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随着互联网和信息技术的发展，作为缓解有限的社会交通资源与日益增长的居民出行需求之间矛盾的一种绿色交通出行方式，共享汽车应运而生，且呈加速之势涌入城市交通系统。由于共享汽车出行比例在城市交通出行系统中的升高，原有城市交通出行方式正受到冲击和影响，多元化的交通方式之间的博弈随之显现。解析共享汽车出行在交通系统中的竞争行为并提出优化策略，已然成为其科学发展之路上亟待解决的问题之一。
开展共享汽车出行竞争行为研究的核心是解决“何为共享汽车”、“共享汽车出行特征是什么”、“如何甄别共享汽车与城市常规出行方式的竞争共存机理”、“如何优化共享汽车出行的竞争行为”四个问题。本质是梳理共享汽车基本概念并辨识其服务模式，明确共享汽车出行的特征规律，揭示共享汽车出行与常规出行方式间的竞争共存演化机理，进而分析共享汽车出行竞争优化措施。已有共享汽车出行研究多侧重于表征特征的规律性和环境经济影响研究，缺乏共享汽车出行对整体交通系统的竞争共存影响及竞争优化解析，阻碍了对共享汽车出行的科学系统性把握。
本文将共享汽车出行行为作为研究对象，采用多源数据采集、实地调研、数学建模、数值模拟相结合的研究方法，重点研究了共享汽车服务模式辨识、出行特征画像、出行竞争共存机理和竞争优化等问题。主要研究工作包括:
首先，辨识共享汽车服务模式。以共享汽车为研究焦点，针对飞速发展下共享汽车的巨大变革，以文献梳理、数据调研为基础，重新明确了共享汽车定义、特点及分类等概念。在此基础上，利用卢因行为模型，从出行者感知角度拆分共享汽车使用流程，构建共享汽车服务模式要素体系，调研中国共享汽车服务模式要素现状，基于形态学矩阵进行共享汽车模式要素分析。进而利用关联规则方法，辨识共享汽车服务模式分类及特征，为深入研究共享汽车出行特征提供基础理论支撑。
其次，创建共享汽车出行特征画像。以“数据收集.出行建模。画像表达”为框架，在明确影响共享汽车出行的典型影响因素上，利用计算机技术融合用户订单数据、车辆GPS数据等多源数据获取共享汽车出行个体属性、环境构成、行为参数。进而建立共享汽车出行统一视图，利用选择性聚类集成划分共享汽车出行特征类型，并实现基于标签云的共享汽车出行特征画像的可视化表达和内涵的精细化阐述，为构建共享汽车与城市常规出行方式竞争共存模型提供数据支撑。
再次，构建共享汽车与城市常规出行方式竞争共存模型。以仿生学理论为基础，利用知识DNA跨域映射将自然生态系统映射为城市交通出行方式系统，并从物种、种群、群落、生态系统四个层次进行详细阐述。进而从城市交通出行方式的生态特征角度，进一步完善了仿生理论应用在城市交通出行方式系统的适应性。基于多物种竞争共存数学模型和城市交通系统理论假设，构建城市交通多出行方式竞争共存模型和共享汽车插队竞争共存模型，为实现共享汽车与城市常规出行方式竞争共存演化机理研究提供模型基础。
之后，开展共享汽车与城市常规出行方式竞争共存演化机理解析。以竞争共存模型为基础，通过文献查阅、问卷调查、数学模型等手段标定了城市交通出行方式种类、构成、竞争力强弱排序等模型参数。进而通过数值模拟法，实现了对不同系统竞争强弱分化程度、不同共享汽车竞争力强度、不同共享汽车初始值下城市交通出行方式系统的竞争共存演化过程模拟。基于波动值变化特征，以竞争力强弱分化程度、共享汽车竞争力、共享汽车初始值等作为关键变量，挖掘共享汽车与城市常规出行方式竞争共存演化机理，为改善城市交通出行结构和共享汽车出行竞争提供理论支撑。
最后，开展共享汽车出行竞争优化策略解析。以“研究假设、模型结构、模型求解、模型分析和案例分析”为研究路线，通过基于“态”和“势”的城市交通出行方式竞争力分析，确定出行者和政府为共享汽车和城市常规出行方式选择过程中的博弈双方，并分析两者在选择过程的效益和损失。进而构建进化博弈模型，利用模型的求解结果深度分析演化稳定策略、稳定点和关键因素，并提出了共享汽车出行竞争优化策略。以北京市共享汽车和私家车的进化博弈为案例，证实了所构建模型的可行性，并给出北京市共享汽车优化措施建议，为共享汽车规划和管理提供理论与数据支撑。
综上，本文以实地调研、数据调研、数值仿真等数据采集手段为基础，针对共享汽车出行行为，开展了共享汽车服务模式特征辨别、出行特征画像构建、竞争共存模型创建、竞争共存机理探究及竞争优化策略分析等相关研究。相关成果可为完共享汽车出行理论奠定基础，为共享汽车精细化规划设计及科学化运营组织提供理论参考和实践依据。
开展共享汽车出行竞争行为研究的核心是解决“何为共享汽车”、“共享汽车出行特征是什么”、“如何甄别共享汽车与城市常规出行方式的竞争共存机理”、“如何优化共享汽车出行的竞争行为”四个问题。本质是梳理共享汽车基本概念并辨识其服务模式，明确共享汽车出行的特征规律，揭示共享汽车出行与常规出行方式间的竞争共存演化机理，进而分析共享汽车出行竞争优化措施。已有共享汽车出行研究多侧重于表征特征的规律性和环境经济影响研究，缺乏共享汽车出行对整体交通系统的竞争共存影响及竞争优化解析，阻碍了对共享汽车出行的科学系统性把握。
本文将共享汽车出行行为作为研究对象，采用多源数据采集、实地调研、数学建模、数值模拟相结合的研究方法，重点研究了共享汽车服务模式辨识、出行特征画像、出行竞争共存机理和竞争优化等问题。主要研究工作包括:
首先，辨识共享汽车服务模式。以共享汽车为研究焦点，针对飞速发展下共享汽车的巨大变革，以文献梳理、数据调研为基础，重新明确了共享汽车定义、特点及分类等概念。在此基础上，利用卢因行为模型，从出行者感知角度拆分共享汽车使用流程，构建共享汽车服务模式要素体系，调研中国共享汽车服务模式要素现状，基于形态学矩阵进行共享汽车模式要素分析。进而利用关联规则方法，辨识共享汽车服务模式分类及特征，为深入研究共享汽车出行特征提供基础理论支撑。
其次，创建共享汽车出行特征画像。以“数据收集.出行建模。画像表达”为框架，在明确影响共享汽车出行的典型影响因素上，利用计算机技术融合用户订单数据、车辆GPS数据等多源数据获取共享汽车出行个体属性、环境构成、行为参数。进而建立共享汽车出行统一视图，利用选择性聚类集成划分共享汽车出行特征类型，并实现基于标签云的共享汽车出行特征画像的可视化表达和内涵的精细化阐述，为构建共享汽车与城市常规出行方式竞争共存模型提供数据支撑。
再次，构建共享汽车与城市常规出行方式竞争共存模型。以仿生学理论为基础，利用知识DNA跨域映射将自然生态系统映射为城市交通出行方式系统，并从物种、种群、群落、生态系统四个层次进行详细阐述。进而从城市交通出行方式的生态特征角度，进一步完善了仿生理论应用在城市交通出行方式系统的适应性。基于多物种竞争共存数学模型和城市交通系统理论假设，构建城市交通多出行方式竞争共存模型和共享汽车插队竞争共存模型，为实现共享汽车与城市常规出行方式竞争共存演化机理研究提供模型基础。
之后，开展共享汽车与城市常规出行方式竞争共存演化机理解析。以竞争共存模型为基础，通过文献查阅、问卷调查、数学模型等手段标定了城市交通出行方式种类、构成、竞争力强弱排序等模型参数。进而通过数值模拟法，实现了对不同系统竞争强弱分化程度、不同共享汽车竞争力强度、不同共享汽车初始值下城市交通出行方式系统的竞争共存演化过程模拟。基于波动值变化特征，以竞争力强弱分化程度、共享汽车竞争力、共享汽车初始值等作为关键变量，挖掘共享汽车与城市常规出行方式竞争共存演化机理，为改善城市交通出行结构和共享汽车出行竞争提供理论支撑。
最后，开展共享汽车出行竞争优化策略解析。以“研究假设、模型结构、模型求解、模型分析和案例分析”为研究路线，通过基于“态”和“势”的城市交通出行方式竞争力分析，确定出行者和政府为共享汽车和城市常规出行方式选择过程中的博弈双方，并分析两者在选择过程的效益和损失。进而构建进化博弈模型，利用模型的求解结果深度分析演化稳定策略、稳定点和关键因素，并提出了共享汽车出行竞争优化策略。以北京市共享汽车和私家车的进化博弈为案例，证实了所构建模型的可行性，并给出北京市共享汽车优化措施建议，为共享汽车规划和管理提供理论与数据支撑。
综上，本文以实地调研、数据调研、数值仿真等数据采集手段为基础，针对共享汽车出行行为，开展了共享汽车服务模式特征辨别、出行特征画像构建、竞争共存模型创建、竞争共存机理探究及竞争优化策略分析等相关研究。相关成果可为完共享汽车出行理论奠定基础，为共享汽车精细化规划设计及科学化运营组织提供理论参考和实践依据。