本發(fā)明涉及公路交通出行控制，尤其是涉及一種面向差異化收費(fèi)的貨車(chē)出行選擇路徑預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、高速公路差異化收費(fèi)能夠調(diào)整貨車(chē)的出行時(shí)間和路徑選擇，起到改善路網(wǎng)流通質(zhì)量、提高物流運(yùn)輸效率和降低物流運(yùn)輸成本的作用。貨車(chē)交通作為差異化收費(fèi)高速公路交通的主體，運(yùn)輸貨物、車(chē)型、重量和體積更加豐富多樣，貨車(chē)駕駛員出行更容易受到內(nèi)外環(huán)境的影響，且貨車(chē)交通是高速公路經(jīng)營(yíng)收入的主要來(lái)源。但在實(shí)施高速公路差異化收費(fèi)后，仍有一大部分比例貨車(chē)駕駛員未選擇高速公路出行。因此提取實(shí)施差異化收費(fèi)后貨車(chē)駕駛員關(guān)鍵出行行為特征，揭示貨車(chē)駕駛員出行選擇的內(nèi)在機(jī)理，是科學(xué)精準(zhǔn)制定高速公路貨車(chē)差異化收費(fèi)方案的重點(diǎn)。

2、現(xiàn)有研究大多基于傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)模型分析差異化收費(fèi)對(duì)貨車(chē)出行路徑選擇行為的影響，其模型結(jié)果僅給出差異化收費(fèi)變量與貨車(chē)司機(jī)出行路徑選擇之間的統(tǒng)計(jì)顯著性，無(wú)法量化各個(gè)屬性變量對(duì)貨車(chē)司機(jī)出行路徑選擇的影響程度；此外，還有研究采用假設(shè)的高速公路費(fèi)率變化分析對(duì)貨車(chē)駕駛員路線選擇的影響，難以準(zhǔn)確反映出高速公路差異化收費(fèi)后貨車(chē)出行選擇偏好，并不能確保貨車(chē)出行路徑預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種面向差異化收費(fèi)的貨車(chē)出行選擇路徑預(yù)測(cè)方法，能夠有效提高貨車(chē)出行選擇路徑預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種面向差異化收費(fèi)的貨車(chē)出行選擇路徑預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

3、s1、構(gòu)建隨機(jī)效用函數(shù)，以效用函數(shù)最大化理論擬合模型；

4、s2、基于隨機(jī)效用函數(shù)，通過(guò)建立二元logit模型來(lái)描述差異化收費(fèi)前后貨車(chē)駕駛員的出行選擇過(guò)程；

5、s3、應(yīng)用高速公路及對(duì)應(yīng)的平行公路交通流量數(shù)據(jù)對(duì)二元logit模型進(jìn)行模型參數(shù)標(biāo)定，構(gòu)建得到貨車(chē)出行選擇模型；

6、s4、將當(dāng)前實(shí)際的駕駛員個(gè)人屬性、車(chē)貨屬性、道路屬性、時(shí)間與經(jīng)濟(jì)性屬性數(shù)據(jù)輸入貨車(chē)出行選擇模型，輸出得到對(duì)應(yīng)的出行路徑預(yù)測(cè)結(jié)果。

7、進(jìn)一步地，所述步驟s1的具體過(guò)程包括：

8、考慮到影響貨車(chē)駕駛員出行選擇的影響因素，效用函數(shù)從個(gè)人屬性、車(chē)輛屬性、道路屬性和貨物屬性四個(gè)方面出發(fā)，構(gòu)建隨機(jī)效用函數(shù)，以效用函數(shù)最大化理論來(lái)擬合貨車(chē)駕駛員出行選擇的過(guò)程，效用函數(shù)為：

9、uij＝c+θ1aij+θ2bij+θ3cij+θ4dij

10、其中，aij為貨車(chē)駕駛員個(gè)人屬性的指標(biāo)，bij為車(chē)貨屬性的相關(guān)指標(biāo)，cij為道路屬性相關(guān)指標(biāo)，dij為時(shí)間與經(jīng)濟(jì)屬性相關(guān)指標(biāo)，c為常數(shù)項(xiàng)，θi(i＝1,2,3,4)為各屬性對(duì)應(yīng)的系數(shù)。

11、進(jìn)一步地，所述步驟s2包括以下步驟：

12、s21、建立貨車(chē)駕駛員選擇某出行路徑的效用函數(shù)；

13、s22、基于效用最大化理論，構(gòu)建貨車(chē)駕駛員選擇某出行路徑的概率；

14、s23、建立基于gumbel分布的logit貨車(chē)出行選擇模型。

15、進(jìn)一步地，所述步驟s21的具體過(guò)程為：

16、假設(shè)有m個(gè)貨車(chē)駕駛員，出行路徑集合為am，貨車(chē)駕駛員選擇的出行方案j所對(duì)應(yīng)的效用值為ujm，那么該貨車(chē)駕駛員選擇路徑i出行的關(guān)系滿足：

17、uim>ujm,i≠j,j∈am

18、uim＝vim+εim

19、其中，ujm為貨車(chē)駕駛員m選擇出行方案j的效用值，uim為貨車(chē)駕駛員m選擇某出行路徑i的效用函數(shù)，包括固定項(xiàng)vim和隨機(jī)概率項(xiàng)εim兩項(xiàng)，固定項(xiàng)是可觀測(cè)的，而隨機(jī)項(xiàng)是不可觀測(cè)的。

20、進(jìn)一步地，所述步驟s22的具體過(guò)程為：

21、根據(jù)效用最大化理論，貨車(chē)駕駛員m選擇出行路徑i的概率pim為：

22、pim＝prob(uim>ujm,i≠j,j∈am)

23、＝prob(vim+εim>vjm+εjm；i≠j,j∈am)

24、其中，0≤pim≤1，

25、進(jìn)一步地，所述步驟s23的具體過(guò)程為：

26、假設(shè)隨機(jī)項(xiàng)εjm(j＝1,2,…,jm)服從0到1的gumbel分布，則貨車(chē)駕駛員選擇方案1的概率為：

27、p1m＝prob(u1n≥ujm,j＝2,3,…,jm)

28、＝prob(v1m+ε1m≥vjm+εjm,j＝2,3,…,jm)

29、＝prob[v1m+ε1m≥maxj(vjm+εjm)]

30、令則p1m變形為：

31、

32、則基于gumbel分布的logit分布，得到：

33、

34、其中，由于貨車(chē)駕駛員在高速公路和平行公路之間的選擇是一個(gè)二元的結(jié)果，p高速為貨車(chē)駕駛員選擇高速公路的概率。

35、進(jìn)一步地，所述步驟s3的具體過(guò)程為：

36、貨車(chē)駕駛員出行時(shí)，每個(gè)貨車(chē)駕駛員對(duì)出行路徑的選擇是相對(duì)獨(dú)立的，將m個(gè)貨車(chē)駕駛員選擇出行路徑，看作m次貝努利試驗(yàn)，m個(gè)貨車(chē)駕駛員選擇n種出行路徑的人數(shù)分別是m1,m2,……,mn的聯(lián)合概率表示為：

37、

38、其中，m為貨車(chē)駕駛員總數(shù)，mi為選擇路徑i的貨車(chē)數(shù)，pi為貨車(chē)駕駛員對(duì)路徑i的選擇概率，為系數(shù)向量，對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù)，再分別對(duì)θ1,θ2,θ3和θ4求偏導(dǎo)，令各偏導(dǎo)數(shù)為0，即可確定θ1,θ2,θ3和θ4的值；

39、應(yīng)用高速公路及對(duì)應(yīng)的平行公路差異化收費(fèi)前后交通流量數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行標(biāo)定，完成模型構(gòu)建。

40、進(jìn)一步地，所述駕駛員個(gè)人屬性數(shù)據(jù)包括性別、年齡、駕齡、平均月收入、每月使用高速公路次數(shù)及選擇重視因素。

41、進(jìn)一步地，所述車(chē)貨屬性數(shù)據(jù)包括貨車(chē)類(lèi)型和貨物類(lèi)型。

42、進(jìn)一步地，所述時(shí)間與經(jīng)濟(jì)性屬性數(shù)據(jù)包括付費(fèi)方式、運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸里程及通行費(fèi)。

43、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

44、本發(fā)明基于隨機(jī)效用函數(shù)，通過(guò)建立二元logit模型來(lái)描述差異化收費(fèi)后貨車(chē)駕駛員的出行選擇過(guò)程，并應(yīng)用高速公路及對(duì)應(yīng)的平行公路差異化收費(fèi)前后交通流量數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行標(biāo)定，能夠有效提高貨車(chē)出行選擇模型的準(zhǔn)確性，準(zhǔn)確反映出高速公路差異化收費(fèi)后貨車(chē)駕駛員出行選擇偏好，進(jìn)而確保貨車(chē)出行選擇路徑預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

45、本發(fā)明基于多源差異化收費(fèi)前后的交通數(shù)據(jù)，以彌補(bǔ)通過(guò)假設(shè)的高速公路費(fèi)率變化分析對(duì)貨車(chē)駕駛員路線選擇的影響，構(gòu)建二元logit貨車(chē)出行選擇模型，通過(guò)提取差異化收費(fèi)前后貨車(chē)出行信息，能夠充分利用差異化收費(fèi)前后交通數(shù)據(jù)，以刻畫(huà)差異化收費(fèi)后貨車(chē)的出行特征，由此借助于多源差異化收費(fèi)前后的交通數(shù)據(jù)較為真實(shí)、有效、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)二元logit貨車(chē)出行選擇模型的構(gòu)建與校正，確保二元logit貨車(chē)出行選擇模型的準(zhǔn)確性。

46、本發(fā)明應(yīng)用高速公路及對(duì)應(yīng)的平行公路門(mén)架、收費(fèi)站、交調(diào)站等多源交通流量數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行標(biāo)定，由此能夠?qū)⒉町惢召M(fèi)相關(guān)數(shù)據(jù)充分有效融合，進(jìn)而提升二元logit貨車(chē)出行選擇模型構(gòu)建的精準(zhǔn)性、可靠性。