基于多模式城市交通工具的选择及模型研究

1、摘 要随着经济的迅速发展，以及人们不同职业的不同需求，日益增长的道路已经不能满足人们出行的需求，城市交通问题日益突出。国家对公共交通的投资建设很大程度的缓解了这种不平衡，但是也导致了多模式交通问题的产生。城市居民出行对城市道路交通带来了一定的压力，容易引起道路拥堵情况，因此有必要对城市居民的出行行为进行全面的研究分析。通过调查统计分析，发现居民日常出行的内在规律，从而制定相应的措施合理地引导居民出行，改善居民出行的交通环境。1、首先对兰州市的路网以及交通现状进行了研究分析，阐述整个兰州市的路网大致情况以及存在的问题，然后对兰州市公共交通线网的规划进行描述。2、其次对影响居民出行行为的因素进行分

2、析。从个人属性、家庭属性、出行属性以及设施服务水平等四个方面加以说明，并阐述了居民出行行为基本理论及分析方法；最后分别介绍了出行行为分析方法中的基于活动的出行行为分析方法和基于出行链的出行行为分析方法。3、对非集计模型的理论以及生存分析基本理论进行了研究分析，重点阐述了非集计模型中的NL模型。4、对居民出行活动的类型和居民出行方式选择进行研究。根据城市居民的日常出行活动特征，充分考虑了城市居民各类型出行活动的情况，将城市居民出行活动分为典型工作出行模式、混合出行模式以及休闲出行模式三种类型，同时根据调查数据分析居民出行选择的出行交通工具情况，将居民出行方式主要分为步行、自行车、公交车以及私人小

3、汽车四种方式。在此基础上，构建以居民出行活动类型为上层，以交通出行方式为下层的NL模型，并对模型中参数进行标定、检验以及分析。关键词：出行行为；出行活动类型；多模式城市交通网络；NL模型红色表示删除，参照修改英文摘要。目录需要重新生成。AbstractWith the rapid development of economy, as well as the different needs of different professional people, already cant satisfy peoples growing road travel demand, urban traffic

4、 problem is increasingly outstanding. Countries to invest in the construction of public transportation, greatly ease the imbalance, but also led to a multimodal traffic problems. Urban residents travel to city road traffic has brought certain pressure, easy to cause traffic jams, so it is necessary

5、to comprehensive analysis on the travel behavior of urban residents. Through survey statistical analysis, find the inner rules of residents travel, so as to formulate corresponding measures to guide residents reasonably, improve the traffic environment of the residents.First of all to the situation

6、of road network and traffic of lanzhou city are analyzed, and a general idea of the lanzhou city road network as well as the existing problems, and then to lanzhou city public transit network planning is described.Then analyze the influencing factors of residents behavior, from a personal attribute,

7、 family attribute, travel properties and facilities service level and so on four aspects to illustrate, next elaborated the basic theory of residents travel behavior and analysis method; Last travel behavior analysis method are introduced respectively in travel behavior analysis method based on the

8、activity and travel behavior analysis method based on the travel chain.To disaggregate model theory, and analyses the basic theory of survival analysis, disaggregate model of the NL model are discussed.For residents travel activity type and residents travel mode choice for research. According to the

9、 characters of urban residents daily travel activities, give full consideration to the various types of urban residents travel activities, urban residents travel activities can be divided into typical work trip mode, mixed mode and three types of leisure travel mode. According to the survey data ana

10、lysis at the same time residents travel choice travel transportation, residents travel mode is mainly divided into walking, bicycle, bus and private car four ways. On this basis, the activity type for the upper building to dweller, for the lower level of the NL model in transportation way, and the m

11、odel parameter calibration, testing and analysis.Key words: Travel Behavior; Travel Activity Type; Multi-modal Urban Traffic Network; NL Model目录1.绪论11.1研究背景11.2 研究目的和意义11.3 研究范围和内容21.4 研究方法32兰州市路网及交通现状分析42.1 兰州市概况42.2兰州市城市交通现状42.3 机动车发展现状52.4 公共交通现状62.5 兰州市公共交通线网规划83 出行行为理论、分析方法以及影响因素分析103.1 影响居民出行的

12、因素分析103.1.1 个人属性103.1.2 家庭属性113.1.3 出行属性113.1.4 设施服务水平123.2 出行行为分析基本理论123.2.1 消费者行为理论123.2.2 随机效用理论143.2.3 前景理论153.3 出行行为分析方法153.3.1 基于出行链的出行行为分析方法153.3.2 基于活动的出行行为分析方法174.出行行为模型的介绍以及模型的构建194.1 非集计模型194.1.1 Logit 模型194.1.2 Nested Logit 模型204.2NL 模型的结构及算法204.3 NL 模型参数估计224.4 模型建模流程235.基于出行活动类型的出行方式选择

13、模型研究255.1 基于出行活动类型的居民出行方式选择模型255.1.1 研究数据来源255.1.2 交通出行方式分布275.1.3 出行影响因素对出行方式选择的影响285.1.4 出行活动类型统计355.1.5 模型的选择355.1.6 模型的构造355.1.7 模型影响因素确定365.1.8 模型参数的标定385.1.9 模型的精度检验445.2 模型的参数分析455.3 结论分析49第六章 结论与展望506.1 论文主要研究结论506.2 研究展望50致谢51参考文献521.绪论1.1研究背景随着经济的迅速发展，以及人们不同职业的不同需求，日益增长的道路已经不能满足人们出行的需求，城市交

14、通问题日益突出。国家对公共交通的投资建设很大程度的缓解了这种不平衡，但是也导致了多模式交通问题的产生。对于多模式城市交通网络出行行为的研究，有助于合理利用现有路网资源，协调多种交通模式共同发展。在现在中国经济快速增长的大环境下，大力发展城市公共交通，是国内外学者对于解决城市交通问题的一致共识。城市公共交通系统是一种大运量、快速、准确、安全、舒适和环境友好的城市客运交通系统，是缓解大城市道路交通拥挤、交通事故多等问题的有效途径。国内外城市建设的理论与实践已经证明，建设以大容量快速轨道交通为骨干，以常规公交汽车为辅助的综合公共交通网络是解决大城市交通问题的必经之路。概括来说，发达的城市交通系统一般

15、都呈现出“复杂化”的特征，具体表现在以下三个方面：线路网络化、运输组织多样化、管理现代化。城市道路是一种有限资源，不可能无限的拓展，中国是发展中国家，人口又特别多，城市交通的发展，对城市道路形成巨大压力，特别是“汽车化”导致交通拥挤和环境污染，对经济社会发展产生负面影响。尽管如此，地方政府又必须最大限度地满足人们出行的需要。这种矛盾是当前和未来中国城市发展中必然存在的重大问题。所以，解决城市交通问题，不能只从道路上着眼，还应该从出行行为和出行方式上寻求解决问题的途径。在当今如此复杂的交通网络模式下，精确化、自动化、智能化地监视、预测、调控交通系统状态，保证系统的安全与可靠性，提高交通网络运输效

16、率与运营企业的经济效益是发达的城市交通系统的必然发展趋势。交通网络系统的效率、可靠性、运营效益、社会效益等方面的研究都需要“多模式城市交通网络的出行行为模式机理问题”研究的支持，多模式交通网络出行行为模式机理的研究有理论和实践的重要性。1.2 研究目的和意义作为轨道交通中的主体对象“人”，就成为了当今出行行为模式研究的最需要考虑的重要因素。随着时代的发展，以人为本的理念已经深入人心。为了在多模式城市交通网络系统中更好的贯彻和体现这种理念，有必要对其乘客的特性进行认识和研究，以便对系统的规划、设计和评价能够有一些指导意义，避免系统建设的盲目性。所以本文的设计目的是：基于多模式城市交通网络的情况下

17、，通过大量实测数据，分析城市内不同乘客出行行为的特征，建立出行行为模型，并运用恰当的方法求解。以兰州市BRT的投入运营和地铁的修建为背景设计实例对模型的可用性进行验证，证实模型的切实有效。本文的研究意义是：基于乘客出行行为模型的建立，对所处的城市（兰州）这种多模式网络的出行行为有一定的指导意义。文中建立的乘客出行行为模型与研究成果，将充分体现兰州多模式城市交通网络中乘客出行行为的基本特征与规律，充实与完善交通网络内部行人行为理论，它将为兰州多模式交通的乘客拓展研究提供数据基础，同时也可为城市规划行业内设计规范的制定提供参考依据。而论文的研究也有利于新建交通网络设施规模的确定及布局的优化，同时也

18、可以应用于评价既有交通网络设施的利用效率，从而为规划者、设计者、运营管理着提供有力的辅助决策工具和合理有效的评价的方法，对提高整个城市交通网络资源，协调多种交通模式共同协调稳定的发展有着十分重要的现实意义。1.3 研究范围和内容 本文的研究对象是基于兰州市多模式城市交通网络出行行为的机理研究，首先对兰州市既有城市交通线路的情况进行深入的分析研究。划分不同的区域，选择不同的人群，通过大量实测数据，对不同乘客因不同需求产生的出行行为进行分析，通过一定的出行规律，掌握乘客出行的惯性。本文主要研究内容包括以下几个方面：1 兰州市城市交通线路的情况主要包括兰州市交通网络组成及其主要功能，还有交通运输网络

19、布局所呈现的主要特征，以及运网运量的分析。结合国内外相关研究，分析其在乘客出行行为研究中的作用，该内容是随后研究出行行为模式机理和模型建立的基础。2.多模式城市交通网络下的出行行为的数据需求分析以及数据采集首先划定不同人群，根据收入、职业、性别、喜好等方面的不同，划定不同种类的人群，根据对其出行行为的分析，通过他们长期出行的行为规律，掌握乘客出行的惯性。3.根据大量实测数据，建立模型根据以上所测出的大量数据，建立模型，并采用恰当的方法进行求解，随后对模型的可行性实用性进行分析验证。 1.4 研究方法1. 文献研究。本论文的文献查阅范围为国内外有关城市规划、交通工程、社会学书籍和期刊，查阅手段包

20、括去各类图书馆、网上查阅。通过对文献的查阅和整理，确定研究的课题及主要内容，确定研究的方向和重点，同时借鉴与论文相关的一些理论成果指导论文的深入开展。尽可能多的从相关的文献中整理出对本课题有用的资料。2. 实证研究法：选择兰州市实证研究人们的出行行为。3. 对兰州市的调查，主要采取以下几种方法。（1）问卷调查：本论文对兰州市的居民的出行行为进行问卷调查，包括出行频率、出行类型、交通工具和目的的选择等，重点分析城市居民进行购物、娱乐、学习活动的行为特征，寻求不同区域居民日常生活出行行为地差异性，探讨影响居民出行行为的潜在动力与诱导因素。其中，实证研究采用资料分析总结与问卷调研相结合，研究工作以第

21、一手调查数据为主。（2）城市规划资料的剖析研究：主要内容有各区域的用地性质、公交站点设置和公共服务设施的分布现状及规划。（3）资料的归纳分析：将收集的资料与数据进行归纳整理、应用定性定量结合的方法进行类比、对比，透析现象分析本质。2兰州市路网及交通现状分析2.1 兰州市概况兰州市位于我国西北部黄河上中游的黄土高原地带，黄河水系自西向东纵贯城区，形成了兰州市两山夹一川沿河带状组团式的地形特征。是黄河上游经济开发带的重要支撑辐射点，也是丝绸之路文化和黄河文化的交汇点。近年来兰州市迅速提高经济社会发展，兰州的基础市政设施已日益不能满足快速增长的交通需求，为了能够实现“建设一个符合兰州市未来可持续发展

22、需求，均衡协调，可靠高效的综合交通运输系统”的城市交通发展总目标，从而更好地推动兰州市的经济社会发展和城市规划建设，迫切需要引入大运量的城市交通网络系统。城市公共交通的建设将进一步的改善兰州城市经济结构，推动兰州市城市经济增长，提升兰州市的辐射带动作用，而且发展公共交通也是改善兰州交通现状的迫切需要。兰州“两山夹一河”的狭窄地形形成了“带状加山水风格加交通瓶颈”的全国独一无二的城市形态所造成的“东西拥堵，南北不畅”的交通现状（特别是兰州市东西交通的“蜂腰”地段，西津东路和南、北滨河路高峰时段已处于严重拥堵状态）问题必须要尽快缓解。加上城市道路网不完善，尚未形成过境交通系统，6个方向过境车流穿越

23、市区，导致市区内货车比例达到50%左右，占用了城市有限的道路资源，干扰市区内部交通，降低了城市的交通运输效率。同时，机动车保有量（截至目前，兰州市共有机动车近40万辆，并且每天还以200-300辆的速度增加）和居民日出行次数的大大增加，加速了城市交通问题。兰州是一个处于河谷地带冬季无风的负压城市，冬季大气流动困难。机动车数量的快速增长所增加的机动车尾气排放直接影响兰州市的空气质量，严重威胁居民的身体健康。2.2兰州市城市交通现状兰州市城区受河谷型地形限制,形成了东西狭长,南北不阔的带状地形,加上黄河及铁路线的阻隔,致使兰州市交通“东西拥挤,南北不畅”。目前,兰州市东西方向有三条主干道,分别为:

24、东岗东西路庆阳路西津东西路西固路、南滨河路和北滨河路,加之正在建设中的南山路,筹建中的北环路,形成了横贯东西的交通主干骨架,南北向主干道主要有:天水路、平凉路、皋兰路、金昌路、静宁路、酒泉路、中山路、敦煌路等;以西沙、银滩、七里河、小西湖、中山、城关、雁滩七座黄河桥为连接点,形成了跨越黄河的南北通道;另外,兰州市的南绕城快速路正在建设之中。截至2009年12月，兰州市近郊四个行政区域内共有主次干道、支路共计285条，长401.06公里，面积1208.08万平方米。其中城关区主次干道、支路128条，长171.03公里，面积500.69万平方米；七里河主次干道、支路65条，长80.98公里，面积2

25、62.09万平方米；安宁区主次干道、支路29条，长59.20公里，面积202.43万平方米；西固区主次干道、支路63条，长89.85公里，面积252.87万平方米。人均道路面积6.23平方米，道路用地率仅占7.77%。另外，高新技术开发区管委会管理的主次干道、支路共计13条，长约12公里；九州管委会管理的九州地区共有主次干道、支路共计8条，长10.6公里。兰州市拥有七座跨河桥梁，正在使用的跨河桥梁有5座，分别是雁滩桥、城关桥、小西湖桥、银滩桥、西沙桥。中山桥历史久远已经不能担负机动车通行，只供行人通过，七里河桥正在进行加固改造。目前，交通压力最大的桥梁是城关桥，18小时总交通量均在50000标

26、准当量以上，单方向交通高峰小时的最大值接近2500标准当量，桥面出现严重拥堵现象；其次是雁滩桥和七里河桥，雁滩桥东接天水路出入口，西接盐场路，是车辆进出兰州主要桥梁通道，交通压力较大；七里河桥是七里河区与安宁区连接的主要通道，由于修建时间为50年代，且桥梁需加固维修，现已禁止通行，使原来经由七里河桥的部分车辆改道通过小西湖桥或城关桥绕行，这也是导致城关桥和小西湖桥交通量增长的原因之一；银滩桥和西沙桥距离市区相对较远，交通量不是很大，主要以货车通行为主。从整个城市的南北交通来说，由于城关桥、小西湖桥、雁滩桥、七里河桥位于城区，跨河交通量大，其中又以城关桥为主要交通瓶颈。2.3 机动车发展现状 截

27、至2010年9月9日，全市机动车保有量达到373701辆，机动车驾驶人员达到355291人。 机动车保有量从1998年的77584辆到目前的373701辆，12年增长了4.8倍，仅今年前8个月内新增45322辆，平均月增5665辆，增长速度很快。 随着社会经济的发展、收入水平的提高，未来兰州市机动车保有量的增速将更快。兰州市区各类机动车历年变化如表2-1所示。 表2-1 兰州市机动车保有量发展情况年份20032004200520062007200820092010机动车总量（万辆）1516.318.223.226.0728.933.235.8增长率8.67%11.66%2747%12.37%1

28、0.86%14.88%根据表1可以看出兰州市机动车以高于10%的增长率增加，自2006年机动车骤增后开始以平稳的速度增长，这比较符合兰州市是中等发达城市的特征。2.4 公共交通现状1.公交现状兰州市公交集团现有运营车辆2130辆，其中实行IC卡的为1800多辆，运营线路92条。日均运营17800多圈次，线路总长度1076公里，日客运量160多万人次，年客运量近6亿人次，年客运里程达17559万公里。随着公交车辆的智能化水平和服务水平的逐步提高，公交出行比例呈逐年提升趋势，最新调查数据表明城市居民选择公交出行的比例达28.61%，公共交通在市民出行中起着举足轻重的作用。全市公交往返线网总长度达到

29、1176.5公里，基本覆盖了兰州市区，并向城市周边的乡镇，如阿干镇、大沙坪等地方延伸。但公交线网主要集中在中心城区；尤其是西津东路，据统计共25条公交线路，占所有公交线路的22%。外围公交线网较为稀疏。 公交线网总体布局表现为：（1）城关区内公交线路主要集中在中山路、庆阳路、东岗路、民主路、南滨河东路、定西路、天水路、平凉路、皋兰路、金昌路等干道上，一些支路上如会宁路、定西北路、正宁路等几乎没有公交车辆通行。（2）七里河区公交线路主要集中在西津路、敦煌路、安西路、南滨河路等主、次干道上，有的支路几乎没有公交车通行，尤其是铁路以南公交线路布设较少。 （3）西固区的公交线路主要布设在西固路、福利路

30、以及先锋路等西固区主干道上，而西固路以北的大部地区为石化厂区，基本上没有公交线路的布设。 （4）安宁区的公交线路主要布设在安宁西路、安宁东路等安宁区主干道上，公交线路布设比较单一。截至2012年12月，兰州快速公交已经投入使用。目前兰州BRT线路中共设15个站点，分别是：刘家堡广场，世纪大道，桃海市场，费家营，安宁区政府，兰州交通大学，政法学院，西北师大，培黎广场，十里店，幸福巷，七里河黄河桥北，七里河黄河桥南，兰州四中和兰州西站，设立了15个中央岛式乘车站台。其中，刘家堡广场站至西北师大站为八座单个站台(即刘家堡广场站、 世纪大道站、桃海市场站、费家营站、安宁区政府站、兰州交通大学站、政法学

31、院站、西北师大站)，均设有地下过街通道。培黎广场站为对开式站台。十里店站至兰州西站为错位式站台，6对12个(即十里店站、幸福巷站、七里河黄河桥北站、七里河黄河桥南站、兰州四中站、兰州西站)。全线共设置过街天桥三座(即十里店站、七里河黄河桥北南侧站、兰州西站南侧站)。设置地下过街通道八处(即刘家堡广 场站西头至西北师大站)。设置斑马线平面过街七处(即刘家堡广场站东头、培黎广场站、幸福巷站、七里河黄河桥北北侧站、七里河黄河桥南站、兰州四中站、兰 州西站北侧站)。设置普通公交可以进入BRT站站台的共有七处(即兰州西站、兰州四中站、七里河黄河桥南站、七里河黄河桥北站、幸福巷站、十里店站、培黎 广场站)

32、。鉴于目前部分过街天桥暂未修好的实际，部分站点将临时采用平面过街的方式进站。根据兰州公交集团“一主六辅”分部实施的线路计划，取消了3路和310路线，现有B1线路从刘家堡开始到西站结束，另外有6条公交线路：121,72,15,131,118,59先后与BRT实现同站台免费换乘。2.出租车现状目前，兰州市全市运营出租车为6738辆，出租汽车企业为26户。兰州市全市出租车实行昼、夜双班制，全天运营时间在20个小时左右。其中，白班运营10-12小时，夜班运营7-10小时，平均每辆出租车日运营里程为300-350公里，平均载客距离5公里左右。3.停车场地现状目前，兰州市的停车设施比较匮乏，不能满足现有停

33、车需求。由于历史原因，兰州市对停车场规划、建设力度不够，造成很多建筑未配建停车场，即使配建了地下停车场也有部分挪作它用。公共停车场停泊车位更是不足，导致车辆无处停放，迫使其在路上巡泊，从而增加道路交通压力。 以南关什字周边停车现状为例（2010年7月），酒泉路现有公共停车场泊位数222个，配建停车场泊位数278个，共有停车泊位数500个；庆阳路有公共停车场泊位数544个，配建停车场泊位数296个，共有停车泊位数840个。停车供需矛盾十分突出。2.5 兰州市公共交通线网规划1. 公共交通网发展规划目前，兰州市2011年城乡基础设施投资计划草案已编制完成，除保证北环路、南山路、“三桥”和新区建设等

34、影响城市长远发展的重大项目外，原则上不上新的项目。计划内容涉及道路桥梁建设、供水、燃气、集中供热、园林绿化、轨道交通、兰州新区建设等8个大类共119个项目，其中城市基础设施建设项目投资达170亿元。据悉，兰州市城乡建设局按照近期、中期、远期三个阶段的时间安排，正式上报了第一批凝练的67个城建项目，其中近期23个、中期27个、远期17个。目前，兰州公共交通项目规划得到国家批复，兰州市公共交通项目进入实质性实施阶段。根据兰州市城市交通建设规划，兰州市交通网有两个层次：中心城区线网和市域线网。其中，中心城区交通线网由1号线、2号线、3号线3条线路组成，线网总长约82公里，其中地面及高架线路约35公里

35、，地下线约47公里，全线网设车站64座，其中高架站25座，地下站39座。而市域线网用以解决市域内中心城区与外围组团之间的联系，由中川线、榆中线、青什线组成，总长约120公里。两个层次互为补充，形成一个密不可分的、统一的、全局性的公共交通网络。根据兰州市城市轨道交通建设规划，兰州市2011-2020年公共交通的建设任务是先对1号、2号线分期实施。其中1号线（东岗-陈官营），线路长26公里，设车站21座；2号线一期（雁北路-南关什字段），线路长10.5公里，设车站9座。力求用10年的时间，在中心城区构建一条贯通东西总长36.5公里的公共交通线路。时间安排是：2011-2016年，先进行1号线一期工

36、程，即东岗-土门墩站，长18.5公里；2012-2016年进行2号线一期，即兰州站-南关什字，长4.5公里；2015-2018年，1号线二期工程，即土门墩站-陈官营，长7.5公里；2017-2020年，2号线二期：雁北路-兰州站，长6.0公里。2. 各线路具体走向（1）1号线陈官营直达东岗镇1号线西起陈官营站，途径崔家大滩、营门滩、马滩、西客站、西关什字、东方红广场、东岗镇，线路全长约26公里。其中地下段约23公里，高架及地面段约3公里，共设车站21座，高架站3座，地下站18座。1号线是兰州市从西向东的一条主干轨道交通线路，东西向贯通了兰州市一条东西大通道，线路基本走向沿既有主客流走廊布设，连

37、接了西固组团、七里河组团、东岗组团等主要功能区块以及西客站和五里铺批发市场等大型客流集散点。1号线与线网中的其他各线均有换成，主城区内各方向的客流可通过1号线实现快速便捷的疏散沟通，在主城区范围内均以地下线铺设。（2）2号线安宁穿西客站直达雁滩2号线西起安宁区元台子，途径西客站、理工大学，沿庆阳路经东方红广场，再沿平凉路经过火车站，线路过公交五公司站后转向北沿瑞德大道直至雁北路。2号线线路全长约32公里，其中地下段17公里，地面及高架段15公里，设车站27座，高架站12座，地下站15座。2号线主要是连接整个安宁组团、七里河组团与雁滩组团，并在城市蜂腰地段形成东西第二通道的一条轨道交通线路，线路

38、在东、西两端基本走向沿既有主客流走廊布设，连接城市副中心与城市核心区，把安宁组团、七里河组团和雁滩组团以及既有火车站联系在一起，实现贯通运营。（3）3号线五泉山穿河连盐滩3号线起于五泉山广场，由火车站西路向西转向白银路，经中山路与1、2号线形成换乘后，下穿过黄河至盐场堡，而后线路又东转穿过黄河沿着雁滩组团的雁北路布设，最终到达和平镇，线路全长约24公里，其中地下段7公里，地面及高架段17公里，共设车站16座，高架站10座，地下站6座。3号线是沟通城关区黄河两岸的一条轨道交通线路，连接了城关组团、盐场堡组团和雁滩组团。（4）中川线中川线是兰州-中川-张掖城际铁路的组成部分，目前甘肃省和铁道部已签

39、署相关建设协议，计划2011年开工建设兰州-中川段。中川线起自兰州市铁路西客站，沿既有铁路通道途经秀川、陈官营、福利区、西古城，出城区后过黄河、经沙中片区沿机场高速路至中川机场，线路全长约63公里。（5）榆中线榆中线起自3号线末端和平东站，向东经定连片区，至榆中县城后向东北转至夏官营大学城，线路长约40公里。（6）青什线青什线起自3号线联合大学站，向北越过黄河，经青白石开发区向北终止于什川，线路长约17公里。3 出行行为理论、分析方法以及影响因素分析上文通过对兰州市路网以及交通现状的分析，让我们对整个城市的交通情况有个大致的了解，接下来我们将对影响居民出行行为的因素进行分析，通过出行行为理论的

40、阐明以及对分析方法的介绍，为下文建模求解奠定了良好的理论基础。3.1 影响居民出行的因素分析影响居民出行的活动类型、出发时间、出行方式等选择的因素有很多种，可依据居民的个人属性、出行属性、家庭属性及交通服务设施水平等因素进行分析。下文选择主要的影响因素进行剖析 毛保华等，交通规划模型及其应用M.中国铁道出版社，2003。3.1.1 个人属性个人属性指的是出行者的个人特征，其中主要包括有出行者的年龄、性别以及职业。这些因素对居民出行选择具有很重要的影响。1、出行者性别性别的不同，会让出行方式的选择也有所差异。一般而言，女性的出行频率会高于男性，生活类的出行也会明显高于男性。男性一般以工作出行为主

41、要目的。性别特征在交通工具上的选择也表现得差异分明：一般情况下男性在机动车的利用率上较女性高，女性主要以步行和公共交通方式出行。这主要原因是因为女性对于出行的安全性要求比较高，所以女性倾向于选择安全系数高、比较稳定的出行方式。2、出行者年龄出行者因年龄的不同，对出行方式的选择也有所不同，根据相关的研究表明，老年人和未成年人主要选择以步行和公共交通为主要的出行方式，年轻人、中年人以机动车为其主要出行方式，中青年人的出行次数明显高于其他年龄段的人群。3、出行者职业出行者职业的不同，会导致出行的特点、习惯和需求有所差异，因此所选择的出行方式也会有不同的差异。根据相关研究表明，上班、上学的出行者主要以

42、公交和步行为主；家庭劳动者、退休人士则以步行为主。3.1.2 家庭属性家庭属性主要包括了家庭收入、家庭儿童的数量以及家庭交通工具拥有的数量等情况。1、家庭收入家庭收入的高低对于家庭出行方式的选择有着很大程度的影响。因为家庭的经济收入水平决定了居民出行的出行成本。经济收入较高的家庭通常对出行费用不太过于关注，注重的是出行效率以及舒适度。而家庭收入较少的居民对于出行的费用则较为敏感，更加多地选择公共交通等价格较为低廉的出行方式，但是由此而来的是效率的降低。2、家庭儿童的数量家庭儿童的数量对出行活动的类型会产生影响，家庭有上学的儿童，就有可能需要大人的接送，因此在出行过程中会产生非工作类型的链接活动

43、，同时相应的也会对出行的出发时间产生一定的影响。3、家庭拥有交通工具的数量家庭是否拥有交通工具、拥有交通工具的数量对于居民出行的选择也有很大的影响。拥有私人小汽车的家庭出行一般会优先采用小汽车出行，类似的拥有自行车的家庭在出行的时候也会优先考虑使用自行车。交通工具拥有的数量越多，采用相应的交通工具出行的概率也就会越高，由此而来带来的不同选择也会对出发时间的选择产生相应的影响。3.1.3 出行属性出行属性包括出行目的、出行距离等多个方面，出行弹性程度的不同，选择的交通方式以及出发时间也会有所不同。当出行距离较远的时候，机动车就作为居民的主要出行方式，与此同时出发的时间也会相应的较早；当出行距离较

44、短的时候，步行、自行车就作为居民的主要出行方式，出发时间也会相应的较晚。因此可知出行属性对于出行者出行行为的选择也有影响。1、出行距离出行距离指的是居民在一次出行的过程中从出发点到目的地之间的距离。不同的出行方式所对应的出行距离也会有所不同，这种差异在机动车与非机动车之间表现的尤其明显，根据出行距离的不同选择适宜的出行方式和时间，是居民每次出行前都必须思考的问题。2、出行目的出行目的指的是居民出行活动的目的。由于出行者的出行目的的不同，对不同出行方式选择的倾向也会有所差异。比如工作、上学的出行者对于时间的要求就比较高，这就要求必须采用较为快捷的出行方式，出发时间也会相应比较早；生活、娱乐等休闲

45、方面的活动对于舒适度的要求比较高，这就要求在选择出行方式的时候将舒适度的选择放在首位，出发时间较其他出行方式也较晚。3.1.4 设施服务水平交通设施的服务水平包括了出行费用还有出行时间等因素。1、 出行费用出行费用指居民出行时所花费的成本。出行的费用对居民出行时选择交通方式有重要的影响。某种交通方式出行的费用较高的话，部分居民会选择以其他交通方式出行。例如，采用公交车出行费用较高的情况下，居民会更倾向于采用自行车或步行出行。2、 出行时间出行时间是指在完成出行活动时所花费的时间总和，包括换乘时间、候车时间、车内时间等。由于居民对出行时间较为敏感，因此在出行方式和出发时间选择方面通常将出行时间作

46、为重要考虑因素。例如：出行时间越长，居民出行时对出发时间也有相应的要求，同时也会选择便捷的交通工具出行。出行时间短的居民一般采用步行或自行车方式出行。3.2 出行行为分析基本理论3.2.1 消费者行为理论消费者的消费行为是指消费者由于对产品需求，为获得商品而做出对商品购买的决定、修改购买商品方案、完成购买商品过程的行为。消费者消费行为过程不仅能反映出消费者购买产品时的心理思想活动过程，而且也反映出消费者在购买的过程中采取购买行动、产生方案、解决问题的全过程，其影响因素是多方面的，主要包括社会的、经济的、历史的等的因素。消费者行为分析的基本问题是在已知商品价格及其收入的情况下，如何合理的根据其收

47、入最大限度的购买消费者所急需的商品。因此，可以通过运用效用函数的概念，根据效用最大原则，将有限的支出用于购买所需要的商品，合理地做出消费决策王翼.经济系统的分析预测与控制M.中国城市出版社，2001:34-47.。消费者的选择行为可以用式3-1的模型表示: （式3-1）式中：p-购买商品的价格；q-购买商品的数量。如果将上述消费者的选择行为模型进行扩展，应用于出行者个体对于出行活动的选择。假设出行者个体从出行活动受到了时间和费用两个因素的限制，则可通过下面式3-2的模型进行确定。 （式3-2） ； ； 其中：-时间限制；Y-成本控制；-从事活动的成本；-活动i的持续时间；-活动i的出行距离；-

48、活动i的次数；-停留在家中的时间；G-活动无关的其他费用。3.2.2 随机效用理论在经济学理论中效用是指消费者在消费选择的过程中心理上获得的愉快，或者得到需求的满足李翀.现代西方经济学原理（第三版）M.广州：中山大学出版社,1999.8。在个人面临选择时，不同的人由于其个人因素、家庭因素、社会经济因素的影响，对同样的事物会做出不同的选择。在居民出行行为中，居民出行的选择与消费者在消费的过程中面临的选择情况有类似。随机效用理论通常认为效用是一个随机变量。通常效用函数U由确定项和随机项两部分组成，同时假设确定项和随机项两者之间呈线性关系关宏志.非集计模型交通行为分析的工具M.北京：人民交通出版社,

49、2004:26-60。出行者选择交通方式j的效用； （式3-3）式中：-出行者选择交通方式j的效用函数中的确定项;-出行者选择交通方式j的效用函数中的随即项。因此根据效用最大化理论，出行者n选择方案j的概率为 （式3-4）其中， 同时，效用函数可以通过多种函数形式表达，目前常用的表达形式是采用线性函数作为效用函数的表达形式陆化普.交通规划理论与方法(第2版) M.北京：清华大学出版社.2006.12，公式如下式3-5所示： （ （式3-5）其中：-为未知参数向量，；-个体n在选择方案i的特征变量；-待定系数；-个体n在选择方案i的第k个变量的特征值。出行者个体的出行选择行为过程是一个动态的选择

50、过程。根据随机效用理论式3-3可知，为随机误差项，是反映出行者个体效用数值和实际情况的效用的偏差，当随机误差的偏差达到了一定程度时，出行者的出行选择行为就可能会改变。同时，出行者面对同等效用的情况下，但在一些不确定因素的影响下，出行者也会根据实际的情况做出改变出行选择的行为。3.2.3 前景理论前景理论(Prospect Theory)是通过期望值理论和期望效用理论发展而来的一种描述性范式的决策模型 Dkahneman,Tversky.A prospect theory:An analysis of decisions under riskJ. Econometriea,1979.47:313

51、-327，由2002年的诺贝尔经济学奖获得者，心里学家Kahneman 和当时一起研究的 Tverskey 共同提出的。他们提出的前景理论认为决策者一般在做出决策时并不以期望效用最大化为原则做出选择决策，当面临获得利益时大多数决策者都非常谨慎，不愿冒风险；而面对失去时大多数决策者却很不甘心，选择冒险。通过研究，他们归纳总结了前景理论的三个特征：（1）多数人面临收益的时候是风险规避的；（2）多数人面临损失的时候是风险追求的；（3）人们对于损失比获得更敏感。前景理论是从经验观察中得到的描述性决策理论，用来描述决策者的真实的选择行为；而期望效用理论是通过归纳的方式从逻辑上推理的具有公理性的理论，描述

52、决策者理性的选择行为。两种理论都有其合理性及实用性，都不可或缺。期望效用理论能比较准确的表达简单比较明确的决策问题，但一旦决策问题比较复杂后，就需要内容更为丰富的模型进行解释董英荣.通勤者通勤活动安排预测研究:D.吉林：吉林大学.2011。在出行的行为选择过程中，居民不仅要根据个人属性、家庭属性和交通环境以及出行的目的等情况下做出判断估计和决策，而且也要对未来的状态进行判断估计和决策。但由于交通问题是一个典型的不确定性问题黄中祥，贺国光等.对交通系统不确定性的思考J.长沙交通学院学报,2002.，每个决策者都无法对未来进行准确的估计和预测，同时居民在出行的过程中进行的决策也存在着很大的不确定性

53、。因此前景理论被用来描述不确定性下的居民出行时出行行为决策选择。通过三种基本理论的分析，我们将三种理论综合运用于出行者出行行为模式的分析，将结果用模型模拟并求解。3.3 出行行为分析方法3.3.1 基于出行链的出行行为分析方法由于传统的出行行为分析方法以单次出行为作为分析单位，存在着缺陷，因此，一些学者在考虑了时空约束、家庭情况、个人情况等因素的前提下开始以出行链为分析单位，研究分析出行者出行行为。对出行链的研究，最早是以研究分析消费者基于家的出行，在多个商店购买商品的出行行为开始的。20 世纪 60 年代，开始将出行链的概念运用到其他领域中进行研究分析，但对出行链中各个出行之间的相互关系的研

54、究未能引起重视。随着社会经济的发展，人们的生活水平在不断提高，人们对于出行的需求越来越高，出行的频率越来越大。同时，家庭收入的增长使得许多家庭有能力购买小汽车，小汽车在家庭中的普及使出行者出行的范围和活动的空间不断扩大，出行行为变得越来越复杂、多样化。因此，出行者为了在出行过程中减少其出行时间，距离等出行成本，多愿意采取出行链的形式进行出行活动。 2 31 2 3 4 5 6 1 4图3-1 居民出行非链接形式 图3-2 居民出行链接形式图3-1、图3-2是表示居民采用非链接出行和链接出行参与的三种活动，如果居民以非链接形式出行，则需要 6 次出行才能完成三种活动，但以链接方式出行，只需要 4

55、 次出行就能完成三种活动。这说明了居民出行采用链接方式出行时，能节省出行的成本，降低出行次数，有利于使出行过程的效用最大化。出行链的出行分析方法认为居民日常的行为活动是相互关联的，出行的目的就是为了实现某一活动，因此实现这些行为活动的出行也是相互联系。同时，该方法从出行活动的个人自身条件、家庭结构、时间空间的约束等因素考虑了出行行为活动，在分析研究出行活动的过程中包含了大量有关出发时间、出行时间、出行距离、出行方式和活动类型的出行信息。因此，研究基于出行链的出行分析方法，能更深入地对居民出行行为及特征进行研究陈团生.通勤者出行行为特征与分析方法研究:D.北京：北京交通大学.2007。3.3.2 基于活动的出行行为分析方法基于活动的出行行为分析方法是通过研究分析出行和活动相互联系而逐渐发展起来的分析方法，其主要经历了三个发展阶段。1、 第一阶段该阶段将出行行为现象作为单纯的现象，对出行所需要的时间有详细的记录和描述，但一