随机路网出行者路径选择管理研究

李勍

不确定性在生活中随处可见，以目前的技术还无法准确预测未来。出行作为生活重要组成部分，也同样受到生活中各种不确定因素的影响，未来时间的交通状况总是难以获知。

一、路网不确定性因素

实际交通出行中，路网受到供需和外在环境的影响，在很多方面表现出不确定性，众多学者从不同的角度对路网中的不确定性进行了分析和研究。

黄中祥等给出了交通系统中不确定性的概念，并提出了不确定性问题的分类方法和如何处理该类问题的理论框架。Shao等将路网随机性的来源分为内部因素和外部因素，交通需求的随机波动是导致路网随机性的内部原因，而交通供给的随机波动是导致路网随机性的外部因素。这两部分因素共同作用，使得交通路网呈现出特有的随机性，上述不确定性因素的综合表现结果是行程时间的随机变动。

二、行程时间不确定对出行者路径选择的影响

出行者路径选择的影响因素，首要被考虑的是路径行程时间。实际上，除了行程时间之外，影响出行者路径选择的因素还有很多，如路径的物理长度、相应的收费政策以及道路的拥堵情况等。Li等[3]研究表明，相对于预期行程时间的减少，出行者愿意付出更多的代价换同等比例的行程时间不确定性的减少。调查从实证的角度证明，大部分出行者是风险厌恶的。为了避免出现出行过程中可能遭遇的拥堵或者天气等原因从而导致不能按时到达目的地这种情况，出行者会比预期行程时间提前出发，提高按时到达的可靠性。一般情况下，越是重要的出行，如考试、开会、面试等，出行者通常会选择比平时提前出发，以防因交通拥堵等情况导致迟到。风险厌恶型出行者的行程时间可靠性提高带来的满足感要高于同等程度预期行程时间的减少。因此，众多学者将行程时间可靠性引入出行者路径选择的规则中。

出行过程中，行程时间不确定性是交通供给和需求两方面多种因素共同作用的结果。如，天气、交通事故、大型团体活动等。

交通需求的變化会引起道路常发交通拥堵，对于熟悉路况的通勤出行者来说，根据出行经验可以对其有相对准确的掌握。但是当不可料事件发生时，就会导致路段通行能力随机变动，带来期望之外的交通拥堵，这是风险厌恶型出行者不希望遇到的出行状况。所以，需要准时到达目的地的出行者，如参加面试或考试，通常会比预估行程时间更早出门。在此种假设基础上，学者们提出了一系列行程时间可靠性指标来描述出行者的路径选择规则。

三、基于随机行程时间的路径选择规则相关研究及问题

基于随机变化的行程时间进行路径选择时，常用的方法本质上可以分为两大类。一类是随机占优的方法，另一类是基于均值—方差分析的方法。这两类方法既有区别又有联系，各有所长，并不能简单断定哪一种方法更适合。

在给定不同的假设条件时，两类方法都有各自的优势和不足。

从应用角度来讲，随机占优方法需要知道路径或者路段行程时间的详细分布函数，并且每一个出行者都有具体的效用函数，所以随机占优方法涉及到行程时间的分布拟合以及效用函数的参数估计，这就使得该方法在实际使用过程中较为繁琐的计算过程，使用起来适用性较差。

从计算角度来讲，基于均值—方差的方法计算起来则快捷方便。该方法只需要使用行程时间的两个基本统计量，期望和方差，就可以构建可靠性评价指标。期望和方差是统计类指标，可以通过样本计算获得，过程方便简单。因此，该方法计算简单，适用性较强，近些年得到了广泛使用。但是，该类路径选择指标，不能合理描述出行者的风险偏好程度，也有其应用局限性。

四、未来研究方向展望

基于期望效用理论、期望—标准差理论等不确定条件下出行者的路径行为理论都存在不足，为了解决这类问题，建议出行者路径选择行为模型应从以下方面进行综合考虑：

（1）结合出行者出行心理因素和行为因素，改进现有理论，提高模型适用性。随着行为学和心理学发展，出行者非理性因素在路径选择行为中得到重视，应在模型中加以体现。

（2）提高模型的计算效率。大规模交通行为的研究对路径选择模型的计算效率提出较高要求。

（3）推进交通大网络实证。交通监控设备技术发展，为交通出行研究提供大量数据，相关数据分析成为重要研究方向。（作者单位为北京交通大学，交通运输学院）