修订日期:2015-07 引用格式:王灿,王德,朱玮,等.2015.离散选择模型研究进展[J].地理科学进展,34(10):1275-1287.[Wang C,Wang D,Zhu W,et al..2015.Research progress of discrete choice models[J].Progress in Geography,34(10):1275-1287.].DOI:10.18306/dlkxjz.2015.10.008 1 引言 离散选择模型(Discrete Choice Model,DCM)自提出以来,已逐渐发展成为研究个体选择行为最为有力的工具。从最基本的多项Logit模型起步,随着研究问题的复杂化和模型设定的精细化,目前已建构了包括一系列模型在内的较为完整的理论体系,并在实践中广泛应用。国外有关离散选择模型的研究成果十分丰富,系统性介绍经典模型方法的著作可见于Hensher等(2005)、Train(2009)、Green(2012)。此外,还有大量文献从不同理论视角和众多应用领域推动模型在广度和深度上的不断发展(Ben-Akiva et al,1985;Zwerina,1997;McFadden,2000;
et al,2005;Borgers et al,2005,2006;Chintagunta et al,2011;Müller et al,2014)。 国内对离散选择模型的研究起步较晚,理论层面的专著仅见于关宏志(2004)的基础性介绍。近年来相关研究成果的数量不断增长①,在地理学和空间研究方面的应用也越来越多,研究内容包括居民购物行为选择(张文佳等,2009;马静等,2011),通勤行为选择(陈梓烽等,2014),消费者在商业空间中的活动选择(朱玮等,2008;蔡嘉璐等,2011),参观者在的大型活动中的行为选择(王德等,2009,2015),人口居留和居住、就业选择(郑思齐等,2004;赵艳枝,2006;余建辉等,2014),自行车使用与路径选择(朱玮等,2012;潘晖婧等,2014)等。虽然取得了诸多进展,但整体上仍以简单Logit模型的直接应用为主,理论基础相对较弱,精细化程度不足,远未发挥模型体系整体的强大能力,难以针对特定问题选择最合适的模型形式。聂冲等(2005)曾对离散选择模型进行过研究综述,包括对模型基本原理的阐述,并简要回顾了一些经典模型在理论上的发展。在综合以上研究的基础上,本文一方面重点分析各经典模型的适用性,旨在加深理解,提高应用研究的理论科学性;另一方面继续拓展理论综述的范围,进一步关注国外理论发展的其他热点和新动向。 2 离散选择模型基础 2.1 一般原理 离散选择模型的一般原理为随机效用理论(random utility theory):设选择者有J个备选项,分别对应一定的效用U,该效用由固定与随机两部分加和构成,固定效用V能够被一定的可观测要素x所解释,而随机部分ε代表了未被观测的效用及误差的影响。选择者的策略为选择效用最高的备选项,那么每个备选项被选中的概率可以表示为其固定效用的函数:P=F(V),函数的具体形式取决于随机效应的分布。在大多数模型设定中,可见效用V被表述为解释要素x的线性组合形式,即V=βx,β为系数,其取值和显著性水平可由观测数据估出。 2.2 应用价值 离散选择模型的应用领域广泛,其中市场与交通是最主要的两个方面。市场研究中经典的效用理论和联合分析(conjoint analysis)方法与离散选择模型有直接渊源,其研究主题亦与模型高度契合,即通过分析消费者对不同商品、服务的选择偏好,测度、检验、预测市场需求(Zwerina,1997;
et al,2005;Chintagunta et al,2011)。在交通领域,利用离散选择模型分析个体层面对目的地、交通方式、路径的选择行为,进而预测交通需求的方法,比传统的交通小区层面的集计方法具有显著的优势,已成为研究前沿(Ben-Akiva et al,1985;McFadden,2000)。此外,地理、环境、社会、空间、经济、医学、教育、心理等领域的应用研究亦较多见。 离散选择模型的主要价值包括以下3个方面: (1)揭示行为规律。通过对β估计值的符号、大小、显著性的分析,可以判断哪些要素真正影响了行为,其方向和重要程度如何。对于不同类型的人群,还可以比较群组间的差异。 (2)估计支付意愿。一般通过计算其他要素与价格的系数之比得到该要素的货币化价值,该方法也可推广到两个非价格要素上。值得注意的是,有一类研究通过直接向受访者抛出价格进而征询其是否接受的方式,估计个体对物品、设施、政策的支付意愿,这种被称为意愿价值评估(contingent valuation method,CVM)的方法广泛应用于对无法市场化的资源、环境、历史文化等的评价,应用案例有:Breffle等(1998)对未开发用地、Treiman等(2006)对社区森林、Báez-Montenegro等(2012)对文化遗址价值的研究。