公交动态信息服务下的通勤者出行行为建模和仿真研究

摘要

优先发展公共交通已成为社会共识。积极改善公交服务质量，提高公交出行分担率，能有效地缓解城市交通拥堵，减少交通污染排放，从而有力推进城市交通结构向着公交主导型转变。随着我国城市公交系统信息化建设的深入发展和公共交通优先战略的实施，公交动态信息服务被视为提高公交服务质量和使用率的重要努力方向，渐受重视。然而，目前缺乏分析公交动态信息服务对公交系统影响的方法和手段。因此，本文开展公交动态信息服务下的通勤出行选择行为建模与仿真研究，从而定量分析公交动态信息服务对公交系统影响。本文按照调查、效用分析、多智能体建模、公交通勤出行行为仿真的思路顺序依次开展研究。
　　基于SP调查方法，实施了公交动态信息服务下公交通勤选择意向问卷调查。根据调查数据，分析了受访公交通勤者的社会经济属性、日常公交通勤特征和通勤出行决策的影响因素重要度评价。初步获得了公交动态信息服务下通勤出行选择行为的影响因素。
　　改进了效用函数形式，克服传统效用函数形式不能反映社会经济属性对信息效用感知的影响。运用离散选择模型理论与改进的效用函数，分别建立公交动态信息服务下通勤出发时间选择行为模型和公交通勤线路选择模型，对模型效用参数进行估计、检验，筛选解释变量，进而分析公交通勤出行选择效用。参数估计、检验结果表明:改进的效用函数形式提高了参数检验显著性、拟合优度。效用分析表明:乘坐时间是公交通勤出行选择最重要的影响因素，社会经济属性显著影响公交动态信息的效用感知。
　　本文将智能体建模方法引入公交通勤行为建模中。构建了公交通勤者智能体双层结构，建立了公交通勤者智能体的信息效用感知与通勤决策行为模型。研究了公交通勤出行选择的系统效用评价方法，建立了公交系统管理者智能体模型。提出了公交车辆运行控制规则，建立了公交车辆智能体模型。另外，为协调公交通勤者、系统管理者间的利益，建立了公交通勤出发时间选择协商机制和公交通勤线路协商机制。
　　设计了公交动态信息服务下的公交通勤出行行为仿真流程，重点研究了仿真系统主控制流程。研究了公交线网的计算机表示、仿真情景的构成与组合设计;编程实现了仿真流程的各环节，开展仿真实验。基于仿真结果数据，从线路客流转移效果、迟到百分率与车内拥挤程度、乘客平均出行时间、站点进站客流波动性四个方面分析了公交动态信息服务、通勤协商机制对公交出行的影响。仿真结果分析表明:公交动态信息服务、通勤决策协商机制在部分线路发生拥堵时，能够有效均衡线路客流，降低迟到率，均衡车内拥挤度，缩短乘客平均出行时间，削弱公交出发时间动态信息服务诱增的进站客流波动幅度。

目录

声明

摘要

图目录

表目录

第一章 绪论

1．1 论文研究的背景与意义

1．2 国内外研究综述

1．2．1 国外研究综述

1．2．2 国内研究综述

1．2．3 国内外研究综评

1．3 研究内容及研究的重难点

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究的重难点

1．4 研究方法与技术路线

1．5 论文组织结构

1．6 本章小结

第二章 公交动态信息服务下通勤出行选择意向调查与分析

2．1 公交动态信息下公交通勤者选择意愿调查

2．1．1 调查的意义与目的

2．1．2 调查方法与内容

2．2 问卷设计与调查实施

2．2．1 调查问卷设计

2．2．2 调查实施

2．3 调查数据描述性统计分析

2．3．1 公交通勤者社会经济属性分析

2．3．2 日常公交通勤出行特征分析

2．3．3 公交通勤出行选择影响因素的重要度评价分析

2．4 本章小结

第三章 公交动态信息服务下的通勤出行选择效用分析

3．1 离散选择模型理论

3．1．1 随机效用理论

3．1．2 Logit模型

3．1．3 二项Probit模型

3．1．4 离散模型参数的统计检验

3．2 公交动态信息下的公交通勤出发时间选择效用分析

3．2．1 公交动态信息下公交通勤出发时间选择多项Logit模型

3．2．2 模型的效用参数估计

3．2．3 效用分析

3．3 公交动态信息下公交通勤线路选择效用分析

3．3．1 公交动态信息下公交通勤线路选择模型

3．3．2 模型效用参数估计

3．3．3 效用分析

3．4 本章小结

第四章 公交动态信息下的公交通勤行为多智能体建模

4．1 智能体技术发展应用概况

4．1．1 智能体技术

4．1．2 多智能体系统及其在交通系统中的应用

4．1．3 公交动态信息下的公交通勤行为多智能体建模可行性分析

4．2 公交动态信息下的智能体行为模型

4．2．1 公交通勤者智能体模型

4．2．2 信息服务提供者与公交系统管理者的角色整合

4．2．3 公交系统管理者智能体模型

4．2．4 公交车辆智能体模型

4．3 公交动态信息下的智能体协商模型

4．3．1 协商流程

4．3．2 公交通勤出发时间协商机制

4．3．3 公交通勤线路协商机制

4．4 本章小结

第五章 公交动态信息服务下的公交通勤行为仿真研究

5．1 公交通勤行为仿真流程

5．2 仿真实验的公交线网及计算机表示

5．2．1 仿真实验的公交线网

5．2．2 仿真实验公交线网的计算机表示

5．3 仿真情景设计

5．3．1 通勤公交需求的生成

5．3．2 交通拥挤路段及其行程时间变化系数设置

5．3．3 接收公交动态信息服务的通勤者比例

5．3．4 仿真情景组合设计

5．4 仿真结果分析

5．4．1 公交线路客流转移分析

5．4．2 迟到率与车内拥挤度分析

5．4．3 乘客平均出行时间分析

5．4．4 进站客流波动性分析

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 主要研究工作与研究成果

6．2 研究的主要创新点

6．3 研究展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间论文发表与科研情况