Анализ выбора вида транспорта в транспортном планировании.
Mode choice
Анализ выбора видов транспорта: 3-й этап транспортного планирования. Определение долей использования различных видов транспорта на основе данных о поездках.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Анализ выбора вида транспорта — третья стадия в традиционной четырехэтапной модели прогнозирования транспортных потоков, следующая за распределением поездок и предшествующая назначению маршрутов. На основе исходных данных таблицы «происхождение-назначение», полученных в результате распределения поездок, анализ выбора вида транспорта позволяет моделисту определить вероятности использования того или иного вида транспорта путешественниками. Эти вероятности называются долей использования видов транспорта и могут быть использованы для оценки количества поездок, совершаемых каждым доступным видом транспорта.
Mode choice analysis is the third step in the conventional four step transportation forecasting model of transportation planning, following trip distribution and preceding route assignment. From origin destination table inputs provided by trip distribution, mode choice analysis allows the modeler to determine probabilities that travelers will use a certain mode of transport. These probabilities are called the modal share, and can be used to produce an estimate of the amount of trips taken using each feasible mode.
История
Ранняя модель планирования транспорта, разработанная Чикагским транспортным исследованием (CATS), была ориентирована на общественный транспорт. Исследователи стремились выяснить, какая часть поездок сохранится с использованием общественного транспорта. CATS разделил поездки на два класса: поездки в Центральный деловой район, или КБР (в основном на метро, надземном транспорте, экспресс-автобусах и пригородных поездах) и все остальные (в основном на местной автобусной сети). В отношении последних, увеличение числа владельцев и использования автомобилей рассматривалось как взаимозаменяемость с использованием автобусов, и для анализа использовались данные о тенденциях. Поездки в КБР анализировались на основе исторических данных о выборе вида транспорта в сочетании с прогнозами землепользования в КБР. Подобные методы применялись во многих исследованиях. Например, спустя два десятилетия после CATS, исследование в Лондоне использовало практически ту же процедуру, но в этом случае исследователи сначала разделили поездки на поездки внутри центральной части города и поездки в его окрестностях. Это было сделано, поскольку предполагалось, что уровень дохода (определяющий покупку и использование автомобилей) влиял на выбор вида транспорта.
The early transportation planning model developed by the Chicago Area Transportation Study (CATS) focused on transit. It wanted to know how much travel would continue by transit. The CATS divided transit trips into two classes: trips to the Central Business District, or CBD (mainly by subway/elevated transit, express buses, and commuter trains) and other (mainly on the local bus system). For the latter, increases in auto ownership and use were a trade off against bus use; trend data were used. CBD travel was analyzed using historic mode choice data together with projections of CBD land uses. Somewhat similar techniques were used in many studies. Two decades after CATS, for example, the London study followed essentially the same procedure, but in this case, researchers first divided trips into those made in the inner part of the city and those in the outer part. This procedure was followed because it was thought that income (resulting in the purchase and use of automobiles) drove mode choice.
Дисaggregate модели спроса на поездки
Теория спроса на поездки была представлена в приложении о генерации трафика. Ядром этой области является набор моделей, разработанных на основе работ Стэна Уорнера 1962 года (Стратегический выбор вида транспорта в городских поездках: исследование бинарного выбора). Используя данные CATS, Уорнер исследовал методы классификации, применяя модели из биологии и психологии. Развиваясь на основе работ Уорнера и других ранних исследователей, возникли модели дезагрегированного спроса. Анализ является дезагрегированным, поскольку основными единицами наблюдения выступают отдельные индивиды, но агрегированным, так как модели дают единый набор параметров, описывающих выбор поведения популяции. Поведенческий аспект присутствует в теории, поскольку она использует концепции поведения потребителей из экономики и элементы концепций выбора из психологии. Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли (особенно Дэниел МакФадден, удостоенный Нобелевской премии по экономике за свои достижения) и Массачусетского технологического института (Моше Бен-Акива) (а также в консалтинговых фирмах, связанных с MIT, в частности Cambridge Systematics) разработали то, что стало известно как модели выбора, модели прямого спроса (DDM), модели случайной полезности (RUM) или, в наиболее распространенной форме, модель многомерной логистической регрессии (MNL). Модели выбора привлекли значительное внимание и стали предметом обширных исследований; эволюция этих моделей отражена в трудах Международной ассоциации исследований поведения при поездках. Эти модели рассматриваются в современных учебниках по планированию транспорта и транспортной инженерии. Одной из причин быстрого развития моделей была острая потребность. Предлагались системы (особенно системы общественного транспорта), для которых отсутствовал эмпирический опыт, подобный тому, что использовался при построении кривых переключения. Модели выбора позволяют сравнивать более двух альтернатив и учитывать важность характеристик этих альтернатив. Существовало также общее стремление к разработке метода анализа, который в меньшей степени зависел бы от агрегированного анализа и обладал бы более выраженным поведенческим содержанием. Привлекательность моделей выбора также объясняется их логическими и поведенческими корнями, уходящими в 1920-е годы, а также связью с теорией поведения потребителей Кельвина Ланкастера, теорией полезности и современными статистическими методами.
Travel demand theory was introduced in the appendix on traffic generation. The core of the field is the set of models developed following work by Stan Warner in 1962 (Strategic Choice of Mode in Urban Travel: A Study of Binary Choice). Using data from the CATS, Warner investigated classification techniques using models from biology and psychology. Building from Warner and other early investigators, disaggregate demand models emerged. Analysis is disaggregate in that individuals are the basic units of observation, yet aggregate because models yield a single set of parameters describing the choice behavior of the population. Behavior enters because the theory made use of consumer behavior concepts from economics and parts of choice behavior concepts from psychology. Researchers at the University of California, Berkeley (especially Daniel McFadden, who won a Nobel Prize in Economics for his efforts) and the Massachusetts Institute of Technology (Moshe Ben Akiva) (and in MIT associated consulting firms, especially Cambridge Systematics) developed what has become known as choice models, direct demand models (DDM), Random Utility Models (RUM) or, in its most used form, the multinomial logit model (MNL). Choice models have attracted a lot of attention and work; the Proceedings of the International Association for Travel Behavior Research chronicles the evolution of the models. The models are treated in modern transportation planning and transportation engineering textbooks. One reason for rapid model development was a felt need. Systems were being proposed (especially transit systems) where no empirical experience of the type used in diversion curves was available. Choice models permit comparison of more than two alternatives and the importance of attributes of alternatives. There was the general desire for an analysis technique that depended less on aggregate analysis and with a greater behavioral content. And there was attraction, too, because choice models have logical and behavioral roots extended back to the 1920s as well as roots in Kelvin Lancaster’s consumer behavior theory, in utility theory, and in modern statistical methods.
Дополнительные темы
Темы, которые не рассматриваются, включают в себя проблему «красный автобус, синий автобус»; использование вложенных моделей (например, оценка выбора между автомобилем и общественным транспортом, а затем оценка выбора между железнодорожным и автобусным транспортом); способы получения оценок избыточной полезности; а также оценка модели, качество её соответствия данным и т.п. По этим вопросам обратитесь к учебнику, например, Ortuzar и Willumsen (2001).
Topics not touched on include the “red bus, blue bus” problem; the use of nested models (e. g., estimate choice between auto and transit, and then estimate choice between rail and bus transit); how consumers’ surplus measurements may be obtained; and model estimation, goodness of fit, etc. For these topics see a textbook such as Ortuzar and Willumsen (2001).
Возвращение к корням
Вышеприведенное обсуждение основано на формулировке полезности, предложенной экономистами. Когда разрабатывалась модель MNL, некоторое внимание уделялось работам психологов в области выбора (например, аксиомам выбора Люса, обсуждаемым в его книге «Поведение при индивидуальном выборе», 1959 г.). Она имеет аналитическую сторону в моделировании вычислительных процессов. Акцент делается на том, как люди мыслят, когда делают выбор или решают задачи (см. Newell и Simon, 1972 г.). Иными словами, в отличие от теории полезности, она подчеркивает не сам выбор, а процесс его принятия. Она предоставляет концептуальную основу для анализа выбора маршрутов и планирования деятельности, учитывая долгосрочную и краткосрочную память, исполнительные механизмы и другие аспекты мышления и процессов принятия решений. Она выражается в виде правил, определяющих способы поиска и обработки информации. Несмотря на значительное внимание к поведенческому анализу в транспортных исследованиях, лучшие современные психологические идеи только начинают проникать в эту область (например, Golledge, Kwan и Garling, 1984 г.; Garling, Kwan и Golledge, 1994 г.).
The discussion above is based on the economist’s utility formulation. At the time MNL modeling was developed there was some attention to psychologist's choice work (e. g., Luce’s choice axioms discussed in his Individual Choice Behavior, 1959). It has an analytic side in computational process modeling. Emphasis is on how people think when they make choices or solve problems (see Newell and Simon 1972). Put another way, in contrast to utility theory, it stresses not the choice but the way the choice was made. It provides a conceptual framework for travel choices and agendas of activities involving considerations of long and short term memory, effectors, and other aspects of thought and decision processes. It takes the form of rules dealing with the way information is searched and acted on. Although there is a lot of attention to behavioral analysis in transportation work, the best of modern psychological ideas are only beginning to enter the field. (e. g. Golledge, Kwan and Garling 1984; Garling, Kwan, and Golledge 1994).