基于路段的拥挤收费与停车收费组合优化研究

确定性路段拥挤收费对收费路段的交通拥挤缓解有很好的效果,停车收费对抑制区域路网出行需求有重要影响,将两者组合起来系统研究具有重要意义. 本文通过将路段拥挤收费与停车收费进行组合,分析组合收费策略下出行成本和出行需求变化的基础上,建立了双层规划模型. 以收费社会效益最大化为目标,以拥挤收费和停车费可行区间为约束条件作为上层优化模型,下层模型是考虑广义交通出行费用(含行程费用和停车费用)的弹性需求条件下用户平衡模型,进行路段拥挤收费与停车收费组合优化. 设计了模式搜索算法进行求解,得到不同初始步长和迭代精度下模型的最优解. 数值计算结果表明,联合收费使得路网流量分布更加均衡,缓解了收费路段的交通拥挤,同时出行需求得到了一定抑制,证明该模型与算法具有有效性.     

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拥挤道路使用收费和停车设施收费是解决城市交通拥挤的两种手段,文章对两者收费策略结合条件下的市郊—市区间综合优化问题进行研究。前往市内工作区上班的驾车者到达拥挤收费点后有两种策略可供选择：一是交纳拥挤道路使用费继续驾车前往工作地;二是停车再换乘地铁或BRT等公交方式到达目的地。通过对两种策略下用户的出行成本进行了分析,以最大化总的消费者剩余为上层优化目标,以弹性需求下的组合出行网络用户平衡作为下层规划,建立了双层规划模型,设计了基于模式搜索的求解算法。并对算例进行计算和分析,计算结果表明该模型与算法是有效的。     

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.     

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考虑城市路网中不同出行方式车流之间相互影响,通过对私家车实行拥挤道路使用收费和增加公交发车频率之间的相互制约关系分析,提出了基于可变公交发车频率的城市拥挤道路收费定价的优化问题. 在分析确定路网上公交车和私家车出行方式的广义出行成本的基础上建立了该问题的双层规划模型,其中上层规划以路网上的出行者消费盈余最大为优化目标,下层规划为弹性需求下的组合出行网络用户平衡模型;并设计了基于模拟退火算法求解的优化算法. 算例分析表明,基于可变公交发车频率的城市拥挤道路收费定价模型和算法能够更有效地解决道路拥挤问题.     

基于可变公交发车频率的城市拥挤道路收费定价优化

考虑城市路网中不同出行方式车流之间相互影响,通过对私家车实行拥挤道路使用收费和增加公交发车频率之间的相互制约关系分析,提出了基于可变公交发车频率的城市拥挤道路收费定价的优化问题. 在分析确定路网上公交车和私家车出行方式的广义出行成本的基础上建立了该问题的双层规划模型,其中上层规划以路网上的出行者消费盈余最大为优化目标,下层规划为弹性需求下的组合出行网络用户平衡模型;并设计了基于模拟退火算法求解的优化算法. 算例分析表明,基于可变公交发车频率的城市拥挤道路收费定价模型和算法能够更有效地解决道路拥挤问题.     

弹性工作制和动态停车收费组合策略研究

提出弹性工作制与动态停车收费的组合管理策略，探究组合策略下，出行分布的变化机理及动态停车收费费率的制定，以达到缓解通勤拥堵的目的. 构建双层规划模型建立动态停车收费费率的制定与多用户出行选择的相互作用关系，基于灵敏度分析的下降算法求解. 仿真模拟出不同弹性工作制规模时，均衡状态下多用户出行分布模式和优化的动态收费费率. 结果表明，组合策略能促使弹性与非弹性员工错峰出行，有效分散交通流，与单一策略相比，缓解路网拥堵的效果更好.研究成果为交通管理优化策略的制定提供了新思路.     

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停车费和公交票价是平衡交通方式分担的有效交通需求管理措施. 在分析私家车和公交车两种交通方式并存的路网中出行者的旅行选择均衡行为的基础上,建立了路段及停车设施能力约束下等价的网络均衡模型. 然后,给出了不同市场经营机制下多种交通方式的定价模型,其中市场机制包括垄断、寡头竞争和社会最优. 模型考虑了停车费和公交票价定价策略对出行者交通方式和路径选择行为的影响以及出行需求弹性. 最后,给出一算例说明文中所提出模型的应用,并解释了不同市场机制下解的经济含义.     

基于环境保护的拥挤收费定价研究

为了缓解城市交通拥挤和污染问题,从降低交通需求以及环境保护的角度,建立合理的机动车拥挤收费定价模型。以大连市6条拥堵路段为调查对象,开展道路交通流量和道路平均车速的交通调查,利用拥挤收费定价模型计算出定价,并通过博弈论模型进行征收范围确定,最后,通过SP/RP调查方法了解居民对拥挤收费的接受度,研究如何通过拥挤定价实现缓解交通压力的同时更大力度解决尾气污染的问题。研究表明,恰当设置交通拥挤收费将引导人们更多的向公共交通出行,未来城市交通拥挤情况能够得到明显改善,环境污染问题也能得到减缓。     

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目前我国通常采用驶入率参数来计算公路服务设施规模,但驶入率参数值难以准确确定。本文提出一种无须驶入率参数、更加贴近实际停车需求的服务设施停车容量计算模型。该模型基于司乘人员和机动车出行途中需要经常停车休息的规律,改进四阶段预测方法中交通分配模型,根据路网中车辆的出发地、行驶路径和停车间隔来确定路网中路段停车需求量,以此来计算该路段上服务设施的停车容量。本文给出了该预测模型的计算步骤、服务设施停车位数计算公式和相关参数,并利用实测数据对模型进行了验证。最后以内蒙古自治区S308的服务设施设置为例,采用模型计算了公路服务设施停车容量。     

基于能耗测度的道路拥挤收费模型

分别建立了考虑能源消耗与拥挤收费的小汽车广义出行费用及考虑舒适性消耗的 公共汽车广义出行费用,构建了由这两种交通出行方式组成的交通系统总能源消耗函数.考虑 能耗对出行者路径选择行为的影响,建立能耗目标约束下的以出行时间最小为上层目标函数 的双层规划模型,其中上层模型以一定节能水平下的系统延误最小为目标;下层模型满足双 模式交通网络的随机用户平衡,并采用遗传算法和Frank-Wolfe 算法求解.通过算例,将道路拥 堵收费及节能目标抽象化后代入模型,探讨了道路收费前后交通能耗变化及在不同的节能目 标情况下,道路拥堵收费的节能效果.计算结果表明,在交通需求量较大时,实施道路拥挤收费 有利于减少交通能耗,当节能目标小于25%且同时采取道路收费时,路网出行时间都会相应 减少.     

停车换乘设施布局优化研究

分析了全程私家车和停车换乘两种出行方式的出行效用,在此基础上建立了停车换乘设施布局的离散双层规划模型.其中上层规划的优化目标为总的社会福利最大,而以弹性需求下的停车-换乘组合用户平衡作为下层规划,并设计了求解该模型的遗传算法.算例分析表明,不同的布局方案会对出行者的出行选择行为和交通状况产生显著影响,停车换乘设施布局优化模型和算法能够更好地优化停车换乘设施布局,使其能更有效得解决道路拥挤问题.     

车道拥挤收费与信号控制组合优化模型研究

针对设有公交专用车道的城市道路,在交通过饱和状态下,为了提高道路通行能力,允许私家车以收费模式驶入公交专用车道,以缓解交通拥堵,建立了基于拥挤收费的交通信号控制模型.模型分别计算了公交专用车道和常规车道的行程时间及相关联交叉口的总体排队延误,另外对公交专用车道设置了临界密度.该模型在保证公交专用车道交通服务水平的前提下使所有车道的路段行程时间及路口排队时间最短,最后利用遗传算法和VISSIM仿真相结合对模型进行了求解.结果显示了车道拥挤收费和信号控制组合优化模型的有效性,降低了车辆排队延误.     

基于需求弹性的城市公交票价优化方法及实证分析

城市公交票价是公交系统健康发展的重要因素，票价制定需兼顾公交企业的市场性和公益性双重属性，在保证服务质量的同时，考虑运营成本和最大限度吸引公交需求，实现经济效益和社会效益的双赢.在本文中，根据用户均衡理论，构建了城市多方式交通出行的需求分析模型，采用灵敏度分析方法给出了城市公交价格-需求弹性的计算方法.在此基础上，充分考虑了各种方式的交通特征、公交需求弹性、公交运营成本及政府限价等因素，提出了城市公交票价优化的数学规划模型，并给出了求解算法.最后，以国内某城市居民出行调查及公交运营数据为基础，分析了不同条件下公交客运需求的变化规律及城市公交票价的优化策略.     

基于需求弹性的城市公交票价优化方法及实证分析

城市公交票价是公交系统健康发展的重要因素,票价制定需兼顾公交企业的市场性和公益性双重属性,在保证服务质量的同时,考虑运营成本和最大限度吸引公交需求,实现经济效益和社会效益的双赢.在本文中,根据用户均衡理论,构建了城市多方式交通出行的需求分析模型,采用灵敏度分析方法给出了城市公交价格—需求弹性的计算方法.在此基础上,充分考虑了各种方式的交通特征、公交需求弹性、公交运营成本及政府限价等因素,提出了城市公交票价优化的数学规划模型,并给出了求解算法.最后,以国内某城市居民出行调查及公交运营数据为基础,分析了不同条件下公交客运需求的变化规律及城市公交票价的优化策略.     

电动汽车混入条件下随机动态用户均衡分配模型

为分析电动汽车动态充电需求对公共充电设施服务水平的影响, 给充电设施网络规划与运营提供参考, 在考虑燃油汽车和电动汽车出行者行为差异、路段拥堵状态、车辆能源消耗、充电设施布局与服务水平等因素的基础上, 采用巢式Logit模型描述了包含充电需求判断、充电设施和路径选择的电动汽车出行联合选择行为; 建立了考虑用户在途快速充电行为的动态交通流分配模型, 提出了混合交通下随机动态用户均衡条件及等价的变分不等式模型, 并设计了融合电动汽车充电排队仿真的动态交通流迭代算法; 通过算例验证了模型与算法的有效性, 并进一步探究了在电动汽车推广的不同阶段, 需求和供给关键因素对充电设施服务水平的影响。研究结果表明: 受路网交通流量分布和充电设施布局的影响, 充电设施利用率在时间和空间上具有明显的非均衡性; 电动汽车混入率的提高会增加平均充电等待时间, 并改变充电高峰期的时间分布; 电动汽车电池初始电量和充电设施处的排队长度均对用户的充电需求判断呈负效应; 当路网中充电设施数量与需求规模不匹配时, 会导致服务水平急剧下降, 同时极易诱发局部拥堵; 用户在充电设施处的逗留时间以15~20 min居多, 约90%用户的等待时间在9 min以内, 因此, 提出的模型符合实际, 能够充分反映混合交通网络中电动汽车充电行为引发的一系列影响。      

三类运营机制下两类停车设施定价问题研究

为研究三种运营机制（垄断市场,寡头竞争和社会最优）下两类型停车设施（公 共停车场和停车换乘设施）的定价问题,将停车设施运营者和出行者的相互作用描述为 双层规划问题,其中上层为运营者的停车收费水平决策模型,下层为出行者的旅行选择 行为模型,包括对出行方式、出行路径和停车设施的选择.设计了基于灵敏度分析的启发 式算法来求解该模型.算例结果表明,垄断解导致最高的总利润、最低的社会福利和最低 的交通需求;社会最优解导致最低的总利润、最高的社会福利和最高的交通需求;而寡头 解介于垄断解和社会最优解之间.