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基于关联规则的居民公共交通依赖性致因分析

胡松 杨贝 翁剑成 周伟

胡松, 杨贝, 翁剑成, 周伟. 基于关联规则的居民公共交通依赖性致因分析[J]. 交通信息与安全, 2023, 41(3): 147-156. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2023.03.016
引用本文: 胡松, 杨贝, 翁剑成, 周伟. 基于关联规则的居民公共交通依赖性致因分析[J]. 交通信息与安全, 2023, 41(3): 147-156. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2023.03.016
HU Song, YANG Bei, WENG Jiancheng, ZHOU Wei. A Cause Analysis of Residents' Dependence on Public Transportation Based on Association Rules[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2023, 41(3): 147-156. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2023.03.016
Citation: HU Song, YANG Bei, WENG Jiancheng, ZHOU Wei. A Cause Analysis of Residents' Dependence on Public Transportation Based on Association Rules[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2023, 41(3): 147-156. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2023.03.016

基于关联规则的居民公共交通依赖性致因分析

doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2023.03.016
基金项目: 

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目 2021-9017b

国家自然科学基金重大项目 U1811463

国家自然科学基金项目 52072011

交通运输部公路科学研究所(院)交通强国试点项目 QG2022-2-8-4

详细信息
    作者简介:

    胡松(1992—),博士,助理研究员. 研究方向:智能交通、交通行为建模. E-mail:598529387@qq.com

    通讯作者:

    翁剑成(1981—),博士,教授. 研究方向:交通时空信息提取与建模. E-mail:youthweng@bjut.edu.cn

  • 中图分类号: U491.1

A Cause Analysis of Residents' Dependence on Public Transportation Based on Association Rules

  • 摘要: 鉴别不同出行者对公共交通的依赖程度,并分析其形成的致因差异,有助于从规划设计、政策制定等维度针对性地改善公共交通服务质量。设计并实施了居民出行的行为调查(revealed preference,RP)线上问卷,在数据质量检验的基础上引入关联匹配技术,通过融合出行调查数据与公共交通出行交易数据实现了个体公共交通出行链提取。提出了公共交通依赖性度量指标与关键致因指标,构建了AGNES-Apriori模型开展公共交通依赖性分级与不同层级群体强关联规则挖掘,并据此提出了公共交通依赖性层级提升的“两阶段”框架及出行激励策略集。结果表明:①居民公共交通依赖性可被划分为低、较低、较高和高依赖性4个层级,不同层级对应的强关联规则间具有显著差异性;②关联规则包含的指标数量与3个参数值呈负相关关系,高依赖性强关联规则出现的概率为低依赖性的2.1倍;③家和目的地到站点总距离、收入、小汽车可用性等客观条件是影响居民公共交通依赖性的关键致因,而公共交通出行低自由度是导致居民公共交通依赖性降低的重要原因;④较低的客观条件指标值通常促使居民形成较高的公共交通依赖性;⑤小汽车低可用性变量主要出现在公共交通低、高依赖性群体对应的强关联规则中,而高依赖性群体随其小汽车可用性增强可能出现公共交通依赖性降低的趋势。

     

  • 图  1  Apriori算法计算流程图

    Figure  1.  Calculation flow chart of Apriori algorithm

    图  2  改进的Apriori算法迭代示意图

    Figure  2.  Iteration diagram of the improved Apriori algorithm

    图  3  层次嵌套聚类树结果

    Figure  3.  Hierarchically nested cluster tree

    图  4  参数与关联规则数量间关系

    Figure  4.  The relationships between the parameters and number of association rules

    图  5  强关联规则挖掘结果

    Figure  5.  Mining results of strong association rules

    图  6  公共交通依赖性“两阶段”层级提升框架

    Figure  6.  The"two-stage"hierarchy improvement framework of public transport dependence

    表  1  主要调查内容

    Table  1.   Main survey content

    调查维度 调查指标
    个体属性 小汽车可用性
    自行车可用性
    年龄
    职业
    收人
    教育水平
    出行环境 家和目的地到交通站点总距离
    土地混合利用强度
    出行特性 出行目的
    出行距离
    出行天数
    出行次数
    出行方式
    出行心理 公共交通总体满意度
    亲友对公共交通使用影响度
    公共交通出行自由度
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    表  2  数据质量检验

    Table  2.   Data quality test

    被检验项 Cronbach's α系数 KMO值 Sig.
    出行环境 0.78 0.80 0.00
    出行特性 0.81 0.80 0.00
    出行心理 0.85 0.84 0.00
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    表  3  个体公共交通出行链嵌套数据示例

    Table  3.   Examples of nested data of individual public transport travel chains

    数据类型 记录信息
    卡号 512****765028
    性别
    年龄/岁 30
    职业 企业职员
    教育程度 硕士及以上
    收入/元 8 001~15 000
    小汽车可用性 比较容易
    自行车可用性 一般
    出行日期 2018/7/1 2018/7/1 2018/7/31
    出行模式 B-R R-B R
    上车线路 668路 14号线 14号线
    上车时间 07:21 18:42 18:30
    上车站点 通州杨庄南口 来广营 来广营
    下车线路 14号线 668路 14号线
    下车时间 08:22 19:38 19:05
    下车站点 来广营 新华联锦园 大望路
    出行距离/m 15 247 14 752 13 982
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    表  4  公共交通依赖性关键致因指标离散化结果

    Table  4.   Discrete results of public transport dependence key causative indicators

    指标类别 关键致因指标 划分节点 分类比例/% 标签 分类属性
    客观条件因素 家和目的地到站点总距离/min
    (Distance to transit,D
    D12=14
    D23=27
    21 D1
    34 D2
    45 D3
    收入/元
    (Income,I
    I12=5 000
    I23=15 000
    31 I1
    51 I2
    18 I3
    小汽车可用性
    (Car availability,C
    C12=2
    C23=4
    22 C1
    65 C2
    13 C3
    主观心理因素 公共交通总体满意度
    (Overall satisfaction,S
    S12=2
    S23=4
    7 S1
    78 S2
    15 S3
    亲友对公共交通使用影响度
    (Influence degree,E
    E12=2
    E23=4
    13 E1
    67 E2
    20 E3
    公共交通出行自由度
    (Freedom degree,F
    F12=2
    F23=4
    11 F1
    69 F2
    20 F3
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    表  5  不同公共交通依赖性典型关联规则

    Table  5.   Typical association rules of different public transport dependence

    序号 前件 后件 支持度 置信度 提升度
    1 {家和目的地到站点总距离=D2,收入=I1,小汽车可用性=C1,公共交通总体满意度=S2,亲友对公共交通使用影响度=E2,公共交通出行自由度=F1} {公共交通依赖性=低} 0.018 1.000 7.108
    2 {家和目的地到站点总距离=D1,收入=I1,小汽车可用性=C2,公共交通总体满意度=S2,亲友对公共交通使用影响度=E2,公共交通出行自由度=F2} 0.011 0.500 3.554
    3 {家和目的地到站点总距离=D1,收入=I2,小汽车可用性=C2,公共交通总体满意度=S2,亲友对公共交通使用影响度=E2,公共交通出行自由度=F2} {公共交通依赖性=较低} 0.023 0.750 2.466
    4 {家和目的地到站点总距离=D2,收入=I3,小汽车可用性=C3,公共交通总体满意度=S2,亲友对公共交通使用影响度=E2,公共交通出行自由度=F2} 0.019 0.833 2.740
    5 {家和目的地到站点总距离=D3,收入=I1,小汽车可用性=C2,公共交通总体满意度=S2,亲友对公共交通使用影响度=E2,公共交通出行自由度=F2} {公共交通依赖性=较高} 0.034 0.429 1.848
    6 {家和目的地到站点总距离=D2,收入=I2,小汽车可用性=C2,公共交通总体满意度=S2,亲友对公共交通使用影响度=E2,公共交通出行自由度=F2} 0.015 0.400 1.725
    7 {家和目的地到站点总距离=D3,收入=I2,小汽车可用性=C2,公共交通总体满意度=S2,亲友对公共交通使用影响度=E2,公共交通出行自由度=F2} {公共交通依赖性=高} 0.042 0.500 1.5471
    8 {家和目的地到站点总距离=D3,收入=I2,小汽车可用性=C1,公共交通总体满意度=S2,亲友对公共交通使用影响度=E2,公共交通出行自由度=F2} 0.019 0.625 1.934
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    表  6  公共交通依赖性层级提升激励政策集

    Table  6.   Incentive policy sets for promoting public transport dependence hierarchy

    政策维度 政策方面 具体措施 政策指标
    交通需求管理 交通管制 限号出行、限时通行、区域限行、摇号或排号购车、降低核心区停车位规模 小汽车可用性
    经济惩罚 停车费用增加、特定区域拥堵收费、征收燃油税、提高燃油车购置税 小汽车可用性、收入
    经济奖励 “碳普惠”奖励机制、公共交通票价折扣、公交乘车优惠换乘、错峰优惠 收入
    交通供给管理 交通运行 增设公交专用道、增加公交优先交叉口、设置公交绿波带 公共交通出行方便与自由程度
    交通运营   发展响应公交,BRT,定制公交,接驳公交和轻轨等多服务模式、智慧区域调度优化、车厢拥挤度控制、延时运营、发车间隔优化、智慧信息牌和出行APP等实时信息服务优化、增设地铁站出入口或直通廊道、提升公交线网覆盖率、缩短线路长度、充电桩与场站位置优化、改善乘车环境与设施舒适性   家和目的地到交通站点总时间、公共交通出行方便与自由程度
    模式整合   优化枢纽站规划与功能、多模式一体化出行整合(如MaaS)、推广TOD发展模式、增加P+R换乘模式范围、公交与地铁衔接优化、加强共享单车、网约车与公共交通接驳合作、多方式付费功能整合   家和目的地到交通站点总时间、公共交通出行方便与自由程度
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  • 收稿日期:  2022-11-29
  • 网络出版日期:  2023-09-16

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