非理性視野下網路交通流演化規律研究

《非理性視野下網路交通流演化規律研究》是依託北京工業大學，由關宏志擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：非理性視野下網路交通流演化規律研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：關宏志
• 依託單位：北京工業大學

項目摘要

要有效解決道路交通擁堵、交通安全以及大氣環境污染等問題，需要把握交通需求的產生及演變規律。以往關於交通需求預測的研究，多是基於出行者完全理性。即，出行者嚴格遵照廣義費用最小（或者效用最大）的原則，在各種選擇肢中做出選擇。研究成果表明，人們並非總是完全理性，非理性的選擇行為普遍存在。這些研究成果提醒我們，應該在出行者非理性條件下，重新審視出行者的選擇行為及這種條件下的網路交通流演化規律。 本研究假設出行者只有有限理性。在此假設前提下，基於行為實驗、期望效用及非線性動力學等理論及方法為基礎，研究出行者非理性程度和選擇行為的關係，以及這種條件下的選擇行為對網路交通流演變規律的影響。其中，以行為經濟學及期望效用理論為基礎，研究出行者理性程度的量化問題，並構建出行者的非理性行為預測模型。最終運用非線性動力學，構建非理性視野下的交通網路演化模型，研究交通出行者非理性行為對整個巨觀交通網路運行的演化過程

結題摘要

交通信息是反映和調控交通需求的重要手段。出行者可以利用計算機網路、手機APP等方式快速獲取相關信息輔助出行決策。雖然一些軟體（如百度地圖、高德地圖等）可以提供預測行駛時間，但由於出行者對信息的信賴程度以及自身偏好等原因，其選擇的路逕往往並非推薦的最優路徑，從而表現出並非絕對的理性。這些選擇行為最終表現為道路交通流及其逐日的演化過程。因此，研究出行信息提供下出行者有限理性決策過程，以及其對網路交通流的影響，對準確預測交通需求、把握交通流規律、合理制定交通政策大有幫助。首先，在分析總結國內外相關研究成果的基礎上，從有限理性的角度出發，以手機地圖路況信息發布形式為研究對象，利用程式語言編寫路況信息模擬軟體，實現與實時路況信息顯示較為接近的實驗場景，並進行兩組實驗（只考慮路況信息；考慮路況信息與其他交通信息），分析各場景下出行者路徑選擇行為特徵，研究其有限理性選擇行為。據此鬆弛傳統logit模型效用最大化假設，建立了有限理性下的logit模型，提出了模型參數的標定方法，分析了模型特性，為量化不同理性程度下的選擇行為提供了方法。隨後，在假設出行群體有限理性的基本前提下，基於非線性動力學理論和Agent仿真，建立了有限理性群體逐日動態交通流演化模型。探討了網路交通流逐日演化的穩定、分岔、混沌現象與出行群體理性程度之間的關係。同時，在基於有限理性視野下逐日路徑演化模型中引入擁堵收費政策，建立了擁堵收費條件下的有限理性逐日動態交通流演化模型。提出維持系統穩定的擁堵收費費率臨界值確定方法，通過數值實驗計算得到最優擁堵收費費率。通過以上研究，揭示信息提供下有限理性群體的路徑選擇規律、交通流演化規律，以及擁堵收費政策對理性程度不同的群體所構成的交通流的干預效果。研究成果可為交通需求預測、擁堵收費政策實施提供更加合理準確的理論依據。