居民對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的偏好：基于可解釋機(jī)器學(xué)習(xí)

仲浩天，吳文君

0 引言

自動(dòng)駕駛汽車，又稱無(wú)人駕駛汽車，是新能源、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)以及共享經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展的產(chǎn)物，代表著技術(shù)和生活方式的又一次變革[1-2]。當(dāng)前以自動(dòng)駕駛汽車為代表的人工智能發(fā)展通常反映出強(qiáng)烈的普遍主義謬誤，即人類在所有情況下都以相似的方式思考、感受和行動(dòng)。然而，城市歷史表明，每一次交通技術(shù)的進(jìn)步，提高了城市整體效率的同時(shí)，也使部分人群更加地被排斥在社會(huì)系統(tǒng)之外[3]。居民對(duì)技術(shù)的偏好受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征、空間特征與出行特征等個(gè)體獨(dú)特身份的影響，存在著復(fù)雜、多維的交互性作用，難以通過(guò)傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)模型和定性方法進(jìn)行充分分析[4]。因此，本文倡導(dǎo)將交叉性理論視角納入新興技術(shù)的分析框架中，基于北京市居民對(duì)自動(dòng)駕駛汽車偏好的試點(diǎn)調(diào)查，利用可解釋機(jī)器學(xué)習(xí)分析居民多維特征交叉所產(chǎn)生的差異化偏好，為新興技術(shù)治理策略提供啟示與參考。

1 方法

本文將交叉性視角（intersectionality）作為分析框架，即考慮個(gè)體的多維特征及其交互作用的影響，并利用迭代隨機(jī)森林算法突破了高維“詛咒”、模型依賴和先驗(yàn)概念等交叉性分析的方法論局限[5]。迭代隨機(jī)森林算法是基于隨機(jī)森林算法的改進(jìn)，它能夠在不增加時(shí)間復(fù)雜度的前提下，實(shí)現(xiàn)良好的模型可解釋性，發(fā)現(xiàn)變量間的高階相互作用，被廣泛應(yīng)用在遺傳生物領(lǐng)域和氣象領(lǐng)域，為探索交叉性提供了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可能。本文的數(shù)據(jù)來(lái)源于2022 年以網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷方式，面向北京市18～65 歲居民隨機(jī)抽樣發(fā)放的《居民對(duì)自動(dòng)駕駛汽車偏好問(wèn)卷調(diào)查》。相較于傳統(tǒng)交通出行問(wèn)卷，該問(wèn)卷側(cè)重于居民背景、身份、權(quán)力關(guān)系等特征，并采用最短作答時(shí)間控制、驗(yàn)證項(xiàng)選擇等方式控制問(wèn)卷的有效性，最終共收集初期樣本573 份，其中包含有效樣本524 份。

1 影響自動(dòng)駕駛汽車偏好的重要變量及排序，吳文君 繪制

2 迭代隨機(jī)森林交互項(xiàng)輸出結(jié)果

2 成果

總體而言，心理及態(tài)度因素在自動(dòng)駕駛汽車偏好影響中占主導(dǎo)作用，包含自動(dòng)駕駛汽車所帶來(lái)的愉悅感、安全快捷性、多樣化需求滿足以及居民本身對(duì)新興技術(shù)的了解程度、風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度等。居民選擇是否購(gòu)買自動(dòng)駕駛汽車時(shí)，主要考慮自身的通勤特征情況（時(shí)間、成本、路程）；而在居民選擇是否使用共享自動(dòng)駕駛汽車時(shí)，出行服務(wù)質(zhì)量和原來(lái)通勤的等待時(shí)間則更為重要，這決定了居民是否會(huì)承受切換成本，選擇共享自動(dòng)駕駛汽車出行。個(gè)體社會(huì)經(jīng)濟(jì)及空間特征方面，收入水平和家庭生活人數(shù)更顯著影響對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的總體偏好；家庭孩子數(shù)和照顧孩子責(zé)任更顯著影響購(gòu)買自動(dòng)駕駛汽車偏好，即孩子因素是居民選擇購(gòu)買自動(dòng)駕駛汽車的重要因素；空間上的特征如公共交通不便度和居住區(qū)位更顯著影響使用共享自動(dòng)駕駛汽車的偏好，表明共享自動(dòng)駕駛汽車可能改善地區(qū)可達(dá)性，作為公共交通的補(bǔ)充，提供更快捷的出行服務(wù)。

更重要的是，個(gè)體社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征、空間特征、出行特征間的交互作用，形成了獨(dú)特且穩(wěn)定的偏好影響機(jī)制：出行和空間特征間存在交叉，體現(xiàn)在優(yōu)質(zhì)的出行空間條件與不良的出行空間條件均會(huì)促進(jìn)居民對(duì)自動(dòng)駕駛的偏好；出行空間特征和個(gè)體社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征存在交叉，體現(xiàn)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件優(yōu)異、價(jià)值觀開(kāi)放的群體期望使用自動(dòng)駕駛提升出行空間質(zhì)量，家庭責(zé)任將促使交通不便的居民使用共享自動(dòng)駕駛汽車節(jié)省時(shí)間成本；個(gè)體社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征間存在交叉，體現(xiàn)在家庭責(zé)任重、“90 后”、本市戶口、高收入、高學(xué)歷、男性等身份標(biāo)簽的疊加會(huì)加大居民對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的偏好程度（圖1）。

根據(jù)模型結(jié)果和初步結(jié)論，我們可以刻畫出自動(dòng)駕駛汽車使用人群的幾組畫像：一是高收入、高學(xué)歷的本市男性群體。經(jīng)濟(jì)條件、學(xué)歷、戶籍與性別優(yōu)勢(shì)使他們會(huì)更傾向于選擇購(gòu)買自動(dòng)駕駛汽車，使用共享自動(dòng)駕駛汽車；二是已婚的“90 后”群體。90 后“數(shù)字原住民”的身份讓他們更加信賴科技，愿意購(gòu)買自動(dòng)駕駛汽車。而已婚后照顧家庭、孩子責(zé)任的增加讓他們希望使用共享自動(dòng)駕駛汽車提升時(shí)間價(jià)值；三是交通不便但家庭經(jīng)濟(jì)收入與生活幸福感較高的家庭，這類群體需要使用自動(dòng)駕駛解決“最后一公里”問(wèn)題，改善出行質(zhì)量。原出行的道路擁堵情況與自身開(kāi)放包容的價(jià)值觀促使他們選擇購(gòu)買自動(dòng)駕駛汽車，而家庭孩子數(shù)的增加讓他們更傾向于選擇共享自動(dòng)駕駛汽車提升時(shí)間價(jià)值（圖2）。

3 結(jié)論

本文基于交叉性視角使用迭代隨機(jī)森林模型，初步探究了個(gè)體出行特征、空間特征、與主客觀社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征交互作用，如何影響居民對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的偏好。一方面，基于可解釋機(jī)器學(xué)習(xí)交叉性分析，更加細(xì)微、深刻地刻畫了居民的多重特征所呈現(xiàn)的高階交互效應(yīng)，一定程度上解決了交叉性視角的方法論挑戰(zhàn)；另一方面，復(fù)雜的交叉性效應(yīng)使得制定精細(xì)化的技術(shù)治理政策缺乏可操作性。在未來(lái)的研究中，仍需要增強(qiáng)機(jī)器學(xué)習(xí)模型可解釋性與政策可操作性之間的聯(lián)系，以及通過(guò)結(jié)合理論驅(qū)動(dòng)與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式構(gòu)建交叉性分析框架，以實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)演進(jìn)更為精準(zhǔn)有效的刻畫。