交通分配模型的参数标定对于出行需求分析和管理至关重要。作为传统交通分配的扩展,有限理性活动-旅行分配 (BR-ATA) 内生地结合了基于活动的建模和交通分配,并且可以捕捉沿着活动-旅行模式的高维选择方面之间的相互依赖性。包含多次活动参与和有限理性行为扩大了选择空间,并对校准 BR-ATA 模型提出了挑战。迄今为止,尚未开发出用于BR-ATA参数校准的公式和解决方法。为了解决这个问题,

限理性标定出行者基于活动的出行需求探索

“凭借多状态超网络,我们将 BR-ATA 校准制定为优化问题,并分析了两个附加组件对校准问题的影响。考虑到时间维度,我们还提出了 BR-ATA 校准问题的动态公式。采用同时扰动随机逼近算法来解决所提出的校准问题。提供了数值示例来校准插图的基于活动的旅行需求。

BR 参数和活动参与影响校准

当 BR 参数取不同值时,运行时间在 [0.30, 0.40] 小时内。请注意,ATA 校准问题需要超过 2 小时才能达到停止条件。关于活动数量的影响,运行时间随着活动数量的增加而减少。

“我们可以得出结论,BR 相关参数落在 [0.05, 0.2] 范围内的运行时间相对稳定,并且比具有较小参数(即 0.01 或 ATA 校准问题)的运行时间短。此外,较少的活动总是导致流量集中在特定时间段和链路中。链路拥塞导致更多的 ATP 来平衡 OD 需求。” 青岛大学(中国)副教授王东解释道。

BR -ATA 校准问题的时间和空间维度扩展

SPSA 需要 8.2 小时才能达到 Sioux Falls 网络中 BR-ATA 校准问题的停止条件,并且校准后的需求近似于先验值。以一个家庭位置为例,该研究观察到校准需求的相对误差为 0.01。对于Sioux Falls 网络中的BR-DATA 标定问题,运行时间为0.92 小时,迭代次数为647 次。所有标定需求都趋近于先验值。为了进一步说明更大网络的可扩展性,BR-DATA 模型的校准是在马萨诸塞州东部网络进行的。SPSA 需要 10 多个小时才能完成 1000 次迭代,相应的 RMSN(误差测量值)小至 0.06。

“结果表明,SPSA 算法对于大规模网络中的 BR-ATA 和 BR-DATA 校准问题是可行的。”Feixiong Liao 说。“尽管如此,大规模的实际应用需要一种更有效的算法”,他补充道。

上述研究发表在清华大学出版社与爱思唯尔联合出版的完全开放获取期刊《交通运输研究通讯》(Communications in Transportation Research,COMMTR)。COMMTR 发表经过同行评审的高质量研究,这些研究代表了对新兴交通系统具有重要意义的重要进展。COMMTR 也是首批强制复制包以促进研究人员、从业者和公众理解和推进现有知识的交通期刊之一。清华大学出版社将酌情支付2021年至2025年所有已发表论文的开放获取费。