城市快速路交通信息对驾驶员选择行为的影响研究

城市快速路交通信息对驾驶员选择行
为的影响研究
城市快速路交通信息对驾驶员选择行为的影响研究
张存保"杨晓光2严新平”
(1.武汉理工大学智能运输系统研究中心，武汉430063；
2.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海200092)
摘要论述了交通信息对驾驶员选择行为的影响，指出
了交通信息系统可能产生的问题如过激反应、集聚反
应等。

对交通信息系统中信息质量、信息服务对象、
信息发布方式、信息发布位置等问题进行了研究，指出了分析交通信息对驾驶员选择行为影响的方法，并
提出了有待进一步研究的几个问题。

关键词交通信息；出行选择；智能交通系统
The effect of the urban rapid route travel information on the drivers' choice
ZHANG Cun-bao1,2, YANG Xiao-guang2, YAN Xin-ping1
(1・ ITS Research Center, Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China；
基金项目：国家自然科学基金项目(59638230)；国家基础研究发展规划(973)项目(G1998030408) 作者简介：张存保(1976-),
男，湖北钟祥人.武汉理工大学讲师.同济大学博士生。

2 ・ School of Traffic and Transportation Engineering,
Tongji University, Shanghai 200092,China) Abstract: The travel information system of urban rapid route have distinct effect on the drivers，choice・This paper discuss the impact of travel information on driver choice, indicate the possible problems caused by the travel information system・The study also investigate some key point of the travel information , such as the information
quality, the information release manner, and so on. Some important issues for future research are put forward at the end of the paper・
Key words: travel information; travel choice; ITS
o引言
随着机动车数量的快速增长，城市交通需求与交通供给之间的矛盾越来越严重。

一些经济发达的大城市如北京、上海等修建了大量的城市快速道路，对改善城市交通状况发挥了重要作用。

但随着交通量的急剧增长，城市快速道路也出现了不同程度的拥堵问题。

同时，因缺乏实时准确的交通信息，驾驶员无法根据路网交通状况合理选择行驶路线,导致快速路网上交通量分布不均衡，
加剧了部分路段的拥堵程度。

交通信息系统是智能交通系统的一个重要子系统。

系统通过采集实时交通信息，并对信息进行处理后向出行者发布交通信息，帮助驾驶员合理地进行出行选择。

应用交通信息系统的作用主要包括：（1）提高路网通行效率，降低行程时间和延误；（2）缓解交通拥挤, 提高安全性，减少交通事故；（3）减少能源消耗和环境污染；（4）因交通条件改善带来的潜在效益。

在城市快速路网上应用交通信息系统是改善其交通状况的重要途径。

上海市目前已经在市内高架道路、外环线等快速路上建立了交通信息系统，通过可变信息板实时发布交通信息，对改善路网交通状况起到了一定的作用。

1交通信息对驾驶员选择行为的影响
影响驾驶员选择行为的因素很多,包括道路方面的因素和驾驶员本身的因素。

道路方面的因素有：道路状况、道路拥挤程度、路线所经交叉口数量及控制方式、行程时间可靠性、天气情况等。

驾驶员方面的因素则更复杂，包括驾驶员的驾驶经验、个人偏好、出行目的和性质、出行距离等⑵。

驾驶员的选择行为就是这两方面因素相互作用的结果。

这些因素对不同驾驶员的影响程度不同，但要识别每个驾驶员个体的特性是不现实的，只能依据对相关调査数据的分析，得出驾
驶员群体的一般倾向和行为特点。

城市快速路网交通信息系统可以向驾驶员提供实时的道路拥挤程度、行程时间、交通事故等信息。

驾驶员根据这些信息，在综合考虑多种因素的基础上作出选择。

研究发现, 在影响驾驶员路径选择行为的几种因素中，行程时间、行驶距离和驾驶员对道路的熟悉程度对其路径选择行为影响较大。

驾驶员通常倾向于选择行程时间较短、行驶距离较小、道路情况比较熟悉的路线。

复杂的是，当不存在各方面均最优的路线时，驾驶员就必须权衡各项因素，在各具优缺点的路线中选择其认为效用最大的路线。

对于不同的驾驶员个体,不同路线的效用是不一样的。

最终的路线选择是驾驶员选择特性和路线属性共同作用的结果。

向驾驶员提供交通信息是否一定能改善路网交通状况？不一定。

由于出行者个体的差异性、路网本身的特征等原因，提供交通信息服务可能会导致过激反应、信息过剩、聚集反应等问题叭
1)过激反应
过激反应是指大量的出行者根据交通信息改变行驶路线，导致一条路段的拥挤转移至另一路段,甚至在路网上产生振荡现象。

过激反应产生的原因是由于出行者接收到交通信息后，在做出选择时忽略了或者是错误地估计了其他出行者的反应而造成的。

例如，出行者通过交通信息系统获悉某路段处于拥堵状态，大部分出行者将转向另一条不拥挤的路段，结果导致原来不拥挤的路段发生拥堵，而原先拥堵的路段却因交通量转移而变成畅通了。

西雅图的一份调查表明，大部分出行者在出行选择时会受到交通信息的影响,其中有52. 4%的出行者在出行途中会受到交通信息的影响而转向另一路线叭表1表明了出行者的出行路线受不同因素影响程度的比例。

表1
从上表的调査数据可以看出，大部分出行者根据交通信息或出现交通拥挤时，可能会选择其他出行线路。

只有当出行者能正确预计其他出行者对交通信息的反应时，过激反应现象才可以避免，这在现实中是很难做到的。

2)信息过剩
信息过剩是指向出行者提供大量的可用信息，使出行者不知所措，无法处理这些信息而做出合适的选择。

信息过剩问题可能是信息的提供问题,也可能是出行者的反应问题。

一方面交通信息系统提供的信息可能有冗余，同时有些出行者由于缺乏经验或者能力欠缺而无法对这些信息进行取舍，从而做出正确的选择，这就造成信息过剩问题。

3）集聚反应
集聚反应是指大量的出行者根据路网交通信息选择其最优出行路线时，具有相似偏好的人集聚到同一路径上的现象。

在缺乏交通信息时，由于出行者个体的差异性，其对交通状况和道路状况有着不同的了解，因此，出行者选择的出行线路不会很集中。

而在提供交通信息的情况下，出行者都能清楚地了解道路状况和交通状况,减小了出行者之间的个体差异性, 从而导致出行者选择的出行路线比较集中，而且这种现象在具有相似偏好的出行者之间表现得更为明显，这就造成聚集反应现象。

需要说明的是，过激反应和集聚反应的本质是不同的。

集聚反应是系统本身所存在的问题，而过激反应则是由于出行者无法正确预计其他出行者的反应而造成的。

2与交通信息对驾驶员选择行为影响程度相关的几个重要方面
2.1信息质量
交通信息系统通过向驾驶员提供交通信息来影响驾驶员的选择行为，其效果取决于驾驶员对信息的响应。

由于驾驶员的行为是主动的而不是被动的，他们对信息质量的看法必定会影响其对信息的信任程度，进而影响其路线选择行为。

交通信息系统提供的信息总会与实际情况有一定的出入。

当驾驶员发现交通信息系统提供的信息与实际情况相差过大时，对信息的信任度就会降低，对信息的接受率也会降低，从而影响
到交通信息系统的运行效益。

日本的IIDA等通过反复提供行程时间信息进行路线选择的实验分析方法，来研究信息质量对驾驶员对路线选择行为的影响。

研究结果表明，信息精度与信息内容同样对驾驶员的路线选择行为有重要影响。

随着交通信息质量的降低，信息对驾驶员路线选择的重要性降低, 即使信息的质量得到改善，已经使用过低质量信息的驾驶员也不会改变对信息的评价和选择路线时使用信息的目的⑶。

这样的结果将导致交通信息系统效益的恶化。

2. 2交通信息服务对象
向全部出行者提供相同的信息并不能达到交通系统的最优化。

交通信息提供的对象越少,服务对象从中得益也越大，反之，当交通信息服务的对象越多时，服务对象得益也越少。

这里引入导行率的概念。

导行率是指根据交通信息而改变出行路径的车辆占车辆总数的比率。

文献［4］的研究表明，在导行率很低时，系统效益也很小。

当导行率增大到一定程度时，系统达到最优状态，系统效益不在增加。

这时导行率达到一个临界状态，称为髙临界导行率。

系统效益上、下界点与路网容量、路网形态、交通需求量及其分布有关。

如果将行程时间作为衡量交通系统效益的指标，下面通过一个简化的例子来说明交通信息服务对象与系统效益之间的关系。

如图1所示，单0D简单路网的0D对之间存在A、B 两条路径，其行程时间费用函数如下：
A： TA = 4x + 6
B： TB = 2x + 20
式中x代表路径上的车辆数。

图1单0D、两条路径的简单路网示意图
假定行程时间费用是驾驶员选择路线的唯一因素，每个驾驶员都会选择行程时间费用低的路径。

若有100辆车从0点出发要到D点。

假设在没有交通信息的情况下，选择A线路的车辆数为
20,选择B线路的车辆数为80,记为状态1。

此时路网中100辆车的平均行程时间费用为149. 8o 此时若通过交通信息系统向5位选择B线路的驾驶员发布各路径的行程时间费用信息。

因路径A的行程时间费用比路径B低，这5位驾驶员会放弃线路B而选择线路Ao此时A 线路的车辆数为25, B线路的车辆数为75。

记为状态2。

若通过交通信息系统向15位选择B线路的驾驶员发布各路径的行程时间费用信息，则A线路的车辆数为35, B线路的车辆数为65。

记为状态3。

若通过交通信息系统向40位选择B线路的驾驶员发布各路径的行程时间费用信息，则
A线路的车辆数为60, B线路的车辆数为40。

记为状态4。

各状态的行程时间费用如表2所示。

表2行程时间费用
通过例子可以看出，随着获得交通信息的驾驶员数量的增加，路网平均行程时间费用逐渐降低，当获得交通信息的驾驶员数量增加到一定程度时，路网平均行程时间费用达到最低（状态3）。

此时随着获得交通信息的驾驶员数量继续增加，路网平均行程时间费用开始逐渐增加。

虽然现实世界中的情况比上述例子要复杂的多，但两者具有很大的相似性。

因此，应当考虑只向部分出行者提供信息而不是向全部的出行者提供信息。

同时，由于不同出行者的个体差异性，将不同的、分层次的信息提供给不同的出行者，能够到达更好的效果。

2.3交通信息发布方式
目前我国城市快速路交通信息系统中，发布交通信息的方式主要包括：可变信息标志; 交通信息广播系统；车载导航系统等。

可变信息标志是一种能改变显示内容的信息显示装置，用于显示行程时间信息、交通事故信息、交通状况信息、气象信息等。

显示形式分为文字、符号和图形等。

文字形式的可变信息标志
用于发布行程时间信息、异常交通事件信息、警示信息等；符号形式的可变信息标志用于显示限速信息、可变车道信息等；图形形式的可变信息标志主要用于显示路网的交通状况（绿色表示畅通，黄色表示拥挤，红色表示堵塞）。

交通信息广播系统通过广播电台向驾驶员提供道路交通信息。

交通信息广播系统主要有两种方式：一种是用公用广播网发布交通信息，具有简单、经济等特点，但实时性和针对性较差。

另一种是路边广播系统，通过道路沿线布设的定向天线播放交通信息，当车辆进入接收区时，就可在相应的波段收到当前路段的交通信息，具有信息量大、针对性强等优点。

交通信息广播系统具有灵活、髙效、信息量大、不受能见度影响等优点，且不会影响驾驶的安全性。

但是，目前国内公用广播网能发布的城市快速路的交通信息很少，信息的及时性和准确性难以提髙，而路边广播系统造价和维护成本较高，目前还处于试验阶段。

车载导航系统利用安装在车上的导航仪，通过无线通信方式接收实时交通信息，并能显示路网电子地图、车辆位置、实时交通状况、最佳行驶路径、交通事故信息等。

目前车载导航系统在美国、日本等发达国家已投入使用，我国还处于研究阶段，尚无实际应用的系统。

以上几种交通信息发布方式的应用范围、发布信息的内容、信息发布效果等各不相同, 对驾驶员行为的影响程度也有差别。

这些问题需要结合实际应用做深入的研究。

2. 4交通信息发布位置
相同的交通信息在不同的位置向驾驶员发布,其对驾驶员的选择行为的影响也不相同。

例如，在快速路的0点发生了交通事故，造成0点交通拥挤。

此时通过可变信息板发布这一事故信息。

如果发布此事故信息的可变信息板离0点较近，当驾驶员获得事故信息时已经没有替代路径可以选择，则此驾驶员无法根据事故信息改变出行路径。

同样，如果发布此事故信息的可变信息板离0点较远，驾驶员在离0点较远的C点获得事故信息，使很多驾驶员选择了替代路径。

而实际情况可能是0点的事故很快就恢复了，不会影响从C点驶向0点的车辆通行，从而造成路网通行效率的降低。

因此，应根据交通信息内容、路网情况、交通状态等因素合理确定交通信息的发布位置、发布对象和发布范围，达到改善路网交通状况的目的。

3交通信息对驾驶员选择行为影响的分析方法
城市快速路网交通信息系统对于改善交通状况起到了一定的作用，但缺乏定量分析。

交通信息对驾驶员选择行为影响的分析方法通常包括以下五类：1）实地调査;2）路径选择典型调査；3）计算机交互模拟实验；4）路径选择仿真及建模；5）以驾驶员为对象的问卷陈述偏好调査法。

如图2所示。

图2典型的驾驶员出行选择行为调査和研究方法
上述五种方法为定量分析交通信息对驾驶员选择行为的影响提供了很好的思路。

但是，每种方法都有其局限性，只能在一定程度上定量了解驾驶员的选择行为，无法完全反映驾驶员的实际选择行为。

目前还没有一种方法能真实反映出驾驶员的选择行为规律。

相信随着研究方法和科学技术的发展，一定能找到更好的分析方法。

4结语
交通信息对驾驶员选择行为的影响涉及到很多因素，驾驶员的选择行为非常复杂。

目前对驾驶员选择行为的研究还有待深入，缺乏定量分析，无法准确预测在交通信息服务条件下路网的交通状态。

只有在了解交通信息对驾驶员选择行为影响的基础上，才能充分发挥交通信息系统的作用。

另外，交通信息的发布范围、发布对象、发布位置等也会对交通信息系统的效用产生重要影响，这些问题有待进一步的研究。

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