大數(shù)據(jù)環(huán)境下交通合作機(jī)制與實(shí)現(xiàn)策略研究

李卓君

摘 要：基于決策理論、博弈論和演化博弈論，總結(jié)了交通決策問題的基本特性，分析了交通系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)合作的一般機(jī)制，提出了利用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)合作的理論框架，在此基礎(chǔ)上，對合作式交通運(yùn)輸系統(tǒng)的基本概念、功能結(jié)構(gòu)以及具體形式進(jìn)行了討論，最后指出了可行的實(shí)現(xiàn)途徑，為構(gòu)建合作式交通運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)對當(dāng)前的城市交通挑戰(zhàn)提供了理論參考和政策建議。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);決策;集體理性

中圖分類號：F25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.36.017

近五年，汽車占機(jī)動(dòng)車的比例從50.39%提高到65.97%，中國城市交通出行結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性變化。其原因一方面是由于交通系統(tǒng)所能提供的最大容量無法滿足出行者的交通需求造成的結(jié)構(gòu)性失衡;另一方面，也可能是道路交通系統(tǒng)局部在某些時(shí)段內(nèi)無法滿足出行者的交通需求導(dǎo)致的耦合性失衡。

交通系統(tǒng)中存在兩種典型的個(gè)體出行決策行為，一種是爭取個(gè)體效用最大化的競爭型行為;另一種是考慮到城市交通系統(tǒng)整體效用最大化的合作型行為，兩者分別會(huì)導(dǎo)致用戶最優(yōu)均衡（UE）和系統(tǒng)最優(yōu)均衡（SO）。系統(tǒng)最優(yōu)是出行者采取合作行動(dòng)的結(jié)果，但是它很難自發(fā)形成。

1 交通行為中的合作機(jī)制

一般意義下的合作是指組織或群體為了一致的目標(biāo)采取協(xié)同行動(dòng)的過程，有學(xué)者認(rèn)為合作是繼基因突變、自然選擇之后第三種生物進(jìn)化機(jī)制。揭示合作發(fā)生的一般機(jī)制對于理解人類和自然界其他物種的進(jìn)化過程至關(guān)重要，目前對于交通出行行為的合作機(jī)制展開深入探討的文獻(xiàn)還不多見，交通系統(tǒng)中存在著競爭型和合作型這兩種典型的個(gè)體出行決策行為，雖然對整個(gè)交通系統(tǒng)的運(yùn)行性能和公平性而言，系統(tǒng)最優(yōu)是城市交通管理者和從業(yè)者追求的目標(biāo)，但是它很難自發(fā)形成，有必要從交通出行行為的特征入手，探討交通行為中合作的形成機(jī)制。

1.1 非互動(dòng)決策情景下的合作機(jī)制

在非互動(dòng)決策情景下，個(gè)體用戶依據(jù)自身的知識、經(jīng)驗(yàn)、能力、偏好以及掌握的信息做出決策與判斷。這也是通常意義下決策科學(xué)的研究領(lǐng)域，在這種決策條件下，存在著兩種有代表性的研究范式——標(biāo)準(zhǔn)化范式和描述性范式，這兩種范式的基礎(chǔ)分別是理性決策理論和行為決策理論。

決策中合作水平的影響因素可以分為兩類：決策主體內(nèi)生因素和決策主體外生因素，決策主體內(nèi)生因素由理性因素和非理性因素組成，理性因素包括知識經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)技術(shù)和技能、解決問題的能力等與決策者的理性認(rèn)知、推理和判斷能力等有關(guān)的要素，非理性因素包括各種情緒、情感、心理感受、精神狀態(tài)和主觀偏好等。決策主體的外生因素相對更為復(fù)雜，大致可以分為三類：物質(zhì)要素（有形的物質(zhì)資源）、運(yùn)行支撐要素（主要指文化和制度因素）和信息資源。這兩大類要素一起，共同決定了決策者在決策過程中采取合作行動(dòng)意愿的強(qiáng)弱，最終決定了系統(tǒng)的實(shí)際收益。圖1描述了非互動(dòng)決策情景下的合作機(jī)制理論分析框架。

1.2 互動(dòng)決策情景下的合作機(jī)制

互動(dòng)決策情景下，個(gè)體與其他決策者存在著復(fù)雜的相互作用，自然選擇偏好競爭，生物學(xué)意義上的合作意味著自私的復(fù)制者放棄一部分生殖潛力去幫助其他個(gè)體。五種合作的進(jìn)化機(jī)制：①親緣選擇;②直接互惠;③間接互惠;④網(wǎng)絡(luò)互惠;⑤群體選擇，不同機(jī)制下合作是否出現(xiàn)取決于合作收益和合作付出成本之間的比例。除了這五種基本的合作機(jī)制以外，信任也是一種重要的合作機(jī)制，在信任機(jī)制中，信息資源的使用起到了重要作用。

把幾種合作機(jī)制進(jìn)行綜合，可以得到如圖2所示的互動(dòng)決策情景下的合作機(jī)制理論分析框架。

將上圖1和圖2進(jìn)行組合，可得到如圖3所示的通用合作機(jī)制框架（general cooperative mechanism framework， GCMF）。

本文提出一個(gè)內(nèi)生信息資源池（endogenous information resources pools，EISP）模型框架。所謂內(nèi)生信息，是指交通參與主體自由發(fā)布的各類出行信息，既可以是交通需求信息也可以是交通供給信息，由內(nèi)生信息資源池進(jìn)行自動(dòng)的供需匹配，提供多種經(jīng)過優(yōu)化的出行方案供所有發(fā)布需求的個(gè)體進(jìn)行選擇。在現(xiàn)實(shí)中已有一些具備這樣特征的出行服務(wù)平臺(tái)，比如，越來越多的城市居民使用Uber拼車、滴網(wǎng)約車服務(wù)，這可以提高小汽車的乘坐率，一定程度上降低私家車的使用量。相比這里的例子，內(nèi)生信息資源池一個(gè)重要的不同是智能化、交互性、包容性、指導(dǎo)性更強(qiáng)，有利于更大程度地提高各種交通資源的利用率，科學(xué)合理地調(diào)配交通資源，生成的交通出行方案可以對系統(tǒng)推薦的方案提供更多激勵(lì)措施，從而鼓勵(lì)人們作出更親社會(huì)的選擇。EISP模型框架實(shí)現(xiàn)集體理性既不是庇古提倡的完全通過政府制度的干預(yù)，又不是科斯定理通過市場交易和自愿協(xié)商來實(shí)現(xiàn)，它在不滿足科斯定理適用條件的前提下，它充分利用信息在某些情況下具有促進(jìn)合作的作用而達(dá)到系統(tǒng)資源配置優(yōu)化的目的。

2 交通運(yùn)輸系統(tǒng)

2.1 功能與結(jié)構(gòu)

（1）功能。合作式交通運(yùn)輸系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能主要體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)功能、社會(huì)功能和環(huán)境功能三個(gè)層面。合作式交通運(yùn)輸系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)功能主要體現(xiàn)在其服務(wù)完成的效益和效率方面，反映了交通運(yùn)輸首先應(yīng)滿足人或物的空間位置移動(dòng)的基本功能。合作式交通運(yùn)輸系統(tǒng)的社會(huì)功能主要體現(xiàn)在其服務(wù)完成的公平性和包容性方面，反映了交通運(yùn)輸作為面向社會(huì)大眾的一種基本的出行服務(wù)提供手段，應(yīng)該具有對服務(wù)對象的無歧視性和覆蓋人群的廣泛性特點(diǎn)。合作式交通運(yùn)輸?shù)沫h(huán)境功能主要體現(xiàn)它對其所在地區(qū)生態(tài)、環(huán)境友好和長期的可持續(xù)性發(fā)展所起到的正向積極作用。

（2）構(gòu)成要素。合作式交通運(yùn)輸系統(tǒng)屬于城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的一類，其構(gòu)成要素從大的方面可以劃分為交通行為主體、交通物理資源、運(yùn)行支撐資源和交通信息資源等四個(gè)大類，交通運(yùn)輸系統(tǒng)每一類的特點(diǎn)及構(gòu)成如表1所示。

（3）結(jié)構(gòu)模型。合作式交通運(yùn)輸系統(tǒng)的要素-范圍-時(shí)間三維結(jié)構(gòu)模型（Component-Scope-Temporal trinal structural model，CSTsM）如圖4所示。

2.2 實(shí)現(xiàn)方法

一個(gè)可行的建議如下：首先基于EISP框架建設(shè)可行的交通服務(wù)平臺(tái)（如，在高德導(dǎo)航、百度地圖、滴滴出行、嘀嗒拼車、神州專車等互聯(lián)網(wǎng)出行信息平臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步豐富、完善功能），使得個(gè)體在出行決策中采用更加合作的行動(dòng);然后，將政府交通管理部門、個(gè)體出行用戶、交通行業(yè)有關(guān)企業(yè)等涉及城市交通的眾多主體納入到EISP服務(wù)平臺(tái)的范疇下，進(jìn)一步整合多種數(shù)據(jù)、信息源，以大數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)為核心，建設(shè)一個(gè)探索、管理、分析交通數(shù)據(jù)和交通信息的綜合集成網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，為交通參與主體提供多樣化、個(gè)性化、智能化的交通服務(wù)。在更大范圍和規(guī)模上發(fā)展多樣化的運(yùn)輸文化，提供多種出行模式的選項(xiàng)，在各個(gè)交通決策水平上鼓勵(lì)和引導(dǎo)合作行為，最終建立較為完善的具備自適應(yīng)能力的高度智能化的合作式交通運(yùn)輸系統(tǒng)。

3 結(jié)語

本文建立了一般性的交通系統(tǒng)合作分析理論框架，提出了利用大數(shù)據(jù)促進(jìn)個(gè)體由非合作向合作行為轉(zhuǎn)變的信息資源池模型，討論了合作式交通運(yùn)輸系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)框架以及在應(yīng)用中的具體形式和實(shí)現(xiàn)方法。

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