交通信息對(duì)出行者路徑選擇慣性行為的影響

劉 凱，周 晶，徐紅利，徐 媛

（南京大學(xué) 工程管理學(xué)院，南京 210093）

出行者是城市交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，城市交通系統(tǒng)本質(zhì)上是由大量個(gè)體出行行為聚集形成的宏觀系統(tǒng)。出行者的路徑選擇行為影響了城市交通流的分布情況，進(jìn)而影響了城市道路建設(shè)等一系列問題。傳統(tǒng)對(duì)出行者路徑選擇行為的研究通常假設(shè)出行者是完全理性的[1]，但是，研究發(fā)現(xiàn)，即使在出行選擇中引入少量隨機(jī)因素，出行者的實(shí)際選擇行為與完全理性假設(shè)之間產(chǎn)生了各種矛盾[2]。因此，研究表明，出行者的路徑選擇行為通常呈現(xiàn)出有限理性[3-5]。

選擇慣性行為體現(xiàn)了出行者路徑選擇的有限理性。選擇慣性降低了出行者在處理常發(fā)性選擇時(shí)的認(rèn)知強(qiáng)度，同時(shí)也降低了出行者理性思考和判斷的時(shí)間。經(jīng)驗(yàn)研究表明，在沒有交通信息提供的情況下，出行者選擇判斷主要依據(jù)過往出行經(jīng)驗(yàn)，然而受記憶中有偏樣本影響，出行者在選擇時(shí)往往存在認(rèn)知和判斷偏差，從而產(chǎn)生選擇習(xí)慣，如偏好于選擇特定的出行路徑[6-7]。

交通信息是影響出行者路徑選擇行為的一個(gè)重要因素。對(duì)于出行者而言，根據(jù)獲取信息的時(shí)間，交通信息可分為出行前信息如道路狀況信息和在途信息如道路上可變信息板（VMS）所提供的信息；而根據(jù)信息的內(nèi)容發(fā)布方式，交通信息可以是描述型信息如提供相關(guān)路徑的預(yù)測(cè)出行時(shí)間，也可以是指示型信息如建議出行者選擇某一條特定路徑。然而，無論什么類型的交通信息，都能在一定程度上影響出行者對(duì)于路徑出行時(shí)間的感知與判斷，進(jìn)而影響出行者的路徑選擇行為。因此，交通信息具有影響出行者路徑選擇慣性行為的能力。本文通過分析出行者路徑選擇慣性行為的產(chǎn)生機(jī)理，探討了交通信息對(duì)出行者路徑選擇慣性行為的影響，研究結(jié)果能為交通管理者制定合理有效的交通信息提供指導(dǎo)。

1 研究現(xiàn)狀

物理學(xué)中，牛頓將慣性定義為物理保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)[8]。行為科學(xué)中，慣性指?jìng)€(gè)體毫無考慮地堅(jiān)持過往選擇，且直到不好的經(jīng)歷或其他重要變化的產(chǎn)生[9]。而在交通出行選擇行為研究中，Train[10]將慣性表述為出行者堅(jiān)持過往的出行選擇，直到其他選擇具有足夠高的效用以保證出行者選擇的轉(zhuǎn)移；Mahmassani等[3]通過無差異區(qū)間刻畫了出行者關(guān)于出發(fā)時(shí)間選擇的慣性行為，指出當(dāng)出行者感知到當(dāng)前路徑出行成本與最優(yōu)路徑出行成本之間的差異小于某一范圍時(shí)，那么，出行者將不會(huì)改變當(dāng)前路徑選擇；Cantillo等[11]則通過閾值理論說明了出行者所能感知到的路徑間的最小出行差異，并指出出行者的選擇慣性是關(guān)于先前選擇價(jià)值的函數(shù)。而Chorus等[12]認(rèn)為出行者的慣性選擇行為源于其基于學(xué)習(xí)的認(rèn)知鎖定效應(yīng)，當(dāng)出行者面對(duì)一系列風(fēng)險(xiǎn)選擇時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避和學(xué)習(xí)效應(yīng)導(dǎo)致了其選擇慣性行為的產(chǎn)生。Zhang等[13]從出行者可選路徑集有限性的角度，將慣性定義為出行者堅(jiān)持獨(dú)特或固定的選擇，具有規(guī)律的和穩(wěn)定的響應(yīng)模式，并保持選擇熟悉的策略。

Simon[14]在對(duì)有限理性的研究中指出人們?cè)谧鰶Q策時(shí)很難得到最優(yōu)解，一般尋求一個(gè)滿意解。因此，對(duì)于路徑選擇具有慣性的出行者而言，其所堅(jiān)持選擇的路徑是一條令其滿意的路徑，故而不會(huì)在每次出行前或出行后都去評(píng)估所選路徑的出行效用。但當(dāng)所選路徑帶來的效用不能達(dá)到內(nèi)心期望時(shí)，那么，出行者將會(huì)改變出行選擇[15]。交通信息是影響出行者選擇行為的一個(gè)重要因素，先進(jìn)的出行者信息系統(tǒng)（ATIS）可以幫助出行者提高選擇決策能力，減少出行時(shí)間的不確定性。Ben-Elia等[16]采用模擬實(shí)驗(yàn)的方法，研究了信息對(duì)路徑選擇行為的影響，研究表明，交通信息可以幫助出行者減少出行時(shí)間的不確定性；譚家美等[17]指出信息對(duì)出行活動(dòng)的影響頻率和信息改變出行者方案選擇是解釋信息價(jià)值的主要因素。另一方面，出行時(shí)間是評(píng)價(jià)交通系統(tǒng)服務(wù)水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)，在理論和實(shí)踐研究中具有重要的意義，它為出行者提供直觀易于理解的路徑出行參數(shù)[18]。因此，交通信息具有影響出行者關(guān)于路徑出行時(shí)間的感知，從而影響出行者路徑選擇的潛在能力，如圖1所示。

圖1 信息與出行者路徑選擇之間的影響關(guān)系

綜上所述，當(dāng)前國內(nèi)外關(guān)于出行者選擇慣性行為以及交通信息的研究，已取得較為豐富的成果。但是將交通信息與出行者選擇慣性相結(jié)合，研究交通信息對(duì)出行者路徑選擇慣性行為影響的文獻(xiàn)相對(duì)較少。因此，文本通過分析有無信息下，出行者關(guān)于路徑出行時(shí)間的感知更新模式，構(gòu)建了考慮選擇慣性、交通信息影響以及出行時(shí)間感知更新3個(gè)方面的出行者路徑選擇行為模型。通過路徑選擇行為實(shí)驗(yàn)，獲取了出行者的選擇數(shù)據(jù)。并基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)所構(gòu)建的路徑選擇模型，采用仿真方法，分析了在不同信息滲透率的情況下，信息對(duì)出行者路徑選擇慣性行為的影響，以及在此情形下系統(tǒng)總出行時(shí)間，路網(wǎng)中慣性出行者與非慣性出行者的比例變化。

2 出行者感知更新及路徑選擇模型構(gòu)建

為分析路徑選擇具有慣性行為的出行者，在有無交通信息影響下的感知更新過程，本文構(gòu)建了一個(gè)貝葉斯更新模型來描述出行者的感知更新過程。眾所周知，路徑出行時(shí)間是出行者衡量一條路徑是否選擇的一個(gè)重要指標(biāo)，因此，本文主要以出行時(shí)間為研究對(duì)象。在貝葉斯模型中，出行者感知到的過往出行時(shí)間和信息描述的出行時(shí)間通過隨機(jī)變量來表示；同時(shí)，方差說明了出行者對(duì)其感知的信任水平[19]。

2.1 無信息影響下的感知更新

在無信息的情況下，出行者對(duì)路徑出行時(shí)間的感知更多基于其過往出行經(jīng)歷。對(duì)于路徑選擇具有慣性行為的出行者而言，如果其慣性選擇路徑的出行時(shí)間位于自身可接受的無差異區(qū)間（Indifference Bands，IB）之內(nèi)，則出行者將不會(huì)更新感知出行時(shí)間，此時(shí)出行者感知到的出行時(shí)間主要與其慣性路徑的前一次出行時(shí)間相關(guān)；反之，如果出行者慣性路徑經(jīng)歷的出行時(shí)間，不在其出行時(shí)間的IB 范圍之內(nèi)，則出行者將更新其感知到的慣性路徑出行時(shí)間，而此時(shí)出行者感知到的出行時(shí)間主要與路網(wǎng)中最優(yōu)路徑的出行時(shí)間相關(guān)。綜上所述，出行者的出行時(shí)間感知更新過程如下式所示（假設(shè)出行者i對(duì)路徑r具有選擇慣性）：

式中：no（no information）表示無信息條件下、表示無信息影響下，出行者i在t時(shí)刻出行前時(shí)感知到的路徑r的出行時(shí)間表示在上一時(shí)刻，即t-1時(shí)刻，出行者選擇路徑r實(shí)際經(jīng)歷的出行時(shí)間；表示在t時(shí)刻，出行者i感知到的路網(wǎng)中最優(yōu)路徑k的出行時(shí)間是隨機(jī)感知誤差項(xiàng)，分別說明出行者對(duì)過往所選路徑實(shí)際出行時(shí)間的感知偏差，以及對(duì)路網(wǎng)中最優(yōu)路徑出行時(shí)間的感知偏差。這里假 設(shè)分別滿足和的分布。

2.2 信息影響下的感知更新

如果一個(gè)出行者的路徑選擇行為不受交通信息的影響，則其對(duì)出行時(shí)間的感知更新就等同于無信息下的感知更新過程。如果一個(gè)出行者的路徑選擇行為受交通信息的影響，則研究假設(shè)出行者對(duì)路徑出行時(shí)間的感知更新受交通信息及過往出行經(jīng)歷的影響。

本文研究假設(shè)單個(gè)OD 對(duì)之間有路徑r和路徑k兩條路徑。當(dāng)出行者i在t時(shí)刻接受到交通信息時(shí)，則出行者將基于信息，更新其感知到的信息出行時(shí)間（Information Travel time，IT）。此感知更新過程為：

式中：info（information）表示信息條件下、和表示信息影響下，出行者i在t時(shí)刻出行前感知到的路徑r和路徑k的出行時(shí)間；IT i，t，r和IT i，t，k表示在t時(shí)刻出行前，信息提供給出行者i關(guān)于路徑r、k的出行時(shí)間是隨機(jī)感知誤差項(xiàng)，說明了出行者對(duì)信息出行時(shí)間感知偏差，這里假設(shè)分別服從的分布。此外，在信息影響下，出行者的路徑選擇不僅受信息的影響，還受過往出行經(jīng)歷的影響。假設(shè)路徑r是出行者的慣性出行路徑，則此時(shí)出行者感知到的關(guān)于路徑r的過往出行時(shí)間滿足：

式中：expe（experience）表示出行者的出行經(jīng)歷；為出行者i在t時(shí)刻出行前，感知到的路徑r上的過往出行時(shí)間；T為出行者i在t時(shí)刻前的總出行次數(shù)；為路徑r歷史實(shí)際出行時(shí)間的加權(quán)和，Pi.t為權(quán)重，存在Pi，t-1＞Pi，t-2＞… ＞Pi，1，，且若出行者在過去某時(shí)刻j出行時(shí)未選擇路徑r，則Pi，j=0；是隨機(jī)感知誤差項(xiàng)，說明了出行者對(duì)過去實(shí)際出行時(shí)間感知偏差，假設(shè)服從的分布。因此，在信息影響下，出行者i在t時(shí)刻感知到路徑r上的出行時(shí)間可用如下貝葉斯公式表示：

而出行者i在t時(shí)刻關(guān)于路徑r的感知出行時(shí)間的方差為

最終，在信息影響下，出行者關(guān)于路徑r的感知出行時(shí)間為

2.3 路徑選擇模型

Mahmassani等[3]通過選擇的無差異區(qū)間刻畫了出行者的滿意行為，認(rèn)為當(dāng)出行者感知到當(dāng)前路徑的出行成本與最優(yōu)路徑的出行成本之間的差異小于某一個(gè)閾值時(shí)，則出行者將不會(huì)改變當(dāng)前路徑選擇，而該閾值就是無差異區(qū)間?；谖墨I(xiàn)[3]中的研究結(jié)果，結(jié)合上述所構(gòu)建的出行者對(duì)于出行時(shí)間的感知更新模型，并考慮出行者路徑選擇行為慣性的存在，在有無交通信息的情況下，出行者的路徑選擇行為規(guī)則可以分為如下兩類：

規(guī)則1沒有信息或路徑選擇行為不受信息影響。在該情形下，出行者的路徑選擇主要受過往出行經(jīng)歷影響。對(duì)于路徑選擇行為存在慣性的出行者而言，如果出行者感知到慣性路徑經(jīng)歷的出行時(shí)間滿足其無差異區(qū)間，則在下一次出行時(shí)不會(huì)改變路徑選擇；反之，出行者將在下一次出行時(shí)將會(huì)改變路徑選擇。因此，出行者的路徑選擇行為及出行時(shí)間感知更新可以表示為：

式中：y i，t為指示變量，y i，t=0表示出行者不會(huì)改變路徑選擇，y i，t=1表示出行者改變路徑選擇；BTbest為路網(wǎng)中最優(yōu)路徑的出行時(shí)間為出行者關(guān)于出行時(shí)間的無差異區(qū)間。

規(guī)則2受信息影響。在此情境下，出行者路徑選擇行為受信息和過往出行經(jīng)歷的影響。對(duì)于路徑選擇行為存在慣性的出行者而言，如果感知到慣性路徑就是最優(yōu)路徑，則其將不會(huì)改變路徑選擇；如果感知到慣性路徑出行時(shí)間與信息提供的路網(wǎng)中最優(yōu)路徑出行時(shí)間之間的差異小于其IB時(shí)，也不會(huì)改變路徑選擇，反之出行者將會(huì)改變路徑選擇。因此，出行者路徑選擇行為及出行時(shí)間感知更新可以表示為：

這里假設(shè)路徑r是慣性路徑。同樣，yi，t為指示變量，yi，t=0 表示出行者不會(huì)改變路徑選擇，y i，t=1表示出行者改變路徑選擇；為慣性路徑就是最優(yōu)路徑為信息提供的路網(wǎng)中最優(yōu)路徑的出行時(shí)間為出行者關(guān)于出行時(shí)間的無差異區(qū)間。為驗(yàn)證出行者的路徑選擇行為存在慣性，及探測(cè)具有選擇慣性行為的出行者的無差異區(qū)間大小，本文研究基于行為實(shí)驗(yàn)軟件Z-tree[20]，模擬構(gòu)建了一個(gè)出行者路徑選擇情境實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)為本文后續(xù)采用仿真方法，分析信息對(duì)出行者路徑選擇慣性行為的影響，提供了一個(gè)仿真環(huán)境。

3 路徑選擇行為實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)構(gòu)建

實(shí)驗(yàn)參與者主要為在校大學(xué)生，共計(jì)30人，其中，男生16人，女生14人。實(shí)驗(yàn)路網(wǎng)設(shè)計(jì)如圖2所示，路網(wǎng)由3 個(gè)節(jié)點(diǎn)，3 條路段組成，存在兩個(gè)OD對(duì)，即從A～B和從A～C。從A～B有兩條路徑：1和2；從A～C也有兩條路徑：1～3和2～3。假設(shè)每條路徑的出行時(shí)間滿足函數(shù)：

其中：t1、t2和t3分別為路徑1～3的出行時(shí)間；x1、x2和x3分別為路徑1～3上的流量。

圖2 實(shí)驗(yàn)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

現(xiàn)假設(shè)這是一個(gè)day-to-day的出行路徑選擇情境，出行者需要從起訖點(diǎn)（A～B或A～C）的兩條路徑中選擇一條路徑作為出行路徑。實(shí)驗(yàn)共計(jì)30輪，代表30個(gè)連續(xù)出行日。根據(jù)OD 對(duì)的數(shù)目，參與者被隨機(jī)均勻地分為兩組。每輪實(shí)驗(yàn)前參與者需輸入所選路徑的感知出行時(shí)間，實(shí)驗(yàn)中不向參與者提供任何信息，僅反饋所選路徑的出行時(shí)間。

3.2 結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)共計(jì)900個(gè)有效觀測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，參與者實(shí)驗(yàn)中的路徑選擇行為基本可以分為如下3種模式，如圖3所示。圖3（a）表明，實(shí)驗(yàn)中存在參與者，其路徑選擇行為不存在慣性；圖3（b）表明，實(shí)驗(yàn)中存在參與者，其路徑選擇行為是完全慣性，即從頭至尾會(huì)堅(jiān)持選擇同一條路徑；圖3（c）表明，實(shí)驗(yàn)中存在參與者，其路徑選擇時(shí)雖然存在轉(zhuǎn)移，但從整體上來看，其在一定程度或一段時(shí)間范圍內(nèi)偏好于某條路徑。表1統(tǒng)計(jì)了實(shí)驗(yàn)中各個(gè)選擇行為模式的參與者百分比，其中，括號(hào)外為該OD 對(duì)下，某一路徑選擇行為模式的參與者百分比，括號(hào)內(nèi)為該OD對(duì)下，某一路徑選擇行為模式的參與者占實(shí)驗(yàn)總?cè)藬?shù)的百分比。

上述分析結(jié)果表明，出行者的路徑選擇行為存在著慣性。因此，基于文獻(xiàn)[3]中對(duì)出行者出發(fā)時(shí)間選擇慣性的定義（即選擇的無差異區(qū)間），結(jié)合本文的路徑選擇行為研究，將出行者的路徑選擇慣性行為定義為：如果出行者在出行前感知到的路徑出行時(shí)間，與出行后經(jīng)歷的時(shí)間之間的差異，在一定的可接受范圍之內(nèi)的話，則出行者將不會(huì)改變下一次選擇；否則，出行者將會(huì)改變下一次選擇。而出行時(shí)間差異的可接受范圍，即為慣性出行者路徑選擇的無差異區(qū)間。至此，根據(jù)定義可計(jì)算實(shí)驗(yàn)中具有選擇慣性的參與者的無差異區(qū)間，計(jì)算結(jié)果如圖4所示。

圖3 實(shí)驗(yàn)中參與者路徑選擇行為模式

表1 參與者選擇行為模式統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖4 實(shí)驗(yàn)參與者路徑選擇的無差異區(qū)間

由圖4可見，平均而言，OD-1中路徑選擇具有慣性行為的參與者，其無差異區(qū)間小于OD-2中路徑選擇具有慣性行為的參與者的無差異區(qū)間。從行為心理學(xué)角度，造成這種選擇的無差異區(qū)間是因?yàn)槌鲂姓叩呐袛嗯c選擇存在比例偏差，如10 min和5 min之間的差異與100 min與95 min之間的差異雖然相同，但是出行者對(duì)于這兩個(gè)差異的感知不同，出行者可能拒絕5 min與10 min之間的差異，反而接受100 min與95 min之間的差異。實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)總出行時(shí)間的變化如圖5 所示。由圖5可見，系統(tǒng)總出行時(shí)間是在變化波動(dòng)的，并未達(dá)到傳統(tǒng)的UE均衡。這表明，存在這樣一類出行者，其路徑選擇行為不是傳統(tǒng)UE假設(shè)下的總是選擇出行時(shí)間最短或出行成本最小的路徑，從而也說明了慣性出行者對(duì)路徑出行時(shí)間的無差異選擇行為會(huì)造成系統(tǒng)總出行時(shí)間的波動(dòng)變化。

圖5 實(shí)驗(yàn)30輪系統(tǒng)總出行時(shí)間變化

4 仿真分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了對(duì)出行時(shí)間感知的無差異區(qū)間，是造成出行者路徑選擇慣性行為產(chǎn)生的一個(gè)重要原因。在現(xiàn)實(shí)生活中，交通信息可以通過影響出行者對(duì)路徑出行時(shí)間的感知，從而影響出行者的路徑選擇，最終影響交通系統(tǒng)的運(yùn)營效率。隨著智能交通與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，車載導(dǎo)航系統(tǒng)以及智能手機(jī)交通出行APP軟件，為出行者的出行選擇提供了各種支持和服務(wù)，交通信息也逐步滲透到廣大出行者的生活中，影響著出行者的各種選擇行為。以出行者的路徑選擇為例，傳統(tǒng)對(duì)信息滲透率的研究，較少考慮出行者的選擇慣性行為。因此，基于上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果，根據(jù)本文所建立的出行者關(guān)于出行時(shí)間的感知更新模型及路徑選擇規(guī)則，采用仿真方法，分析在不同信息滲透率的情況下，信息對(duì)出行者路徑選擇慣性行為的影響，以及在此情形下系統(tǒng)總出行時(shí)間的變化。仿真中的信息指關(guān)于路徑出行時(shí)間的預(yù)測(cè)信息。仿真實(shí)驗(yàn)基于Matlab平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)采用獨(dú)立重復(fù)模擬1 000次得到的平均結(jié)果。

仿真中，令在信息影響下，此時(shí)個(gè)體選擇的無差異區(qū)間滿足如下關(guān)系：

決定，即主要由上一次的出行時(shí)間決定?？紤]到在實(shí)際的day-to-day日常出行中，上一次的出行情況較為容易從出行者記憶中準(zhǔn)確提取，故此仿真中令。

仿真考慮5種信息滲透率α的情況下，即滲透率為20%、40%、60%、80%和100%，參與者感知到信息的準(zhǔn)確性對(duì)路網(wǎng)系統(tǒng)總體出行時(shí)間的影響，以及系統(tǒng)中慣性出行者和非慣性出行者的比例變化。在仿真中，令α的值分別取0.2、0.4、0.6、0.8和1（分別對(duì)應(yīng)于20%、40%、60%、80%和100%滲透率）。因此，根據(jù)不同的信息滲透率，每次仿真時(shí)信息會(huì)隨機(jī)提供給30個(gè)參與者中的6個(gè)參與者（20%滲透率）、12 個(gè)參與者（40%滲透率）、18個(gè)參與者（60%滲透率）、24個(gè)參與者（80%滲透率）以及所有參與者（100%滲透率）。每種精確度下各仿真1 000次，取平均值，仿真結(jié)果如圖6所示。

圖6中，帶圓圈的曲線表示對(duì)應(yīng)的δ取值下，若無信息提供時(shí)系統(tǒng)總出行時(shí)間。由圖6（a）可見，當(dāng)信息滲透率α=0.2時(shí)，隨著出行者感知到的信息精確度δ的提高，此時(shí)出行者根據(jù)信息選擇路徑的概率也就越大。當(dāng)δ=1時(shí)，系統(tǒng)總出行時(shí)間達(dá)到最小值1 435.0，對(duì)比無信息的情境，系統(tǒng)總出行時(shí)間減少了56.52。而此時(shí)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)中，具有選擇慣性行為的出行者比例如圖6（b）所示。即隨著信息精確度的增加，系統(tǒng)中出行者對(duì)信息的信任水平也在增加，最終導(dǎo)致系統(tǒng)中路徑選擇行為具有慣性的出行者比例在減少，非慣性出行者的比例在增加。

由圖6（c）可見，當(dāng)信息滲透率α=0.4時(shí)，隨著出行者感知到的信息精確度δ的提高，出行者根據(jù)信息選擇路徑的概率也就越大。此時(shí)系統(tǒng)總出行時(shí)間先減少后增加，但整體小于對(duì)應(yīng)的無信息提供時(shí)系統(tǒng)總出行時(shí)間。此外，當(dāng)δ=0.6時(shí)，系統(tǒng)總出行時(shí)間達(dá)到最小值1 438.06，對(duì)比無信息的情境，系統(tǒng)總出行時(shí)間減少了53.42。而此時(shí)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)中，具有選擇慣性行為的出行者比例如圖6（d）所示。同樣，隨著信息精確度的增加，系統(tǒng)中出行者對(duì)信息的信任水平也在增加，最終導(dǎo)致系統(tǒng)中路徑選擇行為具有慣性的出行者比例減少，非慣性出行者的比例增加。

由圖6（f）、（g）和（i）可見，當(dāng)信息滲透率α分別取0.6、0.8和1時(shí)，同樣，隨著出行者感知到的信息精確度δ的提高，出行者根據(jù)信息選擇路徑的概率也就越大。但是在圖6（f）中，當(dāng)δ＞0.77時(shí)，無信息提供情形下的系統(tǒng)總出行時(shí)間小于信息提供情形下的系統(tǒng)總出行時(shí)間；在圖6（g）中，當(dāng)δ＞0.56時(shí)，以及圖6（i）中，當(dāng)δ＞0.44時(shí)，存在無信息提供情形下的系統(tǒng)總出行時(shí)間小于信息提供情形下的系統(tǒng)總出行時(shí)間。這是因?yàn)楫?dāng)信息滲透率較高且出行者感知到的交通信息較為可靠時(shí)，此時(shí)有些出行者就會(huì)認(rèn)為信息所提供的出行路徑相對(duì)于較優(yōu)，進(jìn)而這類出行者將會(huì)根據(jù)所獲得的信息選擇路徑。但是如果過多的出行者做出了相同的路徑選擇，就會(huì)造成所選路徑上產(chǎn)生群集效應(yīng)，最終發(fā)生擁堵，帶來整個(gè)系統(tǒng)出行時(shí)間增加。該仿真結(jié)果與文獻(xiàn)[21-23]中關(guān)于信息滲透率的研究結(jié)果較為相似。反之，在信息滲透率較低的情況下，如圖6（a）所示，整個(gè)系統(tǒng)的出行時(shí)間并未達(dá)到最優(yōu)。這是因?yàn)閺囊话阆到y(tǒng)到最優(yōu)系統(tǒng)，需要部分出行者的路徑選擇做出調(diào)整。若信息滲透率較低，則此時(shí)較少的出行者能夠獲得信息，就未能滿足系統(tǒng)最優(yōu)時(shí)需要路徑調(diào)整的出行者數(shù)量，所以整個(gè)系統(tǒng)無法達(dá)到最優(yōu)。

此外，當(dāng)信息滲透率α分別取0.6、0.8 和1時(shí)，對(duì)應(yīng)的δ分別取0.4、0.3 和0.2 時(shí)，系統(tǒng)總出行時(shí)間達(dá)到最小值為1 440.44、1 443.87 和1 443.29，對(duì)比無信息的情境，系統(tǒng)總出行時(shí)間分別減少了52.88、47.49和50.80。而圖6（g）、（h）和（j）反映了對(duì)應(yīng)的圖6（f）、（g）和（i）中，具有選擇慣性行為的出行者比例。同樣，隨著信息精確度的增加，系統(tǒng)中出行者對(duì)信息的信任水平也在增加，最終導(dǎo)致系統(tǒng)中路徑選擇行為具有慣性的出行者比例減少，非慣性出行者的比例增加。仿真結(jié)果值得注意的是，當(dāng)信息滲透率α=1，信息精確度δ=1時(shí)，系統(tǒng)中路徑選擇行為具有慣性的出行者比例不為0。這是因?yàn)閷?duì)于部分路徑選擇具有慣性行為的出行者而言，在信息影響下，他們所感知到的最優(yōu)路徑與慣性選擇路徑一致，所以堅(jiān)持慣性選擇。

圖6 5種信息滲透率的仿真結(jié)果

5 結(jié) 語

本文研究了交通信息對(duì)出行者路徑選擇慣性行為的影響。通過構(gòu)建出行者的感知更新模型，分析了在有無信息下出行者關(guān)于出行時(shí)間的感知更新模式。同時(shí)，基于出行者關(guān)于出行時(shí)間的感知更新，構(gòu)建了在有無信息下出行者的路徑選擇行為模型。此外，通過路徑選擇行為實(shí)驗(yàn)，獲取了參與者路徑選擇數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證了參與者路徑選擇慣性行為的存在，并分析計(jì)算了參與者在路徑選擇時(shí)關(guān)于出行時(shí)間的無差異區(qū)間。最后，本文基于行為實(shí)驗(yàn)，采用仿真的方法，分析了在不同信息滲透率的情況下，信息對(duì)出行者路徑選擇慣性行為的影響，以及在此情形下系統(tǒng)總出行時(shí)間的變化和系統(tǒng)中慣性出行者和非慣性出行者的比例變化。

本文研究表明，在交通系統(tǒng)中，部分出行者的路徑選擇行為是存在慣性的，而通過選擇的無差異區(qū)間可以刻畫出行者的這種路徑選擇慣性行為。交通信息可以通過影響出行者對(duì)路徑出行時(shí)間的感知，來影響其路徑選擇，從而改變出行者的選擇慣性行為。由于在不同的信息滲透率和信息精確度下，系統(tǒng)總體出行時(shí)間不同，路網(wǎng)中慣性出行者和非慣性出行者的比例不同，故對(duì)于交通管理者而言，交通系統(tǒng)中出行者路徑選擇慣性行為是必然存在的。因此，考慮出行者路徑選擇慣性行為，制定合理有效的信息發(fā)布策略，從而達(dá)到優(yōu)化交通系統(tǒng)的目的具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。