1.1　深入理解选择行为

本节将从我们生活中常见的出行选择问题出发，透过表象探究本质，再映射到选择行为的经济学理论，包括理性人选择理论、效用理论及揭示性偏好理论，最后引出选择行为的计量分析框架—离散选择模型。

1.1.1　选择无处不在

人们日常生活中绝大多数的决定和行为，都涉及选择：早上去上班，我们需要决定通勤方式；去食堂吃饭，我们需要选择菜品；购买一台冰箱，我们需要选择品牌和型号。随着经济的快速发展，人们的物质和精神生活日益丰富，面临的选择也越来越多。作为数据分析师，在面对常见的选择行为分析问题时，应该在数据之外深入思考这些选择行为的本质。下面以选择出行方式为例，剖析选择行为的具体逻辑，为后面的学习做好铺垫。

1. 出行选择的场景还原

出行就是“在某时从A点到达B点”，这一行为主要面临的选择是“以什么方式前往”，回想一下我们平时做出行选择时是否有如下参考信息浮现在脑海。

• 可以选择的交通方式有哪些？
• 同程的人多不多？
• 需要在什么时间到达目的地？
• 出行的预算是多少？
• 公共交通的便捷程度如何？
• 出行方式是否受天气影响？

通常，我们会带着这些疑问打开出行类App看看各类交通方式的花费、耗时及路线，可能还会打开天气App看看未来一段时间是否下雨、是否有严重的雾霾，如图1-1所示。

2. 出行选择的决策逻辑

接下来，我们通过一个更加具体的案例说明出行选择的决策逻辑：有200个家庭要进行家庭旅行，每个家庭的情况不同（包括出行人数、目的地、家庭年收入等），每个家庭都会在飞机、火车、长途汽车及自驾车中选择一种作为出行方式。

不同的家庭会有不同的选择，在选择的表象下有着相似的决策逻辑。我们尝试置身于这个场景中，在大脑里构建一张类似图1-2的打分表。出行方式的属性可以主要归结为行程外（等车）耗时、行程中耗时、行程花费、舒适性等。确定这些出行方式的属性后，再结合自身属性（家庭收入、出行人数等），对每个选项进行定性/定量的排序，得到最适合自己的选择结果。

在选择的过程中，如果某个因素发生变化，就有可能对选择结果产生影响。例如：其他因素保持不变，由于航空公司促销，机票价格比火车票还便宜，你的选择是不是会从火车改为飞机呢？再假设，临行前你收获一笔超过预期的奖金，可支配的现金增多，是不是也会从火车改为飞机呢？

回忆一下我们生活中其他方面的选择，其实也秉持类似的方式。经济学家、心理学家经过长期研究，发现人类个体间的“选择之道”存在较高的相似性，对这些相似性加以总结就形成了一系列选择行为的经济学理论。这些长期沉淀下来的理论对于数据分析师来说是非常有价值的，它不仅能帮助我们从本质上理解相关计量选择模型的原理，还能在对业务方进行分析阐述时有理论背书。下面我们开始学习选择行为的经济学理论。

1.1.2　选择行为的经济学理论

选择行为主要有两个经济学派别，分别是理性人选择和行为经济学。尽管行为经济学在某些方面对理性人选择提出了挑战，但理性人选择仍然是群体选择行为分析的主流理论框架。本章后续内容均基于理性人选择理论。

1. 理性人选择理论

理性人选择是指经济决策的主体是充满理智的，他们对于所处环境具有完备的知识，能够找到实现目标的所有备选方案，有稳定且清晰的偏好，拥有很强的计算能力，能预测每种方案的选择后果，并依据某种衡量标准从这些方案中做出最优选择，选择的唯一目标是自身经济利益最大化。

结合上文的出行案例，我们先来解释什么是理性人选择。当我们选择出行方式时，首先确认每种交通方式的重要属性（行程外耗时、行程中耗时、行程花费、舒适性）、自身属性（家庭收入、出行人数）和客观因素（天气），然后基于这些信息为每个方案计算一个偏好值并排序，最终选择偏好值最大的选项。如果选择了自驾车，那么说明综合多种因素，自驾是最能获得满足感的出行方式。

2. 效用理论

消费者内心的满足感其实可以用一个经济学的词汇来表示，即“效用”。依照每种选择方案的“效用”排序进行选择的过程叫作“效用最大化”，这就是理性人选择理论最常用的准则。学术上的描述是当消费者面对一系列备选商品的时候，他们会清楚地计算出每个商品的效用，并严格将所有商品按照效用排序，选择效用最大化的商品。

读到这里你也许会有疑问，尽管我们认同选择时基于理性人选择理论，但如此抽象的理论怎样才能在实际的数据分析中发挥作用呢？哪怕知道了影响选择行为的因素，也无法得出效用的计算公式。此时，我们需要继续学习揭示性偏好理论。

3. 揭示性偏好理论

揭示性偏好理论由美国经济学家保罗·安东尼·萨缪尔森提出。该理论表明：可以结合消费者历史消费行为，分析消费者偏好，通过统计分析的方式得到相关因素的量化影响。该理论有以下两个重要假设。

1）消费者在进行实际消费行为时，若从备选方案中选择了一个选项，即为首选选项，则该选项效用是最大的。

2）在给定的消费者预算、商品价格等因素不变的情况下，如果消费者购买了某种产品，那么他将始终做出相同的选择。

在该理论提出之初，包含的影响因素有消费者预算、商品价格以及其他商品或消费者属性。对这些因素进行归纳和拓展，再结合上述假设，就形成了离散选择模型的模型框架。

1.1.3　离散选择模型

了解了必要的理论知识后，我们开始学习离散选择模型（Discrete Choice Model，DCM）。DCM不是单一模型，而是一个模型簇，它包含了一系列应对不同选择场景的模型，例如逻辑回归（Logistics Regression，LR）模型、多项Logit（MultiNomial Logit，MNL）模型及嵌套Logit（Nested Logit Model，NL）模型等，在1.2节、1.3节中会深入介绍这些模型的使用方法。

如图1-3所示，DCM主要包括5个部分，分别是决策者（决策者属性）、备选项集合、备选项属性、决策准则和选择结果，数学表达形式如下。

选择结果 = F（决策者，备选项集合，备选项属性）

其中，F是决策准则，即效用最大化准则。模型最终实现的功能是在给定决策者、备选项集合、备选项属性后，基于效用最大化准则，得到选择结果。

回到旅行出行方式选择的案例中，我们对例子中的元素进行映射。

• 决策者：一次选择行为的主体（决策者属性包括家庭收入、出行人数、天气）。
• 备选项集合：飞机、火车、长途汽车、自驾车（不同决策者的备选项集合可以不同）。
• 备选项属性：行程外耗时、行程中耗时、行程花费、舒适性（不同备选项的属性也可以不同）。
• 选择准则：效用的最大化准则。
• 选择结果：备选项中的一个选项（每个选择过程均存在选择结果）。