多用户多模式多准则随机用户均衡模型

在网络中存在多类用户和多种模式,每一类用户按照出行时间和出行费用2个准则共同选择模式和路径,且不同模式间阻抗的相互影响满足对称条件的前提下,建立了多用户多模式多准则的随机用户网络均衡模型,用一个等价最小凸规划公式来表示这一混合均衡状态,并证明了所构建的数学规划公式与基于Logit的随机用户均衡条件的等价性,进一步证明了模型最优解的存在性和惟一性条件.最后用一个简单算例表明了所构建的模型的正确性和可行性.     

基于停车行为分析的出行路径选择研究

城市交通系统中,停车需求与供给的矛盾关系引发的静态交通问题越来越严重,路网中存在大量的巡游交通,降低了路网的通行效率.对出行者停车行为进行分析,建立了由路网出行费用、停车费用及感知步行费用等组成的广义出行费用函数,基于Kirchhoff模型与随机用户均衡理论构造了考虑路段及转向费用的路径选择模型,并通过算例进行验证.结果表明:随机用户均衡状态下出行者步行时间感知差异及停车场特性会影响出行者路径及停车场选择,停车场分担率与步行感知时间呈负相关,与停车场的特性值呈正相关.     

基于路段关联的随机网络交通模型

在网络需求和供给条件都是随机的情况下,提出了一个出行路径选择模型。模型中考虑出行者的感知误差,使用基于Logit的随机用户均衡框架来表征网络中出行者的路径选择。网络中交通需求服从对数正态分布,路段容量服从均匀分布。相邻路段的路段流和路段出行时间之间存在关联关系,用两个路段的协方差参数来表示。推导了由随机需求和随机供给导致的随机路段流和随机路径流的分布形式,采用变分不等式技术构建了路段关联下的随机网络随机用户均衡模型。给出一个求解算法来求解该模型,并对一小型网络进行测试,测试结果表明模型能够正确地反映出行者在路段关联的随机网络下的路径选择行为。     

ATIS渗透率对有限理性用户行程可靠性的影响

鉴于行程时间可靠性是累积前景择路模型参考点设置的首要依据,采用先进交通信息系统(ATIS)引导此类用户择路能否显著改善路径、OD和系统行程时间可靠性成为一个有意义的研究课题.对此,本文构建了基于双参考点累积到达时间价值择路模型与ATIS引导下路径行程时间最可靠择路模型的多类用户均衡网络,以研究随机退化路网中ATIS渗透率对双参考点有限理性用户行程时间可靠性的影响.结果表明,针对路径、OD和整个系统而言,通畅时,高渗透率能提高系统可靠性,并增加可靠性曲线的稳定性;但拥堵时,一定比例的渗透率能增加可靠性值,而高渗透率反而可能降低部分用户的可靠性.     

基于路网通行效率最优的路侧停车资源配置方法

为实现动静态交通和谐统一，构建与停车需求相协调、停车资源时空均衡的路侧泊位动态供给方案，应用图论的方法建立了含有路侧停车网络的车辆运行模型，将路段分为通行路段与路侧停车路段，并根据用户通行性质与运行状态，基于改进的BPR（Bureau of Public Road）函数量化了通行用户与停车用户在常规通行路段和路侧停车路段的通行阻抗。为实现路网整体通行效率最高，以路网中用户总通行时间最短为目标函数，以路网中停车设施利用水平的高效性与空间均衡性为约束，构建了最佳泊位资源配置模型，并应用相继平均算法（Method of Successive Averages, MSA）设计了路网总效率最高的交通流路径分配方案。以典型的Nguyen-Dupuis网络为实例，设计了多模式、动态的停车资源配置方案，量化了用户出行时间与通行需求和停车比例的关系。研究结果表明，当已知路网中的出行起讫点和泊位规划目标时，通过应用该优化求解模型能有效配置路侧停车资源数目，合理规划出行路径，改善用户出行效率。     

不确定条件对交通网络设计的影响分析

交通网络设计问题中较为关键的问题之一是如何准确合理的反映网络用户 出行行为,符合实际的行为描述有助于决策者做出正确的决策.已有文献在用户均衡基础 上对网络设计问题做出研究,假设所有用户均为风险中性的,忽略了出行时间不确定性给 网络设计决策带来的差异性影响.本文在随机路段能力导致的不确定环境下,引入期望出 行时间（MTT）、出行时间预算（TTB）和 α -可靠性的平均额外行程时间（METT）,并采用 数据结果对比分析不同用户均衡模式（DUE、DRUE、METTUE）对网络设计问题决策的 影响.实验结果表明,在不同路段能力随机变化程度下,考虑用户出行时间的不确定性因 素,较传统用户均衡更贴近现实,同时也为网络设计决策提供更准确的指导.     

基于有限理性的交通网络可靠性均衡模型

为探索交通系统不确定性和出行者心理感知差异对出行路径选择行为的影响,将路网可靠性和有限理性融入出行者的路径选择决策中,提出双目标交通网络均衡模型.为应对模型多解问题,建立出行可靠性和有限理性下的贝叶斯随机用户均衡模型,运用贝叶斯统计和双层规划框架估计权重系数,采用变分不等式刻画交通均衡模型;分别设计迭代算法（iterative algorithm,IA）和相继平均算法（method of successive average,MSA）求解贝叶斯权重系数估计和变分不等式交通网络均衡模型.算例表明：随着观测变量和输入变量扰动变小,估计参数的均方根误差逐步减小;IA在运行15 s后均方根误差达到0.05,MSA在1 s内收敛精度达到10-6;变分不等式均衡模型可以同时反映出行者的风险态度和有限理性决策过程.     

基于累积前景理论的 随机用户均衡交通分配模型

为了使交通分配更符合出行者的实际行为特征,基于累积前景理论,给出了交通流连续分布状态下路 径前景的连续函数表达式,建立了随机用户均衡模型,并给出了等价的变分不等式.该模型同时考虑了交通系统 的不确定性、出行者的感知误差以及建模者的观测误差.讨论了模型解的性质,设计了求解算法,并通过算例进 行了验证.结果表明:在(0,1)区间内,当出行可靠性参数或风险态度参数值越大时,出行者对于风险的感知越敏 感,越倾向于选择行程时间波动较小的路径;当感知误差较小或路网不确定性程度较大时,出行者的路径选择行 为均逐渐趋于稳定.研究还表明,出行者的损失规避程度对网络均衡态的影响不明显.      

多层次多模式综合交通网络设计研究

基于多层次多模式研究如何设计可持续的综合交通网络. 根据交通网络层次特征定义了层次因子,结合交通负外部性定义了广义路径费用,构建了多层次多模式综合交通网络Logit-随机均衡的非线性规划模型,并构造了多层次多模式交通网络设计算法;通过算例网络的数值试验,着重分析了网络广义费用总量的层次结构弹性与需求弹性,以及模式分离参数对不同层次结构网络的广义费用总量的影响,与模式分离参数取定不同值的情况下平均广义费用的需求弹性;分析表明,在考虑层次性的情况下所设计的综合交通网络能更好地适应需求的增长,且层次结构网络对模式分离参数是不敏感的.     

基于均衡配流方法的危险货物时空路径优化

针对危险货物运输路径上的运输风险随时空波动的特点,将时间维度加载至空间路径选择中,建立了危险货物运输扩展时空网络,以虚拟的出发弧和到达弧分别表示出发、到达时段的选择;设计了允许危险货物临时存储的转运节点,并以虚拟等待弧代表危险货物的等待费用,从而以时空路径标识危险货物在一天中的流量分配方案.此外,为各弧段设计了阻抗函数,并根据相同弧段不同时段的风险波动特征,基于用户均衡配流理论建立了考虑时段安全费用的危险货物均衡配流路径优化模型,实现多OD对、多路径、多时段的阻抗均衡,并利用Frank-Wolfe算法对其求解.算例结果表明,在考虑时空差异的扩展时空网络中,均衡配流模型能够实现危险货物的各时空路径阻抗最小且均等.     

ATIS 作用下弹性需求混合交通均衡的效率损失

在ATIS 用户和利己用户组成的交通网络中，利己用户遵循用户均衡原则选择出行路径，其目的是最小化自身出行成本；先进出行者信息系统(ATIS)用户遵循系统最优原则选择出行路径，其目的是最小化系统总出行成本. 本文基于ATIS 用户和利己用户路径选择原则的异质性，对弹性需求下该类混合交通均衡分配的效率损失进行探讨. 构建弹性需求下该类混合交通均衡分配的变分不等式模型，界定其效率损失上界. 结果表明，效率损失上界与用户均衡时社会总收益与社会总剩余之比相关，还与用户均衡时路段上ATIS 用户的流量与总流量之比有关.     

基于G/G/c/FCFS 排队模型的城市停车流量分配模型

为探索城市路网中交通均衡与停车选择之间的相互关系,本文根据出行者实际停车搜索过程,运用G/G/c/FCFS 停车排队模型,研究了路径流量、行程时间、停车场可用概率三者的关系,进而计算停车场在车辆到达时的可用概率,并将此概率纳入停车搜索路径的广义费用函数,最后根据交通网络中出行者路径选择和停车选择理论,提出基于停车排队理论下的随机用户均衡模型,并设计了模型求解算法. 算例结果表明,本文模型能准确合理地分配城市路网中的停车流量. 研究结论有助于从城市整体角度为停车需求规划提供依据.     

多模式混合交通网络流星分配模型及算法

在现代城市交通系统中,由于有多种交通模式存在,出行者通常采用从一种交通模式换乘到另一种交通模式的方法来节省时间和金钱。采用状态转移网络来描述这种多模式交通网络的结构,同时以路段上的混合交通阻抗函数为基础,对多模式交通网络中的各种费用加以分析,从而可得到多模式交通网络流量分配的模型和算法。     

基于G/G/c/FCFS排队模型的城市停车流量分配模型

为探索城市路网中交通均衡与停车选择之间的相互关系,本文根据出行者实际停车搜索过程,运用G/G/c/FCFS 停车排队模型,研究了路径流量、行程时间、停车场可用概率三者的关系,进而计算停车场在车辆到达时的可用概率,并将此概率纳入停车搜索路径的广义费用函数,最后根据交通网络中出行者路径选择和停车选择理论,提出基于停车排队理论下的随机用户均衡模型,并设计了模型求解算法. 算例结果表明,本文模型能准确合理地分配城市路网中的停车流量. 研究结论有助于从城市整体角度为停车需求规划提供依据.     

换乘约束下城市多方式交通分配模型与算法

基于超网络理论构建了可换乘条件下城市多方式交通系统的超网络模型,同时基于所建超网络,在考虑出行者的换乘规律和换乘行为等因素下,定义了可行超路径.将超网络的路段划分为行驶路段、换乘路段、上网路段和下网路段等4类,考虑出行时间、货币费用及舒适度感受3种因素,建立各类路段的广义费用函数及超路径广义费用函数.基于超路径费用,定义了有效超路径.在此基础上,提出城市多方式交通系统的随机平衡分配模型,并且提出了换乘约束下有效超路径和最短可行超路径的搜索算法.最后,通过一个数值算例说明所提出方法的可行性和有效性.     

基于摩托车禁行方案的多模式交通网络均衡分析

目前国内许多城市对部分区域实施“禁摩”政策，不同禁行方案的实施对交通系统中出行者方式和路径选择产生差异化影响。为定量描述摩托车禁行方案下的用户多模式出行选择行为，本文考虑私家车、常规公交及摩托车这3种模式的不同网络出行特征，构建基于摩托车禁行方案的多模式网络均衡模型。首先，设计3种模式混行下的复合交通网络，根据其不同的路段通行能力特征，以及公交车内拥挤和线路选择，分别针对禁行区域和非禁行区域，建立用户出行成本函数；然后，基于用户均衡和Logit模式划分，构建相应的数学规划模型。最后，采用基于相继平均的路径配流算法求解模型，并量化分析摩托车禁行方案下的用户出行效率和事故风险。算例 结果表明，随着禁行区域的增大，转移至私家车和常规公交的摩托车用户逐渐增加，用户总出行成本逐渐增加，出行效率和总事故风险成本逐渐降低，同时，对关键路段实施禁行方案能在较少降低用户出行效率的基础上有效降低总事故风险成本。     

多用户多方式混合交通均衡变分模型及求解算法

在城市混合交通路网中,出行者通常根据自己的出行偏好选择自己的交通方式和出行路径. 考虑城市道路中不同交通方式之间的相互影响,把出行者按照时间价值划分为多个用户类型,每类出行者可选择自驾车、出租车或公交车方式出行. 为解决这个多交通模式相互影响的混合交通均衡分配问题,从交通需求的角度出发,基于BPR公式构造了城市混合交通网络的路段旅行时间函数,建立了多用户多方式混合交通均衡变分不等式模型,并设计了基于对角化技术与MSA方法的混合求解算法. 算例结果表明,高时间价值类出行者倾向于选择自驾车或出租车出行,低时间价值类出行者倾向于选择公交车出行.     

混合交通出行方式的瓶颈模型

运用瓶颈模型理论,在用户均衡条件下,对公共交通与私人交通并存的交通系统出行分布进行分析与扩展。分析公共交通的运行特点,考虑到公共交通存在的拥挤风险费用。而扩展包含了3个方面：一是在原有的交通系统上增加轨道交通这一交通方式;二是考虑公共交通与轨道交通运输能力的限制,运用拥挤风险费用进行分析;三是在考虑到私人小汽车与公共交通方式相互干扰的情况下,使模型更加符合实际。在用户平衡的前提下,通过计算出行者在选择三种交通方式成本的平衡点,得到不同情况下的需求分布。最后,给出一个简单的算例。     

考虑风险规避和认知更新的日常择路行为演进

为了刻画出行者的日常择路行为,利用动力学系统方法和不动点理论,建立了一个集成风险规避和认知更新的演化模型,分析了演化过程的稳定性,并在一个简单网络上进行了验证。发现在模拟开始的前15 d内,出行时间预算、路径期望出行时间、实际出行时间以及路径流量都出现了较大的波动,但经过大约30 d的摸索以后,开始趋向于随机用户均衡状态。分析结果表明:模型所设计的择路演化过程类似于经典的相继平均算法的计算过程,可以确保收敛到稳定状态,并与初始状态参数的取值无关。     

双交通模式随机用户平衡问题的一种求解方法

对双交通网络中的次交通模式上的路段赋予虚拟路阻函数,将网络上的双交通模式随机用户平衡问题转化为传统模式的单模式固定需求随机用户问题,并证明了该方法的正确性,从而利用单模式固定需求随机用户问题对应的数学规划来求解．利用仿射尺度内点算法对一个小型路网进行了数值实验．