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交通信息在智能交通运输系统中起着重要的作用,从智能交通运输系统的
概念被提出以来,关于交通信息对出行者影响的研究就一直受到密切关注。国
内外不少学者和研究机构都对此进行了研究,并提出了各自的研究方法。但由
于缺乏严格的理论基础和适用的数学模型,目前该领域的研究进展缓慢。本论
文在总结国内外交通信息效用研究理论与方法的基础上,系统地对不考虑交通
信息有效性反馈(适用于非日常出行)和考虑交通信息有效性反馈(适用于日
常出行)两种条件下交通信息的作用机理进行研究,尝试采用风险决策、贝叶
斯推理、博弈论等理论和方法建立了相应的模型,并对影响交通信息效用的交
通信息质量、交通系统稳定性、出行者的出行经验等因素进行了分析,提出了
增加交通信息有效性的方法。
在不考虑交通信息有效性反馈条件下交通信息效用的研究中,论文首先从
不确定性的角度分析了出行者出行时面临的两类不确定性:选择的不确定性
(uncertainty of choice)和选择项执行的不确定性(uncertainty of execution),提
出了交通信息在减少这两类不确定性可能起到的作用:使出行者能了解其以前
未知的选择项,即能有更多的选择余地;使出行者对以前所了解的选择项有更
加明确的认知,即选择更加明确。然后,基于不确定性选择理论和离散贝叶斯
决策理论提出了信息变量离散时,出行经验与交通信息融合的计算方法,交通
信息效用的作用机理和交通信息效用的数学表示方法。最后应用不确定性选择
理论和连续贝叶斯推理,将这一研究结果推广到信息变量连续时的情形,并通
过算例,分析了提供交通信息条件下的出行选择行为计算过程和交通信息效用
的表示方法。研究表明本文提出的模型能定量地描述交通信息在减少出行选择
不确定性的作用,合理地反映交通信息对于出行决策的影响,为研究提供交通
信息条件下的出行奠定了理论基础。
在考虑交通信息有效性反馈条件下交通信息效用的研究中,论文首先分析
了有、无交通信息两种条件下出行者日常出行的决策过程,并通过对比,提出
了两种条件下出行者的认知更新过程和计算方法。然后在上述分析的基础上建
立了解析日常出行中交通信息效用的仿真模型,为分析日常出行中的交通信息
效用奠定了基础。最后通过该模型分析了交通信息质量、交通系统稳定性、出
行者的出行经验等因素对交通信息效用影响的敏感程度。研究表明交通信息准
确性越高、交通系统稳定性越差、出行者经验越少则交通信息的效用越大;发
布交通信息要有选择性,并不是交通信息越多交通信息的作用越大。
论文最后运用博弈论相关原理,提出了在日常出行和非日常出行的两种情
况下考虑出行者之间选择相互影响的交通信息效用解析方法。研究表明当交通
系统容量有限,且出行者数量又较多时,交通信息对于出行者作用的大小不仅
与自身选择行为有关,还与其他出行者对交通信息的反应有关,如果出行者不
能正确预测其他出行者对交通信息的反应,就会产生过度反应,反而会使交通
系统更加不稳定。因此需要理性地对待交通信息,充分发挥其优势,减少产生
的不良反应。
本论文从交通信息对减少出行选择不确定性影响的角度研究了交通信息的
效用,提出了交通信息效用的数学表示方法,系统地建立了交通信息效用静态
和动态模型,为分析交通信息的作用开拓了一条新的研究思路,为研究提供交
通信息条件下的选择行为奠定了理论基础,同时也为智能交通运输系统的评价
分析以及交通信息的优化利用提供了理论和指导方法。
关键词:交通信息,信息效用,不确定性,贝叶斯决策,博弈论