CN106651209B - 一种评估自行车快速路对当地自行车出行量影响的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种评估自行车快速路对当地自行车出行量影响的方法，涉及交通出行方式评估，特别涉及一种如何获取无偏倚性的对照组的研究思想，选出对照组后，分别统计自行车快速道修建前后的一段时期内对照组和处理组自行车出行量的变化，基于以上数据分析自行车快速路对当地自行车出行量的影响。本发明的步骤包括：(1)计算模型的选择；(2)影响自行车出行量的误差项的选择；(3)误差项转损值的计算；(4)对照组的确定；(5)自行车出行量调查；(6)自行车出行量影响的评估。本发明作简单易行，准确性高，需要的数据量相对较少。

Description

一种评估自行车快速路对当地自行车出行量影响的方法

技术领域

本发明涉及一种评估自行车快速路对当地自行车出行量影响的方法，属于交通出行评估技术领域。

背景技术

随着经济的发展，家庭汽车保有量的逐年上升，交通拥堵现象愈发严重，如何缓解交通拥堵成为交通领域的重要关注点，在这种情形下，许多人开始注意到我们的传统的出行方式“自行车出行”，许多国家政府交通部门出台许多政策来鼓励公众骑自行车出行。自行车出行具有许多方面的优点：占用面积小、更加环保无污染、节能、方便、有益身体健康等优点，因此自行车相比较其他机动车辆具有很多的优点，更加环保、占地空间小、小段距离内更加便捷等等。但是在许多交通拥堵的大城市，骑自行车也逐渐变得困难和危险起来。在早晚高峰时期，人群拥挤，骑行效率低，有时候不得不在公路上和汽车并肩行驶，增加了危险性。为了进一步鼓励公众使用自行车出行，在欧洲的一些少数城市如伦敦已经开通了几条自行车快速路来鼓励公众使用自行车出行，希望自行车快速路的建设能让人们的出行变得更加安全和快速。虽然自行车快速路可大大方便自行车骑行者，缩短他们到达目的地的时间，但是自行车快速路开通之后能否吸引更多的非自行车人群加入到自行车出行人群中仍然有待考证。目前，国内外有关于自行车快速路的研究涉及的还相当少，并没有出现一个能合理地去评估自行车快速路对当地交通影响的方法。现有研究中，对自行车快速道的建设能否对当地的居民出行产生正面的影响较为缺乏，仍然需要进行科学的评估。目前，前后对照法和经验贝叶斯方法通常都是用来评估项目实施影响，其中的任何一种方法都依赖于大量的控制组，这些控制组理论上要求要与处理组有相同或相似的特征但却不能受处理过程的影响。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种评估自行车快速路对当地自行车出行量影响的方法，通过比较利用转换值法将各个因素综合考虑，得到了一组科学合理的对照组，使研究更为准确、合理。通过赋予每个误差项一个对应值，综合考虑各个方面的影响因素，从而从很多组控制组中得到一个合适的对照组地区。该方法作简单易行，准确性高，需要的数据量相对较少。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种评估自行车快速路对当地自行车出行量影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采集样本数据，样本数据分为处理组样本数据和控制组样本数据，样本数据中的数据包括：平均出行距离、出行平均耗时、公交网密度、道路密度、家庭人均年收入、区域人口18-50岁年龄比重、家庭自行车拥有比重、家庭汽车拥有比重、年交通事故数与人口比重、交通拥堵指数TPI、区域面积：

步骤2，将步骤1采集到的样本数据分别代入到Probit模型中去，得到每一组相应的转换值，其中，第i个控制组的转换值P_i按以下公式计算：

处理组的转换值P₀按以下公式计算：

其中，P₀表示处理组的转换值,P_i表示第i个控制组的转换值，α表示截距，β₁，β₂…β₁₂表示回归系数向量，L表示平均出行距离，T表示出行平均耗时，ρ_M表示公交网密度，ρ_N表示道路密度，A表示家庭人均年收入，B表示区域人口18-50岁年龄比重，ω_B表示家庭自行车拥有比重，ω_C表示家庭汽车拥有比重，ω_D表示年交通事故数与人口比重，M表示交通拥堵指数TPI，S表示区域面积，i＝1,2…N，N表示对照组的组数，D＝1表示该区域开通自行车快速道，D＝0表示该区域未开通自行车快速道，X表示区域的环境。

步骤3，对照组的确定：根据步骤3得到的控制组的转换值和处理组的转换值计算控制组转换值与处理组转换值的差值，然后选择差值的绝对值最小的控制组作为对照组。

步骤4，在处理组和对照组在开通自行车快速路之前t₀时刻，分别得到处理组骑自行车出行人数占总人数的百分比为A₁，对照组自行车出行人数占总人数的百分比为A₂。处理组在开通自行车快速路之后的t₁时间时，处理组的自行车出行比例由A₁变化到了B₁。对照组没有开通自行车快速路，在t₀时刻到t₁时间内对照组的自行车出行比例由A₂变化到了B₂。

步骤6，假设处理组没有接受处理在t₁时间时，自行车出行比例为B₁′，并且E(B₁′-B₂)＝E(A₁-A₂)，则处理组的处理效应δ_ATT为：

δ_ATT＝E(B₁-B₂)-E(B₁'-B₂)＝E(B₁-B₂)-E(A₁-A₂)，

其中，E表示两个数的差值。

根据处理组的处理效应δ_ATT进而确定自行车快速路对当地自行车出行量影响。

优选的：所述控制组转换值与处理组转换值的差值的表达式为：

C(i)＝|P_i-P₀|。

其中，C(i)表示与处理组与控制组转换值差值绝对值的最小值，P₀表示处理组的转换值，P_i表示第i个控制组对应的转换值。

优选的：所述处理组与控制组的样本比例设置为1：15

本发明相比现有技术，具有以下有益效果：

本发明科学地结合数据分析领域的知识，创造性地提出了一个关于自行车快速路对当地居民出行方式影响的方法，通过比较利用转换值法将各个因素综合考虑，得到了一组科学合理的对照组，使研究更为准确、合理。通过赋予每个误差项一个对应值，综合考虑各个方面的影响因素，从而从很多组控制组中得到一个合适的对照组地区。该地区的交通、经济、人口、环境情况与处理组综合对照来看，基本保持一致。在评估交通出行影响时，通过假设在一段时间内，对照组的非处理效应随时间呈斜率不变的线性变化，评估出在自行车快速路开通之前和开通之后的时间段内，得到该区域开通自行车快速路之后自行车出行比例的一个明显变化，最终得到自行车快速路的影响效应。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种评估自行车快速路对当地自行车出行量影响的方法，主要涉及将多维误差项降为一维误差项后，从众多控制组中找到合适的对照组，评估自行车快速路对当地居民出行方式的影响。

(1)计算模型的选择：本发明的思想是将每个误差项赋予一个对应值，将多个对应值指标利用数学模型浓缩成一个指标——转换值。找到一个与处理组转换值接近的对照组进行比较。本发明采用Probit模型来计算误差项对应的转换值。

其中α表示截距，β′表示回归系数向量。

(2)影响自行车出行量误差项的选择：影响自行车出行量的误差项较多，目前选取影响效果较大的误差项：平均出行距离(L)、出行平均耗时(T)、公交网密度(ρ_M)、道路密度(ρ_N)、家庭人均年收入(A)、区域人口18-50岁年龄比重(B)、家庭自行车拥有比重(ω_B)、家庭汽车拥有比重(ω_C)、年交通事故数与人口比重(ω_D)、交通拥堵指数TPI(M)、区域面积(S)。D＝1表示该区域开通自行车快速道。β₁、β₂、β₃......β_n表示回归向量系数。考虑到数据采集的复杂程度和准确性，本次发明处理组与控制组的样本比例设置为1：15。第i个控制组的转换值P_i按以下公式计算：

处理组的转换值P₀按以下公式计算：

其中，P₀表示处理组的转换值,P_i表示第i个控制组的转换值，α表示截距，β₁，β₂…β₁₂表示回归系数向量，L表示平均出行距离，T表示出行平均耗时，ρ_M表示公交网密度，ρ_N表示道路密度，A表示家庭人均年收入，B表示区域人口18-50岁年龄比重，ω_B表示家庭自行车拥有比重，ω_C表示家庭汽车拥有比重，ω_D表示年交通事故数与人口比重，M表示交通拥堵指数TPI，S表示区域面积，i＝1,2…N，N表示对照组的组数，D＝1表示该区域开通自行车快速道，D＝0表示该区域未开通自行车快速道，X表示区域的环境；

(3)误差项转换值的计算：将相关的误差项数据代入到Probit模型中，求出相应的转换值。

(4)对照组的确定：第三步中得到的转换值，还不能直接得到对照组，因为P_i是一个连续变量，很难找到一对转换值完全一样的处理组和控制组。为了得到合理的对照组，本发明通过计算控制组与处理组转换值的差值，然后选择差值的绝对值最小的控制组作为对照组。C(i)表示处理组与控制组转换差值绝对值的最小值，P₀表示处理组的转换值，P_i表示第i个控制组对应的转换值。表达式为：

C(i)＝|P_i-P₀|

(5)自行车出行量调查：在得到处理组和对照组后，需要对这两个组进行分析评估。本发明评估的思想是：在处理组和对照组在开通自行车快速路之前设为t₀时刻，两区域骑自行车出行人数占总人数的百分比为A₁、A₂。处理组在开通自行车快速路之后的t₁时间时，处理组的自行车出行比例由A₁变化到了B₁。对照组没有开通自行车快速路，在t₀时刻到t₁时间内对照组的自行车出行比例由A₂变化到了B₂。

(6)自行车出行量影响的评估：假设处理组没有接受处理在t₁时间时，自行车出行比例为B₁′.并且E(B₁′-B₂)＝E(A₁-A₂)。δ_ATT表示处理组的处理效应。

δ_ATT＝E(B₁-B₂)-E(B₁'-B₂)＝E(B₁-B₂)-E(A₁-A₂)

下面具体实施本发明：

(1)样本数据的采集：选取处理组和对照组的样本比例1：15，其中参照对象样本标号为K₁、K₂、K₃……K₁₂、K₁₃、K₁₄、K₁₅，处理组样本为K₀。每一个区域的样本数据中包含的数据有：平均出行距离(L)、出行平均耗时(T)、公交网密度(ρ_M)、道路密度(ρ_N)、家庭人均年收入(A)、区域人口18-50岁年龄比重(B)、家庭自行车拥有比重(ω_B)、家庭汽车拥有比重(ω_C)、年交通事故数与人口比重(ω_D)、交通拥堵指数TPI(M)、区域面积(S)。

(2)误差项转换值计算：将步骤2得到的数据分别代入到Probit模型中去，得到每一组相应的转换值情况，处理组的转换值为m₀,对照组的转换值分别为m₁、m₂、m₃......m₁₃、m₁₄、m₁₅，m₁计算过程为：

(3)对照组确定：将第三步得到的处理组和对照组的转换值进行分析。C(i)表示处理组与控制组转换值差值绝对值，P₀表示处理组的转换值，P_i表示第i个控制组对应的总转换值。

C(i)＝|P_i-P₀|

(4)通过上一步的计算将差值最小对应的控制组选定为参照组。本次参照最终选择第第5组。

(5)在处理组和对照组接受处理之前设为t₀时刻，两区域骑自行车出行人数占总人数的百分比为A₁、A₂。处理组在接受处理之后的t₁时间时，处理组的自行车的出行比例由A₁变化到了B₁，对照组未接受处理，在t₁时间时对照组的自行车出行比例由A₂变化到了B₂。

(6)假设处理组没有接受处理在t₁时间时，自行车出行比例为B₁',基于此得到最终影响效果为：

δ_ATT＝E(B₁-B₂)-E(B₁'-B₂)＝E(B₁-B₂)-E(A₁-A₂)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种评估自行车快速路对当地自行车出行量影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采集样本数据，样本数据分为处理组样本数据和控制组样本数据，样本数据中的数据包括：平均出行距离、出行平均耗时、公交网密度、道路密度、家庭人均年收入、区域人口18-50岁年龄比重、家庭自行车拥有比重、家庭汽车拥有比重、年交通事故数与人口比重、交通拥堵指数TPI、区域面积：

步骤2，将步骤1采集到的样本数据分别代入到Probit模型中去，得到每一组相应的转换值，其中，第i个控制组的转换值P_i按以下公式计算：

处理组的转换值P₀按以下公式计算：

其中，P₀表示处理组的转换值,P_i表示第i个控制组的转换值，α表示截距，β₁，β₂…β₁₂表示回归系数向量，L表示平均出行距离，T表示出行平均耗时，ρ_B表示公交网密度，ρ_C表示道路密度，A表示家庭人均年收入，B表示区域人口18-50岁年龄比重，ω_B表示家庭自行车拥有比重，ω_C表示家庭汽车拥有比重，ω_D表示年交通事故数与人口比重，M表示交通拥堵指数TPI，S表示区域面积，i＝1,2…N，N表示控制组的组数，D＝1表示该区域开通自行车快速道，D＝0表示该区域未开通自行车快速道，X表示区域的环境；

步骤3，对照组的确定：根据步骤3得到的控制组的转换值和处理组的转换值计算控制组转换值与处理组转换值的差值，然后选择差值的绝对值最小的控制组作为对照组；

所述控制组转换值与处理组转换值的差值的表达式为：

C(i)＝|P_i-P₀|；

其中，C(i)表示与处理组与控制组转换值差值绝对值的最小值，P₀表示处理组的转换值，P_i表示第i个控制组对应的转换值；

步骤4，在处理组和对照组在开通自行车快速路之前t₀时刻，分别得到处理组骑自行车出行人数占总人数的百分比为A″₁，对照组自行车出行人数占总人数的百分比为A″₂；

处理组在开通自行车快速路之后的t₁时间时，处理组的自行车出行比例由A″₁变化到了B″₁；对照组没有开通自行车快速路，在t₀时刻到t₁时间内对照组的自行车出行比例由A″₂变化到了B″₂；

步骤6，假设处理组没有接受处理在t₁时间时，自行车出行比例为B₁′，并且E(B₁′-B″₂)＝E(A″₁-A″₂)，则处理组的处理效应δ_ATT为：

δ_ATT＝E(B″₁- B″₂)-E(B'₁- B″₂)＝E(B″₁- B″₂)-E(A″₁-A″₂)，

其中，E表示两个数的差值；

根据处理组的处理效应δ_ATT进而确定自行车快速路对当地自行车出行量影响。

2.根据权利要求1所述评估自行车快速路对当地自行车出行量影响的方法，其特征在于：所述处理组与控制组的样本比例设置为1：15。

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