實(shí)時交通信息提供對駕駛員路徑選擇行為影響量化分析＊

石 京 陶 立

（清華大學(xué)交通研究所 北京 100084）

智能交通系統(tǒng)（ITS）將信息技術(shù)、電子控制技術(shù)及計算機(jī)處理技術(shù)等綜合運(yùn)用于地面交通管理體系，建立起一種大范圍、全方位發(fā)揮作用，并實(shí)時、準(zhǔn)確、高效、智能化的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng).信息提供和誘導(dǎo)是智能交通系統(tǒng)的兩類服務(wù)［1］，通過車內(nèi)或道路上的信息設(shè)備提供給駕駛員實(shí)時路況信息，以引導(dǎo)駕駛員的路徑選擇行為，在一定程度上優(yōu)化道路系統(tǒng)的通行能力，為緩解道路擁堵等問題起到一定的作用.

1 交通信息提供下駕駛員路徑選擇行為特征分析

交通信息提供下駕駛員路徑選擇決策機(jī)理如圖1所示：駕駛員根據(jù)路徑選擇標(biāo)準(zhǔn)行駛在原計劃路線上，交通信息提供給駕駛員原路線擁堵或出現(xiàn)交通事故等信息，駕駛員結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)和自身對信息的評價，做行車路線調(diào)整.出行結(jié)束后，出行者對出行情況進(jìn)行評價，積累出行情景庫，建立信息接受標(biāo)準(zhǔn).下次出行會搜索以往駕車的情境，根據(jù)信息接受準(zhǔn)則來進(jìn)行路徑選擇決策.

駕駛員在多大程度上受到信息影響，需要通過調(diào)查研究來獲取.本文中采用問卷調(diào)查的方式來獲取.

圖1 交通信息提供下駕駛員路徑選擇決策機(jī)理

2 基于SP問卷的駕駛員路徑選擇行為調(diào)查及分析

2.1 信息提供下駕駛員路徑選擇行為SP調(diào)查

本研究的調(diào)查問卷包括兩方面內(nèi)容，即交通信息影響下駕駛員路徑選擇行為調(diào)查，和交通信息服務(wù)狀況調(diào)查.第一部分內(nèi)容考慮各種因素對駕駛員路徑選擇的影響，影響駕駛員路線選擇的因素很多，包括道路方面的因素、駕駛員個人屬性（包括駕駛員性別、年齡、駕齡等因素）、信息內(nèi)容以及信息服務(wù)狀況等諸多方面.第二部分的調(diào)查通過駕駛員對信息服務(wù)狀況評價、駕駛員接收信息的方式等方面進(jìn)行.對于選擇性回答，設(shè)定五階段或三階段評價，分別對應(yīng)不同程度的選擇水平.

調(diào)查采用網(wǎng)上問卷調(diào)查的方式，調(diào)查對象是駕駛員.這種偶遇調(diào)查方法可以比較方便快捷地得到大量數(shù)據(jù)，節(jié)約成本.清華大學(xué)交通研究所駕駛行為課題組聯(lián)合搜狐網(wǎng)絡(luò)公司于2009年5月26日～5月27日在搜狐網(wǎng)汽車頻道展開了“交通信息對駕駛員路徑選擇行為影響與信息服務(wù)狀況調(diào)查”，最后得到了1 912份問卷，其中有效問卷1 876份.

2.2 調(diào)查數(shù)據(jù)分析

1）實(shí)時交通路況信息的接收方式 在交通信息廣播、路邊可變信息板（variable message signs，VMS）以及交通信息網(wǎng)站等幾種實(shí)時交通路況信息提供方式中，交通信息廣播仍然是目前接收交通信息最為廣泛的方式，有41.6%的駕駛員通過交通信息廣播獲取信息，36.4%通過路邊可變信息板，14.3%通過交通信息網(wǎng)站.

2）駕駛員對交通信息的關(guān)注程度 本研究主要考慮交通信息廣播和路邊可變信息板提供實(shí)時信息下駕駛員路徑選擇行為.在對其關(guān)注程度方面，圖2反應(yīng)了駕駛員收聽交通信息廣播以及關(guān)注信息板的程度，結(jié)果顯示有90.7%的駕駛員收聽交通信息廣播，而經(jīng)常收聽的比率達(dá)62.4%；92.3%的駕駛員對路邊可變信息板表示關(guān)注，69.0%的駕駛員經(jīng)常關(guān)注可變信息板.

圖2 駕駛員對交通信息的關(guān)注程度

3）交通信息服務(wù)質(zhì)量的評價 在對交通信息服務(wù)質(zhì)量的評價方面，分為對交通信息準(zhǔn)確性、及時性以及信息量足夠程度等方面.調(diào)查結(jié)果如圖3所示.

圖3 駕駛員對交通信息服務(wù)質(zhì)量的評價

4）駕駛員選擇行車路線的主要考慮因素 國外研究表明駕駛員傾向于選擇行駛時間短、行駛距離短、路況比較熟悉的路線，這3個因素對駕駛員的影響程度較大［2］，而出行時間的長短往往被出行者看作是最重要的路徑選擇依據(jù).本文調(diào)查駕駛員選擇行車路線的主要考慮因素，統(tǒng)計結(jié)果如圖4，即駕駛員首先考慮行駛時間，其次是熟悉程度，再次是行駛的距離，與國外研究結(jié)果一致.

圖4 駕駛員選擇行車路線的主要考慮因素

5）不同信息內(nèi)容下駕駛員路徑改變傾向比較 本研究探討交通信息提示駕駛員原計劃行駛的道路出現(xiàn)交通事故、出現(xiàn)擁堵以及行駛緩慢時，駕駛員是否會改變行車路線，比較交通信息提供3種不同程度的信息內(nèi)容時的影響.如圖5所示，調(diào)查結(jié)果表明駕駛員對于“交通事故”信息更為敏感，“道路擁堵”次之，對“行駛緩慢”信息最為不敏感.

圖5 不同信息內(nèi)容下駕駛員路徑改變傾向

2.3 主要因素與路徑選擇行為相關(guān)性分析

研究表明，駕駛員年齡、駕齡等與路徑改變傾向的相關(guān)性分析不顯著.與駕駛員路徑改變傾向相關(guān)性顯著的因素有：駕駛員對信息質(zhì)量的評價、駕駛員接收交通信息的頻繁程度、駕駛員能夠容忍的延誤時間等.

1）信息（質(zhì)量）評價的影響 在駕駛員對信息質(zhì)量評價方面，駕駛員認(rèn)為交通信息服務(wù)質(zhì)量越好，則其受到信息影響的程度越大，越容易改變路徑.在對交通信息廣播和VMS的準(zhǔn)確性、及時性、信息量水平評價方面，均存在這樣的規(guī)律.駕駛員對信息服務(wù)總體評價與路徑改變傾向的相關(guān)性如圖6所示.

圖6 信息評價與路徑改變傾向間的關(guān)系

圖6直觀地反應(yīng)了信息質(zhì)量評價與路徑改變傾向之間的相關(guān)關(guān)系.對其進(jìn)行0.05的顯著性水平的雙側(cè)檢驗(yàn)，駕駛員對信息質(zhì)量評價與路徑改變傾向之間的關(guān)系具有統(tǒng)計學(xué)意義，相關(guān)系數(shù)γ為0.405.

2）關(guān)注交通信息程度 駕駛員收聽交通信息廣播以及關(guān)注信息板的程度與路徑改變傾向有一定的關(guān)系，呈現(xiàn)出顯著的相關(guān)性（p＜0.05）［3］.收聽交通廣播越頻繁的駕駛員也越容易受到交通信息的影響而改變路徑，如圖7所示.

圖7 收聽交通廣播與路徑改變傾向間的關(guān)系

3）駕駛員能夠容忍延誤時間 容忍延誤時間方面，能夠容忍更長的延誤時間的駕駛員，則更不易受到交通路況信息的影響改變路徑.只容忍延誤10min以內(nèi)的駕駛員中，60.6%經(jīng)常改變路徑，而能容忍30min以上的駕駛員，經(jīng)常改路徑的只有46.7%.而且兩者的相關(guān)性分析顯著（p＜0.05）.如圖8所示.

圖8 容忍延誤時間與路徑改變傾向間的關(guān)系

3 路徑選擇行為Logistic模型分析

3.1 累積 Logistic模型［4］

累積Logistic模型也稱為序次Logistic模型.累積Logistic回歸定義為

式中：y＊為觀測現(xiàn)象內(nèi)在趨勢，它并不能被直接測量；α，βk為分別為模型中需要標(biāo)定的系數(shù)；xk為模型中自變量；ε為誤差項(xiàng)；K為自變量個數(shù).

當(dāng)實(shí)際觀測反應(yīng)變量有J種類別時（j＝1，2，…，J），相應(yīng)取值為y＝1，y＝2，…，y＝J；并且各取值之間的關(guān)系為（y＝1）＜（y＝2）＜…＜（y＝J），那么共有J－1個分界點(diǎn)將各相鄰類別分開.即：如果y＊≤μ1，則y＝1；如果μ1≤y＊≤μ2，則y＝2，……；如果μJ－1＜y＊，則y＝J.其中：μ1為各分界點(diǎn)值，有J－1個值，且有μ1＜μ2＜…μJ－1.

累積概率用以下公式進(jìn)行預(yù)測

式中：P（y＊≤μj｜x）為表示在x條件下y＊≤μj發(fā)生的概率.

以下各式中的P為發(fā)生概率.屬于某一特定類別的概率可以計算出來

由式（2）可知，事件發(fā)生概率與不發(fā)生概率之比的自然對數(shù)為

此稱為對累積概率P的logit變換.

本研究因變量有3個類別，即路徑改變傾向因變量分為3類：“經(jīng)常改變路徑”為一類，因變量y＝1；“有時改變路徑”為一類，y＝2；“通常不改變路徑”為一類，y＝3.模型包含2個累積logit變換，可按一般公式表示為

式中：αj為各類反應(yīng)變量中截距α與μj的綜合；擬合參數(shù)βk的意義為自變量xk每變化一個單位導(dǎo)致駕駛員改變路徑發(fā)生比提高exp（－βk）倍.

3.2 Logistic模型應(yīng)用

如上所述，本研究Logistic模型包含2個累積logit變換

式（7）與式（8）分別表示經(jīng)常改變路徑對有時改變、通常不改變路徑的對數(shù)發(fā)生比；經(jīng)常改變路徑、有時改變路徑對通常不改變路徑的對數(shù)發(fā)生比.

自變量選取時，需要識別能更好地預(yù)測反應(yīng)變量的自變量，將它們納入模型中.在此，利用SPSS16.0統(tǒng)計學(xué)軟件［5］，篩選對路徑選擇影響顯著的變量，并對擬合的模型進(jìn)行χ2統(tǒng)計量檢驗(yàn).本研究中對交通信息廣播的信息質(zhì)量的評價與對VMS的評價有相似性，考慮交通信息廣播方面的影響.駕駛員對交通信息的準(zhǔn)確性、及時性的評價之間有顯著的相關(guān)性，并對路徑選擇行為影響顯著，只考慮駕駛員對交通廣播的準(zhǔn)確性評價［6－7］.通過上述方法，模型最后考慮每周駕車天數(shù)、收聽廣播頻繁程度、對交通廣播的準(zhǔn)確性評價和能夠容忍的延誤時間等因素得到的模型擬合數(shù)據(jù)最好.并且模型的平行性檢驗(yàn)和擬合程度檢驗(yàn)表明，模型擬合較好.表1是模型計算之后的參數(shù)表.

表1 模型參數(shù)估計表

自變量回歸系數(shù)的Wald檢驗(yàn)，顯著性水平值均小于0.05，很顯著.最后得到的Logistic模型形式如下

式中：p1為駕駛員信息提供下經(jīng)常改變路徑的概率；p2為駕駛員有時改變路徑的概率；p3為駕駛員通常不改變路徑的概率.并且有p1＋p2＋p3＝1；X1為駕駛員每周駕車天數(shù)，X1＝1，2，…7；X2為駕駛員收聽交通信息廣播的頻繁程度，X2＝1為“駕駛員總是收聽交通信息廣播”，X2＝2為“駕駛員經(jīng)常收聽交通信息廣播”，X2＝3為“駕駛員有時收聽交通信息廣播”，X2＝4為“駕駛員很少收聽交通信息廣播”，X2＝5為“駕駛員從不收聽交通信息廣播”.

X3為駕駛員對交通信息廣播的準(zhǔn)確性評價；X3＝1為駕駛員的評價為“很準(zhǔn)確”；X3＝2為“較準(zhǔn)確”；X3＝3為“一般”；X3＝4為“不太準(zhǔn)確”；X3＝5為“很不準(zhǔn)確”.

X4為駕駛員能夠容忍延誤時間的程度；其中：X4＝1為“駕駛員能夠容忍延誤時間在10 min以內(nèi)”；X4＝2為“駕駛員能夠容忍延誤時間在10～20min”；X4＝3為“駕駛員能夠容忍延誤時間在20～30min”；X4＝4為“駕駛員能夠容忍延誤時間在30min以上”.

4 結(jié) 束 語

本研究采用SP問卷調(diào)查的方法對實(shí)時交通信息提供下駕駛員路徑選擇行為以及信息服務(wù)狀況進(jìn)行調(diào)查.對調(diào)查樣本的分析采用描述性統(tǒng)計分析、相關(guān)性分析以及Logistic模型分析相結(jié)合的方式.

在對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行定性和定量分析的基礎(chǔ)上，本文建立了Logistic形式的路徑選擇行為判別模型，從模型可以看出不同屬性駕駛員改變路徑傾向，各影響因素在不同程度上影響駕駛員路徑改變傾向，其能夠?yàn)榻煌ㄕT導(dǎo)方案的制定提供一些參考.本模型擬合時只考慮交通信息廣播的情況，駕駛員對VMS的響應(yīng)情況也類似可以得到.本文提供的研究方法，應(yīng)用時可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r進(jìn)行類似調(diào)查，確定相關(guān)的預(yù)設(shè)情景，得到相應(yīng)的模型形式.

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