请谈谈离散选择模型在交通行为分析中的应用

xjtuits

我们打算启动实时交通信息估计与预测系统的研发（基于模拟法的DTA系统）。其中一个困难的问题是描述出行者对交通信息的各种响应行为，包括在ITS的环境中如何选择自己的出行时间、方式、路径，以及在途中的路径选择行为。大量的模型都是基于离散选择理论（McFadden教授和Moshe Ben-Akiva教授提出的一套理论），这似乎是来自微观经济学里的一套分析方法。不知大家对此理论有何看法，是否真的有效；另外如何标定模型的参数，证实其有效性？谢谢！

[ 本帖最后由 水寿松 于 2009-4-28 03:03 编辑 ]

itslu

出行者对于ITS环境下的响应行为研究真的很重要，这在很大程度上决定了出行者信息系统的使用效果，最近我也在考虑这个问题。在同济交通论坛上碰到了一位在日本的中国学者，他在做交通行为分析，主要是用概率论进行研究。楼主能不能提供一些上面提到的离散选择理论的资料啊，文章、著作，网页都可以。多谢

水寿松

离散选择理论在交通系统中的应用，特别是在ITS环境下建构的交通行为是否科学以及能够含有一些原始性创新的交通技术，我个人觉得都有相当程度的不可预见性！
但是，我承认这确实是科学技术发展到目前这一阶段，为解决交通出行问题而提出的，不是说一定有效，就真的马上就出成果了，正如政府说有科技经费的投入，立马科学界就“产生”所谓的重大课题了！
另外，版上可能会有部分版友不熟悉离散选择理论，楼主是否抽空简要介绍一下，我本人也不知道的！
多谢！

水寿松

[这个贴子最后由水寿松在 2004/11/27 10:54pm 第 3 次编辑]

终于找到一点资料，呵呵！
Discrete Choice Methods with Simulation (2003)
作者: Kenneth Train
该书理论蛮新, 讲得透彻. 包括了时下新潮的mixed logit model, logit kernel model, mixed RP & SP data等内容. 作者Train是McFadden的得意门生, 现任伯克立经济系系主任, 教授, 和Ben-Akiva (MIT教授, 是上面第一本书的作者)可以算是当今discrete choice modelling领域的两个大牛.
该书可以免费下载: http://elsa.berkeley.edu/choice2/all.zip，可能有时间限制，快点啊，晚了就来不及了。

xjtuits

谢谢itslu和版主的解答！
ITS环境中的出行选择行为建模应是一个十分活跃的研究领域。我对此的了解不多，但知道这对于ATIS的研究与实现是十分重要的。版主推荐的"Discrete Choice Methods with Simulation"应是该研究领域一本很新和很优秀的著作，值得一读。对于如何标定离散选择模型中的参数，是一个难题。最近了解到，MIT的一位博士生打算用一些路段的交通流量等数据去标定模型中的参数。因为，路段流量是出行者出行选择行为的间接反映，里面蕴含了出行选择信息；这就和利用路段交通流量与行程时间去估计和预测动态OD流量的原理类似。

irico

离散选择理论实际上在数学上是一个比较难的问题。原来和MIT得一位学生交流过。
她硕士论文就是做的这个。后来到西北大学做的研究。
本人数学很差，所以就放弃了用离散选择来做仿真的DTA。
恰好我目前也在作基于仿真得DTA。但是我是参考马里兰Mahmassani的系统。
我们目前的核心仿真软件是微观的模型。目前已经出来了。至于能否用到实时这个层面，效率还有待考证。所以还不能说结果怎么样。但是我想规划这个层次总是可以的。
实际上目前做这块的两个大牛，一个是Mahmassani，另一个是Akiva。目前美国做这个方面的研究，基本上是这两个人的学生在做。
以后可以详细的探讨一下。
qq：277719312

水寿松

呵呵，楼上的微观模型是哪种？能否详细谈一谈，是基于跟车还是元胞？
目前实用的基于元胞自动机理论的微观模型。成功的典范算是洛斯阿拉莫斯国家实验室开发完成的Transims了，不知道你们开发的和这个有何异同？
如果光光用来做城市规划，未免有些大材小用了吧？

huanghaijun

离散选择模型,说起来话长. 自然科学和社会科学里都在使用它. 生物进化,动物迁徙,消费行为,都用得挺欢. 在交通行为中也是用的很成功的. 版主列的几个热门大方向主要是离散选择理论在方法层面上的几个前进方向,说得很到位.
除了上面美国几位大科学家,还有澳大利亚的著名经济学家Hensher也很喜欢用这种理论.Bhat也用得多.
我本人在做activity-based 模型时,在分析ATIS对行为的影响时,用到nested logit 公式,附件是一篇相关论文,把logit与DTA结合在一起.
概率统计知识强的人,可以攻一攻在logit方面的理论问题和方法论问题. 我们的重点是使用它建立模型, 它比probit模型好用.知道logit-based模型有许多缺陷,也很想改进logit模型, 但目前我们的知识和能力不够.

水寿松

很感谢黄老师回复，不过需要声明的是是楼主 xjtuits 列出了离散选择理论在方法层面上的几个前进方向，偶还是一窍不通的！呵呵……
书下载下来了，另找个时间上传上来给大家下载吧！

xjtuits

离散选择模型可用于描述出行者如何选择出行方式（如公共交通工具、自驾车出行）、出行时间（如早出发或晚出发一个时间段）、出行路径等，也可用于描述在途中如何对交通信息作出响应，从而更改行车路径。对每一种选择，计算其对应的效用（通常是一些变量的线性组合。对路径选择来说，可包括其长度、左转弯数、信号交叉口数等），将该效用代入到Logit型模型中，可得到该项选择的概率值。在需求仿真器中，产生一个出行者，基于计算出的概率值，利用随机仿真法，可得到该出行者对路径的选择结果。思路大抵就是这样，更深入的我也说不清楚了：）
我们实际上正在做实时交通信息估计与预测系统，是一套基于中观交通仿真法的软件，包括供给与需求仿真。硕士时做了一个包含9个路口的微观可视化交通仿真软件（基于跟车、换道和事件响应等模型），感觉网络中车辆数超过300时，动画刷新速度就明显变慢。基于仿真法的实时DTA系统应该满足仿真速度至少是实际系统运行速度的几倍以上（至少对几十个路口的网络应该如此），因此，DynaMIT和DynaSmart-X都采用了中观仿真的思路。当然了，如果计算速度允许，基于微观仿真法的DTA也是很好的选择。

huanghaijun

我的意思是说,中国要是有一批人研究mixed logit model, logit kernel model, mixed RP & SP data,这些东西就好了. 目前,一碰到基本的理论层面上的东西, 我们都是跟着西方人走. 要么就是用人家的理论都用得不对.
目前很难找到愿意苦钻mixed logit model, logit kernel model, mixed RP & SP dat这些艰涩东西的人, 都是MIT, UCB人在做, 公式出来后,我们拿来套一下中国的数据.

irico

跟车是herman的非线性模型。只是参数重新校正了。
当然跟驰模型是DLL文件，应该可以替换新的。但是CA的话我们没有考虑。目前只是transim和德国的一个微观软件用上了。前几天遇见浙大的同门。他们也是用的元胞自动机模型。
至于我们软件用处，并不是城市规划，而是ATIS一系列非实时问题的仿真解答
当然最终是用到实时这个层面，现在还是再实验室测试阶段，不好回答。但是基于HLA的版本现在已经有了

irico

下面引用由xjtuits在 2004/11/30 09:39pm 发表的内容：
离散选择模型可用于描述出行者如何选择出行方式（如公共交通工具、自驾车出行）、出行时间（如早出发或晚出发一个时间段）、出行路径等，也可用于描述在途中如何对交通信息作出响应，从而更改行车路径。对每一种 ...

所以软件的体系结构很重要。当路网大时，实时这个层面对效率要求很高。
我想分布式应该是一个选择。原来老板做这个。感觉真是难。
想不到现在还得重操旧业。还好有人帮忙

xjtuits

如黄老师所言，仅是利用离散选择模型并不困难，现有的公式一套就可以了。但是一些深层次的东西确实应该花大力气去研究，国内在这方面的研究实在太少了。上博士时，我主要做动态OD矩阵估计与预测方面的工作，对离散选择模型只是了解，没有研究。现在面临开发实用的实时交通估计与预测系统(TrEPS)，正在学习这套理论。
对于实用的DTA系统，计算效率确实很关键。并行分布式仿真应是一种选择，如Paramics、Transims就可在并行机上运行。有的学者目前正在开展基于网格技术的交通信息处理系统的研发，都是很好的思路。DynaMIT和DynaSmart均可实现分布式仿真，软件总线基于Corba接口。Corba实时性可能不是太好，美国军方的分布式仿真采用了HLA（高层体系结构），应能够满足实时性要求。国内国防科技大学等一些单位开发成功的HLA仿真平台，不仅可用于军方，而且在交通仿真领域也应该大有用处，这确实是很好的思路。此外，如何建立交通仿真模型也很重要，应在仿真的精确性和计算的有效性之间取得合理的折衷，比如中观模型既利用了宏观流体模型的思路，也吸收了微观交通模型的一些优点，值得考虑。