家庭日常活动-出行行为交互机理及决策过程建模

The joint decision-making behaviors such as companion, substitution, complementary exist in family activities due to the household members’ interdependence. Ignoring the interactions between household members, most studies on travel behavior take individual as decision-making unit in which resulted a weak explanatory power for forecasting models. Introducing the role analysis of social network approach to time-geography theory which focuses on studying of spatiotemporal behavior, this project constructs a decision-making model, for both decision procedure longitudinally and members’ interaction horizontally, dissects intra-household interactions mechanism from the perspective of outside space-time constraints and internal family relationships to reveal the evolution rule of household daily activity-travel behavior. The main contents of this project include: (1) To propose a method for recognizing and expressing the process of intra-household members’ interactions based on the spatial-temporal information;(2) To build interacting networks with household roles which measure the important of members in household structure;(3)To model an interaction mechanism among external constraints, intra-relationship and interaction behavior, revealing the complicated cause-result relationship of intra-household interactions;(4)To re-express the activity-travel chain using three dimensions of spatiotemporal and intra-relationship, establishing a rule-based hybrid simulation model for activity-based travel of joint decisions process in household daily. Our project will reveal the mechanism of household daily activity decision-making from the perspective of interactions between household members in space-time, which can compensate the deficiencies in activity analysis approach and provide scientific decision support for transportation polices making, implementation and evaluation.

由于成员间的相互依赖性，家庭活动中普遍存在陪伴、替代和互助等联合决策行为。既有出行行为研究多数以个体为决策单元，很少审视家庭成员间交互作用，导致模型解释力不强。本项目拟引入社会网络中的角色分析方法，结合时间地理学的时空行为研究手段，从行为时空制约和家庭关系网络两个层面来剖析成员间交互机理，构建既包括纵向决策序列又兼顾横向成员交互的行为决策过程模型，揭示家庭日常活动-出行行为演化规律。主要内容包括：成员时空行为交互过程的表达与识别；成员角色重要度测度与家庭交互网络构建；外部约束、内部关系与交互行为的互动机理模型构建；从时间、空间和关系三个维度重新表达个体活动链结构，建立基于规则的混合仿真模型，模拟家庭日常活动-出行决策过程。项目将从时空约束下成员交互关系角度揭示家庭日常活动决策机理，预期成果能够丰富和扩展出行行为的研究理论和分析方法，为制定和评估交通政策提供科学的决策支持。

随着交通设施建设趋于饱和，城市交通发展开始由增量为主向存量优化转型，行为研究成为城市交通领域的热点问题，剖析行为背后决策机制对精细化交通需求管理及交通政策的制定具有重要的意义。在此背景下，本项目选择家庭作为研究对象，依据活动理论、社会网络理论等，借鉴时间地理学对行为的时空间研究手段，基于曲靖市2015年居民活动日志数据和昆明市2016年居民出行调查数据，从家庭成员活动-出行交互的角度，开展的主要工作及取得的研究成果如下。第一，交互行为时空模式识别方法。基于时间地理学中的时空路径理论和时空棱柱理论，强调家庭对个体活动出行决策行为的影响，提出了家庭活动模式生成模型，并结合Visual Studio 2010和ArcEngine，利用C#作为开发语言，实现了在统一的时空约束下直观分析家庭活动出行行为模式及成员间的时空交互关系，实现了家庭联合活动出行的识别，并结合2015年曲靖市居民活动日志数据进行了实证研究。第二，家庭内部成员交互行为机理分析及建模。建立了迁居居民日常活动-出行行为选择机理模型、老年人对家庭成员出行决策影响机理模型、城市就业女性日常活动-出行决策机理模型。第三，决策过程建模与仿真，以时空制约和交互关系间的互动机理为关键，建立基于规则的计算过程模型，以昆明市2016年居民出行调查数据为基础，设置四种不同的场景，仿真典型家庭和典型交互活动的决策过程。第四，主要成果。引入社会网络理论，将个体行为放在具体的关系网络中，通过研究家庭网络结构来剖析成员间相互作用。从时空制约和交互网络两个层面入手研究交互行为，融合了外部环境对成员关系的影响以及成员关系对交互行为的影响机制，比单纯从时空制约或效用最大化角度给出的解释更有说服力。结合基于规则的计算过程模型和仿真技术，把交互机理内置到家庭日常活动-出行决策过程的微观仿真模型中，构建出既包括决策序列，又兼顾成员交互的活动-出行决策模型，使得对活动-出行行为的建模更为完整、精细。