考慮出行活動(dòng)差異的出行時(shí)間信息發(fā)布*

陳國(guó)俊 管 鑫 江 毅 李漠雨

(武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 武漢 430063)

0 引 言

出行時(shí)間及其可靠性是城市交通系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的重要屬性之一，然而交通出行過(guò)程當(dāng)中總是伴隨著不確定性，導(dǎo)致出行時(shí)間可靠性難以得到有效保障.在缺乏出行時(shí)間信息服務(wù)情況下，出行者依據(jù)歷史出行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行決策；對(duì)于有到達(dá)時(shí)刻需求的出行活動(dòng)，為了保障出行過(guò)程的可靠，出行者往往需要預(yù)算較長(zhǎng)出行時(shí)間裕量來(lái)克服行程時(shí)間的不確定性，導(dǎo)致遭遇較長(zhǎng)的早到時(shí)間損失.

ATIS采用一系列信息采集和通信技術(shù)為出行者提供廣泛的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)出行信息；其中，出行時(shí)間信息對(duì)出行行為決策的影響最顯著，包括出行方式[1-2]、出行路徑[3]，以及出發(fā)時(shí)刻選擇等，盡管三者之間存在潛在相關(guān)性，出行方式與出行路徑對(duì)于特定出行者而言在一定時(shí)間范圍內(nèi)具有穩(wěn)定性，出行者對(duì)出行時(shí)間信息的需求主要體現(xiàn)在出發(fā)時(shí)刻優(yōu)化決策.出發(fā)時(shí)刻選擇研究大致分為兩類：第一類出發(fā)時(shí)刻是關(guān)于時(shí)間連續(xù)的優(yōu)化模型，如“head start”模型[4]、“safety margin”模型[5]、時(shí)間價(jià)值偏好模型[6]、前景理論模型和加速失效時(shí)間模型[7]等；第二類將出發(fā)時(shí)刻選擇問(wèn)題離散成提前、保持或延后等選項(xiàng)，然后采用Logit模型研究個(gè)人社會(huì)與經(jīng)濟(jì)屬性[8]、出行活動(dòng)類型及其特征[9]、交通運(yùn)行狀態(tài)、信息服務(wù)內(nèi)容與質(zhì)量[10]等因素對(duì)出發(fā)時(shí)刻選擇行為的影響.上述針對(duì)出發(fā)時(shí)刻優(yōu)化決策的研究均以有到達(dá)時(shí)刻要求的出行活動(dòng)(如通勤)作為研究對(duì)象；然而并非所有的出行活動(dòng)都有提前到達(dá)要求，對(duì)于類似購(gòu)物等休閑類型出行活動(dòng)，其對(duì)到達(dá)時(shí)刻需求沒(méi)有顯著偏好，甚至還有一些出行活動(dòng)對(duì)滯后到達(dá)有偏好，比如有營(yíng)業(yè)開始時(shí)間限制的場(chǎng)館參觀類型出行活動(dòng)，即便都是對(duì)到達(dá)時(shí)刻有要求的出行活動(dòng)(如乘火車、乘飛機(jī)、通勤等)，其對(duì)提前到達(dá)時(shí)長(zhǎng)的需求也有顯著差異.

我國(guó)ATIS建設(shè)與應(yīng)用取得了飛速發(fā)展，以百度、高德地圖等為代表的出行軟件均提供了各種出行方式條件下的出行路徑及其出行時(shí)長(zhǎng)信息服務(wù)，但是主要以有到達(dá)時(shí)刻要求的出行者為服務(wù)對(duì)象，發(fā)布的出行時(shí)間超過(guò)實(shí)際出行時(shí)間，將會(huì)給沒(méi)有提前到達(dá)需求的出行者造成早到時(shí)間損失，因此，需要研究不同類型出行者在不同出行活動(dòng)條件下對(duì)期望到達(dá)時(shí)間需求的差異特性，合理劃分ATIS用戶群體，優(yōu)化提供符合出行者出行需求的出行時(shí)間信息.

1 最優(yōu)出發(fā)時(shí)刻與出行時(shí)間選擇

出行者在進(jìn)行出發(fā)時(shí)刻決策時(shí)通常會(huì)面臨如下困境：過(guò)早的出發(fā)時(shí)刻選擇將導(dǎo)致抵達(dá)終點(diǎn)時(shí)遭遇早到時(shí)間損失，而過(guò)晚的出發(fā)時(shí)刻選擇將導(dǎo)致抵達(dá)終點(diǎn)時(shí)遭遇遲到時(shí)間延誤，即出發(fā)時(shí)刻選擇的“兩難區(qū)”問(wèn)題.

定義.Ts為期望到達(dá)時(shí)刻；Th為出發(fā)時(shí)刻；tr為出行時(shí)長(zhǎng).若Th+trTs，出行者將晚于期望到達(dá)時(shí)刻抵達(dá)，遭遇遲到時(shí)間延誤，遲到時(shí)長(zhǎng)tL=Th+tr-Ts.理想而言，最佳出發(fā)時(shí)刻Th*是使得出行者恰好在期望到達(dá)時(shí)刻抵達(dá)出行終點(diǎn)，即滿足Ts-Th*-tr=0.然而，tr并不是一個(gè)確定變量，出行者通過(guò)權(quán)衡早到與晚到時(shí)間的相對(duì)價(jià)值來(lái)優(yōu)化決策出發(fā)時(shí)刻.

借鑒文獻(xiàn)[6]的基于時(shí)間價(jià)值差異偏好的出發(fā)時(shí)刻優(yōu)化模型，定義α,β,γ分別為出行時(shí)間、早到時(shí)間以及遲到時(shí)間的單位時(shí)間成本，出行時(shí)間成本可表達(dá)為關(guān)于出發(fā)時(shí)刻的函數(shù)

C(Th)=αtr+βtE+γtL

(1)

假定出行時(shí)長(zhǎng)tr的概率分布與密度函數(shù)分別為F(tr)與f(tr)，出行時(shí)間成本期望值為

(2)

式中:μ(tr)為出行時(shí)長(zhǎng)期望值.

使得出行時(shí)間成本最低的最佳出發(fā)時(shí)刻滿足條件

?EC(Th)/?Th=β-(β+γ)×(1-F(Ts-Th))=0

(3)

此時(shí)，最佳出發(fā)時(shí)刻選擇為

Th*=Ts-F-1[1-β/(β+γ)]=
Ts-F-1[1/(β/γ+1)]

(4)

最佳出行時(shí)長(zhǎng)預(yù)估為

(5)

式(4)表明最優(yōu)出發(fā)時(shí)刻選擇取決于出行者對(duì)單位早到與遲到時(shí)間成本的感知差異，即β/γ的大小；式(5)表明當(dāng)發(fā)布出行時(shí)間信息時(shí)，應(yīng)考慮出行者對(duì)早到/遲到時(shí)間價(jià)值的感知差異.不同出行對(duì)象及不同出行活動(dòng)條件下早到/遲到時(shí)間價(jià)值感知會(huì)存在差異，然而當(dāng)前ATIS系統(tǒng)沒(méi)有考慮用戶類型與出行活動(dòng)類型差異，導(dǎo)致提供的出行時(shí)間信息只能滿足特定出行群體的出行需求.

本研究通過(guò)SP調(diào)查方式獲取不同類型出行者在不同出行場(chǎng)景下對(duì)期望早到與晚到時(shí)間的分布特征，采用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法論證出行者職業(yè)類型與出行活動(dòng)類型差異是否對(duì)期望到達(dá)時(shí)間分布有顯著差異影響，用以劃分出行時(shí)間信息服務(wù)的用戶群體，最后針對(duì)不同用戶群體的出行時(shí)間信息優(yōu)化發(fā)布策略予以了討論.

副詞—是現(xiàn)代漢語(yǔ)語(yǔ)法當(dāng)中極具復(fù)雜性和重要性的詞類之一，在現(xiàn)代漢語(yǔ)語(yǔ)法研究中有著不可替代的作用，同時(shí)也是爭(zhēng)議頗多的話題之一。是指在句子中表示行為或狀態(tài)特征的詞，用義修飾動(dòng)詞，形容詞，其他副詞或全句，表示時(shí)間，地點(diǎn)，程度，方式等概念。從副詞的基本知識(shí)的掌握著手，通過(guò)對(duì)副詞的定義，性質(zhì)，劃分等問(wèn)題的介紹，以及目前對(duì)現(xiàn)代漢語(yǔ)副詞研究方法的總結(jié)，進(jìn)而分析副詞使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出相關(guān)的完善建議。

2 SP數(shù)據(jù)收集

2.1 調(diào)查問(wèn)卷設(shè)計(jì)

1) 職業(yè)類型選取 參考《中華人民共和國(guó)職業(yè)分類大典》，按照出行者的工作類型與工作狀態(tài)，結(jié)合調(diào)查問(wèn)卷職業(yè)類型分類，將調(diào)查對(duì)象細(xì)分為六類：學(xué)生(D1)、公司職員(D2)、政府/事業(yè)單位職員(D3)、一般自由職業(yè)從業(yè)人員(D4)、個(gè)體經(jīng)營(yíng)從業(yè)人員(D5)，及退休員工/無(wú)業(yè)人員(D6).

2) 出行場(chǎng)景劃分 不同出行目的情形下，出行者對(duì)于早到時(shí)間的偏好程度與遲到時(shí)間的容忍程度具有顯著差異，本研究設(shè)計(jì)的問(wèn)卷包括以下三類出行活動(dòng)：對(duì)早于計(jì)劃時(shí)刻到達(dá)有顯著偏好，對(duì)晚于計(jì)劃時(shí)刻到達(dá)有顯著偏好，對(duì)早于或晚于計(jì)劃時(shí)刻到達(dá)沒(méi)有顯著偏好差異.對(duì)于有提前到達(dá)需求的出行活動(dòng)，不同場(chǎng)景下對(duì)到達(dá)時(shí)刻要求的嚴(yán)格程度存在差異.問(wèn)卷設(shè)計(jì)的出行場(chǎng)景分為五類,見表1.

表1 出行場(chǎng)景設(shè)計(jì)

3) 調(diào)查問(wèn)題設(shè)計(jì) 調(diào)查問(wèn)題設(shè)計(jì)的主要目的是獲取不同調(diào)查對(duì)象在不同出行場(chǎng)景下的期望到達(dá)時(shí)間分布.具體而言，針對(duì)A1與A2，滯后到達(dá)是出行者無(wú)法接受的，因此調(diào)查問(wèn)題僅為期望提前到達(dá)時(shí)間；針對(duì)A3，滯后到達(dá)是出行者不期望出現(xiàn)的，調(diào)查問(wèn)題包括期望提前到達(dá)時(shí)間(A3a)與容忍滯后到達(dá)時(shí)間(A3b)；針對(duì)A4與A5，滯后到達(dá)是出行者可以甚至愿意接受的，調(diào)查問(wèn)題包括期望提前到達(dá)時(shí)間(A4a與A5a)與期望滯后到達(dá)時(shí)間(A4b與A5b).

2.2 調(diào)查實(shí)施與數(shù)據(jù)預(yù)處理

調(diào)查共發(fā)放問(wèn)卷600份，收回問(wèn)卷587份，有效問(wèn)卷519份(D1，104份；D2，138份；D3，115份；D4，76份；D5，40份；D6，46份)，發(fā)放地點(diǎn)分布于大學(xué)/高中校園、火車站與機(jī)場(chǎng)等候廳、地鐵與公共汽車候車站點(diǎn)、購(gòu)物中心，以及博物館.

不同場(chǎng)景之間調(diào)查問(wèn)題的選項(xiàng)設(shè)計(jì)(時(shí)間長(zhǎng)度的分類尺度)存在差異，無(wú)法直接用以檢驗(yàn)出行時(shí)間期望分布曲線的差異程度，需要將問(wèn)卷調(diào)查獲取的頻數(shù)分布數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成累積頻率分布數(shù)據(jù).

3 出行對(duì)象與出行活動(dòng)差異對(duì)期望到達(dá)時(shí)間的影響

3.1 出行對(duì)象職業(yè)差異對(duì)期望到達(dá)時(shí)間的影響

在相同出行場(chǎng)景下，不同職業(yè)類型出行者對(duì)于期望早到時(shí)間與容忍/期望晚到時(shí)間的累計(jì)頻率分布曲線見圖1，其出行選擇行為可以認(rèn)為彼此獨(dú)立，采用獨(dú)立樣本非參數(shù)檢驗(yàn)(雙樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn))期望到達(dá)時(shí)間累積頻率分布曲線之間的差異性顯著程度，見表2.

圖1 不同職業(yè)出行者對(duì)相同出行場(chǎng)景的期望到達(dá)時(shí)間累計(jì)頻率分布

表2 不同職業(yè)出行者對(duì)相同出行場(chǎng)景期望到達(dá)時(shí)間累計(jì)頻率分布差異性檢驗(yàn)

結(jié)果表明，相同出行場(chǎng)景下不同職業(yè)類型出行對(duì)象的期望到達(dá)時(shí)間累積頻率分布之間沒(méi)有顯著差異(p-value>0.05).對(duì)于ATIS系統(tǒng)而言，沒(méi)有按照出行對(duì)象職業(yè)類型提供差異化出行時(shí)間信息服務(wù)的需求.

3.2 出行活動(dòng)場(chǎng)景差異對(duì)期望到達(dá)時(shí)間的影響

對(duì)于相同職業(yè)類型出行對(duì)象，不同類型出行場(chǎng)景的期望早到時(shí)間與容忍/期望晚到時(shí)間的累計(jì)頻率分布曲線見圖2.不同出行場(chǎng)景類型之間的選擇行為與出行者屬性密切相關(guān)，因此采用相關(guān)樣本非參數(shù)檢驗(yàn)(Wilcoxon帶符號(hào)秩檢驗(yàn))期望到達(dá)時(shí)間累積頻率分布曲線之間的差異性顯著程度.

首先對(duì)相同職業(yè)出行對(duì)象在不同出行場(chǎng)景下的期望早到時(shí)間累積頻率分布曲線之間的差異性進(jìn)行檢驗(yàn)，見表3.

圖2 相同職業(yè)出行者對(duì)不同出行場(chǎng)景的期望到達(dá)時(shí)間累計(jì)頻率分布曲線

表3 相同職業(yè)出行者對(duì)不同出行場(chǎng)景期望早到時(shí)間累計(jì)頻率分布差異性檢驗(yàn)

結(jié)果表明：相同職業(yè)類型出行對(duì)象對(duì)不同出行場(chǎng)景類型之間的期望早到時(shí)間累積頻率分布曲線之間呈現(xiàn)出顯著差異(p-value<0.05)，除了D5類型出行對(duì)象在A1與A2、A3與A5兩組累積頻率分布曲線之間沒(méi)有表現(xiàn)出顯著差異(但是其顯著性檢驗(yàn)系數(shù)也比較低)，可能的原因是該群體經(jīng)濟(jì)收入較高且額外的自由支配時(shí)間多用以經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，因此對(duì)于這兩組出行活動(dòng)之間的早到時(shí)間價(jià)值感知差異較小.

對(duì)相同職業(yè)出行對(duì)象在不同出行活動(dòng)場(chǎng)景下的容忍/期望晚到時(shí)間累積頻率分布曲線之間的差異性進(jìn)行檢驗(yàn)，見表4.

表4 相同職業(yè)出行者對(duì)不同出行場(chǎng)景容忍/期望晚到時(shí)間累計(jì)頻率分布差異性檢驗(yàn)

結(jié)果表明：相同職業(yè)類型出行對(duì)象對(duì)不同出行場(chǎng)景類型之間的期望晚到時(shí)間累積頻率分布曲線之間存在著顯著差異(p-value<0.05)，除了D3與D5類型出行對(duì)象在A3與A4兩類出行場(chǎng)景下的容忍/期望晚到時(shí)間累積頻率分布曲線之間沒(méi)有呈現(xiàn)出顯著差異.可能的原因是D3與D5群體在日常出行當(dāng)中對(duì)于遲到時(shí)間的容忍度較低或者時(shí)間價(jià)值感知較高而對(duì)最佳到達(dá)時(shí)刻較為敏感，傾向于按照最佳到達(dá)時(shí)刻進(jìn)行出行決策；對(duì)于其他職業(yè)類型出行群體，A3場(chǎng)景下的晚到時(shí)間價(jià)值感知要顯著高于A4場(chǎng)景下的晚到時(shí)間價(jià)值.

從總體趨勢(shì)而言，相同職業(yè)類型出行者在面對(duì)不同出行場(chǎng)景時(shí)其期望到達(dá)時(shí)間存在著顯著差異性.對(duì)于ATIS系統(tǒng)，有必要根據(jù)出行者的出行活動(dòng)類型來(lái)提供差異化的出行時(shí)間信息服務(wù).

4 出行時(shí)間信息發(fā)布策略

出行活動(dòng)類型差異是決定出行時(shí)間信息服務(wù)需求的關(guān)鍵要素，本研究將按照出行場(chǎng)景類型對(duì)出行時(shí)間信息發(fā)布策略予以討論.

式(4)～(5)表明決定最優(yōu)出發(fā)時(shí)刻選擇與出行時(shí)長(zhǎng)的關(guān)鍵參數(shù)是出行者對(duì)單位早到與晚到時(shí)間之間相對(duì)價(jià)值感知的差異程度.雖然本研究沒(méi)有量化標(biāo)定β與γ的絕對(duì)值，但是單位時(shí)間成本與期望時(shí)間長(zhǎng)度之間存在反比關(guān)系，即單位早到時(shí)間成本越低，出行者的期望早到時(shí)間越長(zhǎng)，反之亦然.因此，假定單位早到/晚到時(shí)間成本之間的比值β/γ近似等于期望晚到時(shí)間與期望早到時(shí)間的比值，即

β/γ≈E(tL)/E(t)

(6)

最佳旅行時(shí)長(zhǎng)發(fā)布值為

(7)

1) 有嚴(yán)格達(dá)到時(shí)刻要求的出行活動(dòng) 對(duì)于乘火車(A1)或乘飛機(jī)(A2)等以銜接長(zhǎng)途客運(yùn)為目的的高附加值出行活動(dòng)，出行者對(duì)于晚于計(jì)劃時(shí)刻到達(dá)的敏感性非常強(qiáng)烈，因此，推薦按照99分位值歷史行程時(shí)間發(fā)布出行時(shí)長(zhǎng).如果發(fā)布信息內(nèi)容為出發(fā)時(shí)刻，根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的A1與A2場(chǎng)景下期望提前到達(dá)時(shí)長(zhǎng)均值分別為37.60與57.39 min，推薦A1出行場(chǎng)景出發(fā)時(shí)刻按照提前99分位值歷史行程時(shí)間+40 min的出行時(shí)長(zhǎng)發(fā)布，A2出行場(chǎng)景出發(fā)時(shí)刻按照提前99分位值歷史行程時(shí)間+60 min的出行時(shí)長(zhǎng)發(fā)布.

2) 有提前到達(dá)需求的出行活動(dòng) A3場(chǎng)景下期望提前與容忍滯后到達(dá)時(shí)長(zhǎng)均值分別為18.18與6.34 min，按照式(7)預(yù)估的最佳出行時(shí)長(zhǎng)發(fā)布值為74分位值歷史行程時(shí)間，但是并不合理，因?yàn)檫@意味著出行者將面臨著26%的遲到概率；調(diào)查問(wèn)卷設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮出行者在A3場(chǎng)景下的容忍遲到概率.

考慮容忍遲到概率的最佳出行時(shí)長(zhǎng)發(fā)布值按照如下計(jì)算

(8)

式中:pL為容忍遲到概率.

當(dāng)出行者容忍遲到概率為3次/月(pL=3/22)與1次/月(pL=1/22)時(shí)推薦發(fā)布的出行時(shí)長(zhǎng)分別為95與98分位值歷史行程時(shí)間.

3) 有滯后到達(dá)偏好的出行活動(dòng) A4場(chǎng)景下期望提前與滯后到達(dá)時(shí)長(zhǎng)均值分別為7.79與7.15 min，此時(shí)出行者不需要考慮遲到問(wèn)題，按照式(7)推薦發(fā)布的最佳出行時(shí)長(zhǎng)為52分位值歷史行程時(shí)間.

期望早到與晚到時(shí)間均值之間差異不明顯，出行者沒(méi)有表現(xiàn)出顯著滯后到達(dá)偏好.假如出行者對(duì)于早于計(jì)劃時(shí)刻到達(dá)的概率也有容忍要求，考慮容忍早到概率的最佳出行時(shí)長(zhǎng)發(fā)布值按照如下計(jì)算

(9)

式中:pE為容忍早到概率.

pE=0.6與pE=0.4情況下推薦發(fā)布的出行時(shí)長(zhǎng)分別為40分位值和30分位值歷史行程時(shí)間，此時(shí)出行者將會(huì)表現(xiàn)出顯著的滯后到達(dá)偏好.

4)無(wú)顯著到達(dá)時(shí)刻偏好的出行活動(dòng) A5場(chǎng)景下期望提前與滯后到達(dá)時(shí)長(zhǎng)均值分別為14.54與10.45 min，此時(shí)出行者不需要考慮遲到或早到問(wèn)題，按照式(7)推薦發(fā)布的最佳出行時(shí)長(zhǎng)為58分位值歷史行程時(shí)間.對(duì)比期望早到與晚到時(shí)間均值發(fā)現(xiàn)，A5場(chǎng)景下即便對(duì)于到達(dá)時(shí)刻沒(méi)有嚴(yán)格要求，出行者仍然表現(xiàn)出一定程度的早到偏好.

5 結(jié) 束 語(yǔ)

本文針對(duì)不同出行對(duì)象對(duì)不同出行活動(dòng)的期望到達(dá)時(shí)間進(jìn)行了調(diào)查分析，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同職業(yè)類型出行對(duì)象對(duì)于相同類型出行活動(dòng)的期望到達(dá)時(shí)間沒(méi)有顯著差異，而同一職業(yè)類型出行對(duì)象對(duì)于不同類型出行活動(dòng)的期望到達(dá)時(shí)間卻存在顯著差異，并針對(duì)不同出行活動(dòng)類型的最佳出行時(shí)長(zhǎng)發(fā)布策略予以了探討.對(duì)于公眾出行信息服務(wù)系統(tǒng)而言，在提供出行時(shí)間信息服務(wù)時(shí)，應(yīng)該增加關(guān)于出行活動(dòng)類型的選項(xiàng)，滿足不同出行活動(dòng)需求的出行者對(duì)出行時(shí)間效用的需求，提升出行信息服務(wù)系統(tǒng)的吸引力.