少具有政策敏感性。 2 1 2 基于活动 传统的交通需求模型没能很好地解释城市居民的出行行为，存在较大的不 足。基于活动的方法分析出行行为和进行交通需求预测，克服了传统四阶段法的 不足，研究交通出行的焦点从以集合的方式过渡到以个体的方式，并且认识和体 现了交通是一种派生的需求。交通管理部门逐渐开始探索从出行需求的源头一活 动来解决这一问题，即通过具体的交通需求管理( t d m ) 策略来引导、控制个 体的出行，减少不必要的出行活动，并使出行总量在时间、空间上趋于合理的分 布，以充分发挥交通基础设施的效率，缓解城市交通压力。 基于活动的交通需求模型认为出行起源于个体活动的需要，相对于传统的模 型而言，能更好地解析城市居民的出行行为。该模型的一个重要优势在于能更好 地理解和预测出行者对交通需求管理和其它交通政策的反应。 基于活动的研究方法，如果追溯其最初来源，应该归功于1 9 5 4 年m 沁h e u 和 r a p 垴n 的研究成果。此后，2 0 世纪7 0 年代城市环境和能源政策发生了根本的 变化，随之而来的是对出行预测方法的重新考虑。正是在此期间，基于活动的方 法第一次在理论深度上得到系统的研究。是在此期问，出现了行为理论和出行行 为方面的经验研究。在这些研究方法里，出行被当作一日或多日的行为方式来分 析的，而不同的行为方式则源于人们生活方式和活动参与的不同。出行决策是基 于活动的，并且对出行行为的任何理解从属于对活动行为的基本理解，这就构成 了活动方法的研究动因。基于活动方法明确地指出基于出行的模型( t r i p - b a s e 第二章基于活动的出行需求理论 m o d e l ) 不能反应潜在行为的各方面，因此，也不能合理地对交通基础设施和服 务的膨胀所带来的管理方面的发展政策作出响应。 出行是活动的许多属性之一。在传统的方法中，活动属性，比如进行某项活 动所选用的出行方式、出行消耗时间，均被当作出行属性来处理，且集中于描述 和预测类模型( 包括活动类型在内的其他活动属性则被忽略了) 。从这一观点看 来，传统的基于出行的模型仅仅是基于活动方法的一个特例。出行实质上是为 了某种目的而参与某项活动到达一活动场所的物理移动。基于出行的方法适用于 产生出行的模型，而基于活动方法则集中于是什么产生了能引起出行的活动。 早期对“四阶段法”模型性能的批评并不是促成研究基于活动的方法的主要 推动力量，后来，“四阶段法”和国外新出台的环境、能源政策发生了根本对立， 此推动力才得以体现。更确切地说，以前的各类批评把重点放在提高“四阶段法 功能上了，途径主要是引入了非集计模型和平衡分配模型。改良后的“四阶段法 整体框架保留住了，体系上得到了有效加强。我们这样说不是贬低改良方法在过 去起到的作用以及将来的发展潜力，因为非集计模型也是基于活动方法的关键组 成部分。但是无论从研究角度还是从实践角度来讲，此改良方法都过分强调了基 于出行的许多思想，完全在传统框架内寻求解决问题的途径。 基于活动研究方法的基本原则是：出行决策受许多活动的驱策，进而形成了 一个活动参与日程( a g e n d a ) 。这样，就不能在个人出行的基础上进行分析。因 此，同某些特定出行决策相联系的选择过程，只能在整个日程的背景范围内得以 理解和建模。实际进行的许多活动和出行包括个人的一个活动模式、决策过程、 行为规则、以及与其适应的环境，这些方面一起限定了活动和出行模式的构成， 描绘了复杂出行行为的特征。家庭活动模式( h o u s e h o l da c t i v 时p a t t 锄) 代表了 一组家庭成员的模式，反映了家庭活动计划、家庭交通供给环境、家庭成员问互 相约束、相互作用的决策过程。家庭活动计划( h o 吣e h o l da c t i v 时s c h e d u l e ) 代表 了家庭中活动参与的需求，通过多种活动需求和交通供给分配决策，进而转换成 一个个活动计划，因此，每个参与日程反映了影响选择过程的约束。活动计划的 实际日程安排和实施是个人完成的，因此就产生了个人活动模式的显露行为 ( 奠癸，e a l e dbe ：h a v i o r ) 。 基于活动的理论汲取了相关领域的许多知识。事实上，f r i e d 等人( 1 9 7 7 ) 在建立出行行为综合理论过程中，广泛地查阅了地理、经济、哲学和社会科学方 面的文献。f r i e d 等人的启蒙工作是简单地建立了理解出行行为的方法，他们的 贡献还在于建立了基于活动方法的基本理论。 综上所述，基于活动的方法具备以下特征： 出行源于对活动参与的需求； 9 第二章基于活动的出行需求理论 出行行为的序列或模式( 而不是个人的出行) ，是相应的分析单元： 家庭和其它社会结构影响出行和活动行为； 时间、空间、交通和个人间的相互依赖共同约束了基于活动的行为； 基于活动方法在时间和空间上反映了活动计划的进度安排。 基于活动的模型把往返行程( t o u r ) 作为基本分析单元，这种处理方法反应 了基于活动方法的基本原理。 2 2 基于活动出行需求的理论基础 2 2 1 基本概念 ( 1 ) 活动( a c t i v i t 、，) 活动是指个体在一个连续时问段内因为某种目的，根据优先权，采用一定的 出行方式到达某个地点实现该目的的过程。它是基于活动的出行需求理论的根 本。 ( 2 ) 出行( t r i p ) 出行也就是出行者采用某种交通方式从一个地点到达另一个地点的单向运 动。在这两点之间没有任何第三停留点，出行的方向总是从发生端指向吸引端。 把出行作为基本分析单元的模型被称为基于出行的模型，比如“四阶段”法中的 一系列模型。 据此，可以把出行分为基于家的工作出行( h b w ) 、基于家的其他出行 ( h b o ) 、非基于家的出行( n h b ) 三类。 ( 3 ) 驻停( s t o p ) 连接出行链中各个出行之间的结点叫做驻停点，出行者一个出行链中所包含 的所有驻停点中最主要的出行目的地叫做主要驻停点，除此之外的其他驻停点都 叫做中途驻停点。在中途驻停点的活动时问通常都小于在主要驻停点的活动时 间。 ( 4 ) 出行链( t o u r ) 出行链就是个体从某地点出发，经过一系列的出行后又回原出发点的往返行 程。出行链包含了一系列的出行与驻停，表明了个体活动的时空先后顺序。把往 返行程作为基本分析单元的模型被称为基于往返行程的模型，此类模型融合了基 于出行的模型的优点。这种思想，正是基于活动方法模型的关键所在。 ( 5 ) 日活动链 由于生活和工作等的需要，一个人一天可能进行多次的以家为起终点的活 l o 第二章基于活动的出行需求理论 动，我们把一天中的所有活动和出行链统称为日活动计划。可见，一条活动链可 以由多个往返行程组成。有了日活动链的概念，我们就可以把出行者一天的复杂 活动完整地表示出来了。 为了更好的理解这些概念，我们以某出行个体一天的所有活动为例进行阐 释。假设他早上7 ：0 0 从家出发去上班，出行方式选择为坐公共汽车。中午1 2 ： 1 0 出发步行出去饭店吃饭，吃完返回工作单位上班；1 7 ：0 0 下班坐公交车回家， 中途转车去医院看病；晚上2 0 ：0 0 从家出去到超市购物，购物完毕回家。该出 行者一天的活动可以用图2 1 表示。 中间驻停点 二阶往返行程 一阶往返行程 主要驻停点 工作子往返行程 图2 1 个体一天的出行活动 中间驻停点 我们可以把往返行程分为一阶往返行程( p r i m a r yt o u r ) 、二阶往返行程 ( s c c 伽d 斜跚) 、子往返行程( s u b t o l 】r ) 等，从图示中可以看出，该个体这一 天中需要完成4 个活动( 上班、午餐、看病、购物) ，这4 个活动产生了有7 次 出行的需求，这7 次出行组成了3 个出行链，其中1 个一阶往返行程( 家公司 家) 、一个二阶往返行程( 家商场家) 、一个工作子往返行程( 公司饭店公司) 。 第二章基于活动的出行需求理论 2 2 2 基本思想 人们出行是由于参加家庭之外活动的需要，因此活动需求引发出行需求。要 想研究路网上的出行的各种时空分布性质，首先研究的不是出行，而是最终产生 出行的一些活动参与。基于活动的出行需求预测方法正是依据这一思路进行出行 预测和规划的。基于活动建模的基本思想主要有以下四点： ( 1 ) 交通需求根源于社会个体的出行活动需求。个体需要参与社会活动， 继而产生出行的需求，预测交通出行量需要对个体活动进行建模【1 8 1 。 ( 2 ) 个体的出行活动要受时间、空间的限制，个体需要在不同的时间和地 点进行不同的活动【5 】【1 8 】。 ( 3 ) 家庭和社会经济环境对个体的活动和出行决策具有重要影响。个体和 家庭的其它成员需要共享家庭的资源，出行决策往往也受到社会经济条件和城市 发展水平的限制，家庭的类型、生活方式及社会经济发展水平都会影响个人的出 行选择行为1 6 】【1 9 1 。 ( 4 ) 个体的活动和出行决策是一个动态的过程，要受到已完成事件和预期 事件的影响，个体对出行环境具有自适应性，活动过程中出行决策有可能需要不 断地进行调整【2 0 1 。 基于活动建模方法是一种非集计的模型方法，以微观的出行个体或家庭为研 究对象，以个体的活动作为交通需求预测的基本单位，研究活动与出行量之间的 关系，为每个出行者都建立一个出行活动的模型，以变动时间( t i m e o f 二d a y ) 主 线，考虑交通管制措施、信息服务水平、个人偏好与经验以及社会经济特征等对 出行行为影响，通过各个子模型确定个体出行的目的地、时间、方式、路径等出 行特征，从而预测出交通出行量在一定时问范围内( 如一天) 的空间分布及其连 接关系。 2 3 非集计模型的理论与方法 非集计模型( d i s a g g r e g a t em o d e l ) 是描述个体选择行为的模型，在定量分 析个体出行行为以及由此产生的交通需求方面显示了较集计模型( a g g r e g a t e m o d e l ) 无可比拟的优点。集计模型通常将每个人的出行活动按小区进行统计处 理，从而得到以小区为分析单位的模型。与此不同，非集计模型以实际产生交通 出行活动的个体为基本单位，调查得到的数据直接用于建立模型。由于非集计模 型所研究的对象一般是非连续量，所以它又通常被称为离散选择模型( d i 8 c r e t e c h o i c em o d e l ) 或个体选择模型。 1 2 第二章基于活动的出行需求理论 非集计交通需求分析方法试图对作为交通行为决策单位的个人是否进行交 通出行、去何处、利用何种交通方式、选择哪条路径等问题，对出行者在可能的 选择肢中如何选择进行模型化，然后将每个人的选择结果求和，从而求得交通需 求总量。非集计分析是不对个人数据进行任何统计处理而直接用来构造模型的分 析方法，因此，非集计分析与集计分析相比，在分析单位、模型标定方法、适用 范围、政策表现能力、数据的使用效率和自变量导入可能性等方面均不相同，它 们之间的比较见表2 1 。 表2 1 集计模型和非集计模型的比较口1 】 集计模型 非集计模型 调查单位每个出行每个出行 分析单位小区个体( 家庭) 被说明变量小区集聚数据( 连续量)个体选择( 离散量) 说明变量 分小区数据 个体数据 预测方法回归分析等极大似然估计等 适应水平小区任意 政策表现小区代表值的变化个体的说明变量值的变化 交通现象的描述发生、吸引出行频率 分布交通流 目的地选择 交通方式划分 交通方式选择 交通分配 路径选择 根据近2 0 年来的研究，可以清楚地归纳出非集计模型的优点，主要有【2 2 】： ( 1 ) 非集计模型以明确的行为假说为基础，逻辑性强。 ( 2 ) 可以用较少的样本标定出模型的系数，并可对所求出的参数采用统计 学方法进行检验。 ( 3 ) 可用选用许多与个人决策相关的因素作为自变量，从而可以对多种交 通规划、交通政策进行效果评价。 ( 4 ) 模型具有较好的时间转移性和地区转移性。 ( 5 ) 便于对利用者效益进行项目评价。 2 3 1 数学表达 非集计模型是基于以下两个假设建立的： ( 1 ) 出行个体是交通行为意志决定的最基本单位。即出行个体是决定何时 第二章基于活动的出行需求理论 出行、用何种方式出行、选择哪条出行路线等决策的最小单位。