1、第42卷第4期2023年4月Vol.42 No.4Apr.2023重庆交通大学学报(自然科学版)JOURNAL OF CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)DOI：10.3969/j.issn.1674-0696.2023.04.16基于遗传算法的家庭活动出行决策研究何保红1，段玉琳1,郭 淼彳(1.昆明理工大学交通工程学院，云南昆明650500；2 京工业大学城市交通学院，北京100124)摘要:为探究家庭日常活动-出行决策行为，基于时间地理学方法,突出家庭联合活动与个体出行链间互动决策的过 程化表达,基于最优化理论,将家庭联合活动视为在
2、一定时空条件约束下,成员通过彼此间协作配合做出效用最大 化的活动安排和出行选择的结果，建立了家庭联合活动-出行决策模型;从昆明市2016年居民出行数据库中选取核 心家庭出行数据作为模型验证数据，采用遗传算法对模型进行求解，通过设置不同场景再现家庭活动-出行决策过 程，对模型计算结果与家庭成员实际出行链进行比较。结果表明:基础场景中有75.84%的家庭出行链与实际出行 链相符，扩展场景符合率为83.64%,验证了所建模型的合理性和适用性;对于受时空制约较强的活动，当某一家庭 成员无法完成该活动时，家庭会通过成员之间的依赖性进行传递，由其他成员以替代活动的形式进行协助，以实现 家庭成员时空制约的平
3、衡。关 键 词:交通运输工程;活动-出行决策;家庭联合活动;遗传算法中图分类号:U491.1+22 文献标志码:A 文章编号：1674-0696(2023)04-124-07Family Activities-Travel Decision Based on Genetic AlgorithmHE Ba ohong1,DUAN Yu l in1,GUO Mia o2(1.Fa c u l t y o Tr a nspor t a t ion Engineer ing,Ku nming Univer sit y o Sc ienc e a nd Tec hnol ogy,Ku nming 650
4、500,Yu nna n,China;2.Col l ege of Met r opol it a n Tr a nspor t a t ion,Beijing Univer sit y of Tec hnol ogy,Beijing 100124,China)Ab st r a c t:In or d er t o ex pl or e t he fa mil y s d a il y a c t ivit ies-t r a vel d ec ision-ma king b eha vior,t he t ime geogr a phy met hod wa s u sed t o hig
5、hl ight t he pr oc ed u r a l ex pr ession of int er a c t ive d ec ision-ma king b et ween fa mil y joint a c t ivit ies a nd ind ivid u a l t r a vel c ha ins.Ba sed on t he opt imiza t ion t heor y,fa mil y joint a c t ivit ies wer e r ega r d ed a s t he r esu l t of ma x imizing t he effec t iv
6、eness of a c t ivit y a r r a ngement s a nd t r a vel c hoic es ma d e b y memb er s t hr ou gh c ol l a b or a t ion a nd c ooper a t ion u nd er c er t a in spa t iot empor a l c onst r a int s?a nd a fa mil y joint a c t ivit尸t r a vel d ec ision-ma king mod el wa s est a b l ished.The t r a vel
7、 d a t a o nu c l ea r fa mil y wa s sel ec t ed fr om t he 2016 r esid ent t r a vel d a t a b a se of Ku nming a s t he mod el va l id a t ion d a t a,a nd t he genet ic a l gor it hm wa s u sed t o sol ve t he mod el.By set t ing d iffer ent sc ena r ios t o r epr od u c e t he fa mil y a c t ivi
8、t y-t r a vel d ec ision-ma king pr oc ess?t he mod el c a l c u l a t ion r esu l t s wer e c ompa r ed wit h t he a c t u a l t r a vel c ha in of fa mil y memb er s.The r esu l t s show t ha t 75.84%o t he fa mil y t r a vel c ha ins in t he nor ma l sc ene a r e c onsist ent wit h t he a c t u a
9、 l t r a vel c ha ins,a nd t he c ompl ia nc e r a t e of t he ex t end ed sc ene is 83.64%,whic h ver ifies t he r a t iona l it y a nd a ppl ic a b il it y of t he pr oposed mod el.For a c t ivit ies t ha t a r e st r ongl y c onst r a ined b y t ime a nd spa c e,when a fa mil y memb er is u na b
10、l e t o c ompl et e t he a c t ivit y,t he fa mil y wil l t r a nsmit it t hr ou gh d epend enc y b et ween memb er s)a nd ot her memb er s wil l a ssist in t he for m of a l t er na t ive a c t ivit ies t o a c hieve a b a l a nc e o t ime a nd spa c e c onst r a int s a mong fa mil y memb er s.Key
11、 wor d s：t r a ffic a nd t r a nspor t a t ion engineer ing；a c t ivit尸t r a vel d ec ision；fa mil y joint a c t ivit ies;genet ic a l gor it hm收稿日期：2021-10-13；修订日期：2023-03-09基金项目：国家自然科学基金项目(51668029)第一作者:何保红(1973-),女，云南昆明人，教授，博士。主要从事交通运输规划与管理方面的研究。E-ma il：94002267qq.c om第4期何保红，等:基于遗传算法的家庭活动-出行决策研究1
12、250引言随着交通设施建设趋于饱和，城市交通规划开 始由“设施规划”向“政策设计”转型。通过调控 出行者出行决策过程，促使城市宏观交通总量、出行 结构和时空分布趋于合理，正成为交通领域重要的 政策调节手段。个体作为家庭网络中的一员，在 行为决策时既不能脱离客观物质环境，也不能脱离 与家庭成员交互的微观社会情境。传统以个体 为单元的行为研究，往往忽视了家庭微观社会情境 中存在家庭成员之间互动会对个体行为产生影响这 一事实，导致难以准确客观分析城市交通需求变化 和预见交通政策实施效果。近年来，国内外交通学者开始关注家庭成员交 互与个体活动-出行决策间的关系。C.HO等针 对家庭交互行为中较为显著的
13、联合出行，采用嵌套 Logit模型探究了家庭联合出行与个体出行方式选 择间的关系，发现联合出行受家庭资源、活动类型等 要素影响;Y.0.SUSILO等通过建立家庭时间分 配模型，发现活动-出行时间在家庭成员间存在交 互，且这种时间分配不仅是个人决定的结果，也是家 庭内部成员之间互动的结果;J.X.FENG等通过 构建有序P r ob it模型分析发现，与老年人同住的家 庭成员用于工作和休闲活动的时间普遍较长，家庭 中有老年人存在会在一定程度上影响个体活动-出 行行为。蒋晨等通过多元受限因变量模型,探究家庭 活动参与和性别差异之间的关系，发现家庭中女性 出行行为不仅受自身活动安排影响，还与其配偶
14、的 出行行为有关;何保红等通过构建结构方程模 型,探究老年人对家庭成员日常活动-出行行为的影 响,发现随着老年人对家庭贡献度增加,其他成员在 家务活动上的分配时间减少，自由活动时间增加；A.ERMAGUN等、W.ADAM等关注到家庭中 儿童的特殊性，利用出行链刻画其行为特征,探讨了 家庭成员受到的时空制约与接送儿童之间的关联 性，发现家庭接送儿童行为不仅取决于儿童自身能 力，还取决于家长工作地时空制约。上述研究虽然 认识到家庭成员间的互动会对个体活动-出行决策 产生影响，但关注的焦点大多落在外部因素对决策 层级的影响，缺乏对家庭成员间的内部交互进行深 入剖析。鉴于此，笔者在时间地理学的基础上结
15、合最优 化理论,将家庭联合活动视为在特定时空制约下,成 员间通过相互协作做出效用最大化的活动安排和出 行选择结果。通过构建家庭活动-出行决策模型，以 期最大限度还原个体活动-出行选择行为，并以此为 新时期“以人为本”的交通规划和交通需求预测提 供科学参考。1家庭活动-出行特征描述家庭作为个体日常活动-出行决策的基本单元,其外部环境及内部属性的变化会改变个体的日常活 动-出行行为。在这一过程中，家庭成员会通过利他 主义在一定程度上平衡自身或他人所受到的制约,以陪伴、互助和替代等形式帮助个体更好完成活动-出行计划。这种联合特性在个人层面是隐藏的,难以通过个体行为，透视家庭活动-出行行为背后复 杂的
16、决策过程。为深入剖析个体活动-出行背后决 策过程，将个体活动-出行行为置于家庭中观察，家 庭活动-出行决策过程及联合活动解构如图l o在时 空制约和活动需求作用下，个体视角下活动-出行决 策维度较为单一，家庭成员出行链之间彼此相互独 立，不存在交织与嵌套现象，难以体现活动的联合特 性,也就无法从中透视家庭联合活动-出行背后决策 过程。相较于个体视角，家庭视角下的活动-出行决 策主体和行为模式更为丰富，家庭成员出行链之间 不仅存在交织与嵌套现象，而且更能体现活动联合 特性。从上述分析中可以看出，家庭具有一定自我调 节功能,即在外在环境制约下，家庭会通过成员间互 助协作以平衡外在制约。若仅从个体视角，则难以 透视这种交互关系，而将活动-出行置于家庭中观察 时，家庭成员在活动-出行决策上存在着交互关系，在这种关系作用下将会产生家庭视角特有的联合活 动模式，主要包括陪伴活动、接送活动和替代活动,具体特征分析如表1。2家庭活动-出行决策模型2.1问题描述CHAP IN认为个体活动-出行决策是在一个时空 连续体内发生的一系列有序的活动，涉及活动-出行 的要素决策包括:活动类型、活动位置、活动顺序以
