基于行为复合分析的出行时间可靠性评估方法研究

以交通系统不确定性供给和随机性需求的相互作用关系为出发点，研究导致道路服务能力退化及出行需求随机变化的主要影响因素，通过问卷调查对出行者选择行为进行复合分析，探讨社会经济特征、行为习惯、路网知识水平及诱导信息对出行选择行为的综合影响，进而分析交通需求随机变化规律及模式。以行为复合分析理论及系统可靠性理论为基础，对出行时间可靠性（TTR）和活动模式进行交叉影响分析，利用有理近似技术对TTR进行快速估计，建立基于人口统计特征的TTR结构方程模型，并进行实证研究。建立基于出行行为复合分析的TTR评估模型，提出适用的TTR优化方法，构建动态评估仿真环境，对模型及算法进行有效性分析及关键参数的标定。最后，将本项目研究的理论成果及方法与实际应用相结合，从TTR角度设计公交调度优化方法，分析交通诱导信息服务带来的消费者剩余，对本项目研究成果实际应用价值进行检验。

日常交通状况下更为稳定可靠的城市交通系统服务水平日益成为出行者和管理者的迫切需要。城市交通系统的运行状态取决于路网的供需条件，而路网在日常条件下的供需具有很强的随机性，给交通系统的应变性规划及管理带来一定的困难，采用交通系统出行时间可靠性等概率型评价指标来分析和研究城市道路交通系统服务能力显得更加必要。本项目以行为分析理论为指导，从交通供需关系入手，研究供给的不确定性与需求的随机性模式及规律，分析不同特征属性出行者群体的出行行为对出行时间可靠性的影响；研究交通网络出行时间可靠性分析的方法与技术，基于前景理论及有限理性等建立多方式出行的可靠性计算模型；设计适用的城市交通系统出行时间可靠性优化方法，结合仿真方法进行实证分析，为改善和提高交通网络出行时间可靠性水平提供有实际参考价值的模型和方法。项目完成的主要工作包括：采用贝叶斯网络分析不同风险偏好的出行者在考虑行程时间可靠性条件下的路径和出发时间选择等决策行为，进而将出行时间可靠性融入出行者广义出行成本中，建立交通流分配模型，分析总结出出行时间可靠性对交通网络供需均衡的影响机理和方式；根据路段交通流畅通、拥堵及饱和等不同状态下的特征及模式，采用不同的路段行程时间分布函数来描述行程时间的动态演化规律，采用实际交通数据对各种行程时间分布函数进行了参数估计和拟合检验。应用流体动力学理论构建了随机交通流偏微分方程，以此为基础采用概率密度演化理论构建了行程时间可靠性动态预测模型，采用上海某高架道路的实际交通数据对模型进行了参数拟合和有效性验证；在课题组自主开发的交通网络仿真平台STEPS中设计实现了出行时间可靠性评估功能和模块，可以方便准确的评估交通路径或网络的出行时间可靠性水平。本项目的主要成果都可以为分析评价交通系统出行时间可靠性、探索可靠性分析与改善策略提供理论支撑和方法参考，为保障稳定可靠的交通网络服务水平奠定良好的理论及方法基础。