交通拥挤的进化动态分析

在对交通拥挤本质进行分析的基础上,认为交通出行是一种衍生需求的博弈过程,并根据进化动态博弈理论,对弹性和非弹性需求条件下的交通出行分别进行了分析,指出在相对于拥挤博弈的可容许动态下,博弈可以收敛于惟一的纳什均衡,并表明在此基础上引入合理的可变价格方案可使这一均衡成为真正有效的纳什均衡,从而实现交通出行的社会最优,相对于基于边际成本的定价方案,这一可变价格方案才真正体现了交通拥挤收费的本来意义。     

基于停车许可证的路外公共停车设施最优收费定价:基础模型及其扩展

为探求路外公共停车设施的最优收费定价机制及其实现手法,构建了基于停车许可证的最优停车设施收费定价基础模型及其扩展模型。在基础模型中,首先利用出行者对各停车设施的评价额度,构建停车许可证的最优分配模型;而后,通过拍卖机制（例如升价拍卖代理系统）即可确定各停车设施的最优收费定价。在扩展模型中,将购买停车许可证的时间点由一个扩展为多个,并开发了一种可实现最优收费定价的调优法。最后,通过数值算例验证了升价拍卖代理系统在实现路外公共停车设施最优收费定价方面的可行性以及调优法在求解扩展模型方面的有效性。分析结果表明：将停车许可证制度导入停车设施后的出行者均衡状态与社会最优状态是一致的;利用升价拍卖代理系统可求解得到最优许可证分配方式与最优停车设施收费定价;同时,最优停车设施收费定价具有防止出行者进行虚假申报的制约机制;相较评价额度,停车泊位总数的变化对最优收费定价的影响较大（即敏感因素）;多个停车许可证购买时间点条件下所实现的社会福利高于单一购买时间点;应用调优法可以使管理者在有限步骤内求解得到多购买时间点条件下的最优停车许可证分配方式及最优收费定价;利用此调优法可使政策在较少的步骤内实现较高的社会福利。     

道路拥挤定价下的公交收费模型研究

为了在执行道路拥挤定价政策的前提下制定公共交通的收费标准，提出可行的定价模型，根据交通行为科学的有关理论和方法，采用了两层规划技术建立了道路拥挤定价下的公交收费模型，上层规划为交通系统优化，下层规划为拥挤定价下的路网随机平衡问题。以广州市为研究对象，计算了拥挤定价下广州市公交线网的最优价格体系。研究结果表明：所提出的模型能够描述出行者和交通管理部门分别在出行和交通管理中的决策行为，较好地解释了用户平衡、路段路径流量和阻抗、交通需求、拥挤费、公交票价、出行成本等相互之间的逻辑关系。     

基于路网拥挤度的交通拥挤收费费率研究

针对交通拥挤路段收费费率的问题,建立了交通拥挤收费的双层规划模型,上层模型为最小化交通路网的拥挤度,下层模型为固定需求的用户平衡。在下层模型中广义出行成本函数考虑了出行时间、油耗和费率。并采用遗传算法进行求解。通过算例分析,得出结论:当广义出行成本函数考虑了油耗的因素时,要使路网的流量达到系统平衡状态,路段收费的费率是不相同的;合理的收费费率能获得最小的路网拥挤度,路网的拥挤度和用户总出行时间并不能同时达到最优。     

拥挤道路收费与停车收费组合优化模型研究

道路拥挤收费和停车收费是交通需求管理中的两大有效手段,合理地实施收费可以达到缓解交通拥挤的目的.文中针对交通网络中私家车用户可以在任意公交站点处发生换乘这一广泛情形,讨论了弹性需求下的路段拥挤收费和停车收费组合优化策略,并给出基于混沌优化方法的启发式算法求解所建立的双层规划模型.结果表明,所建模型有助于个体出行方式和出行路径的决策,且组合收费在使得公众易于接受实施拥挤收费政策的同时,也可以吸引更多出行者选择换乘公共交通方式,这将有利于减轻交通拥挤程度和环境压力.     

综合效益最优的路边停车价格研究

为了研究市中心路边停车和路外停车场停车存在相互竞争的区域内的路边停车价格,提高城市停车系统的综合效益,考虑停车收费价格、停放时间、路边停车位搜索成本、路外停车场至停车者目的地的步行距离等影响因素,建立了停车用户均衡模型来研究停车者路边停车和路外停车场停车的方式选择问题,并对大量存在的路边停车巡游车辆和因此而造成的通过性车辆的延误成本进行了深入分析。以综合效益最优为目标,建立了基于停车方式选择的路边停车收费定价模型,运用MATLAB软件结合Frank-Wolfe算法进行了模型求解。算例结果显示:与不考虑综合效益时的路边停车收费定价相比,系统总花费减少18.8%,通过性车辆的延误成本减少37.4%,路边停车位停车需求分担率减少55.2%,证明了模型的有效性和实用性。     

基于MFD与距离的边界收费策略

为了缓解城市中心等重点区域的交通拥堵问题,在给定的边界区域条件下结合宏观基本图(MFD)的相关理论,提出了一种基于用户在边界中行驶的距离进行收费的最优定价策略。该策略首先通过分段线性逼近方法定义了一种非负、非递减、非线性的距离收费函数,基于距离收费函数和MFD相关特性构建双层规划模型。上层模型考虑系统的整体运行效益,以路网输出流量最大为目标,下层模型则假设用户的路径选择行为服从Wardrop第一定理,构建固定需求下的用户平衡模型。针对非线性距离函数引起的路径成本不可加性问题,采用网络变换法实现现实网络与虚拟网络的转换后,再结合路段的FW算法求解下层模型。最后在算例中对收费模型和算法的合理可行性进行了验证。结果表明,实施基于距离的边界收费策略能使边界区域的输出流量维持在最佳水平附近,并得到使系统高效运行的最优收费函数,证明最优收费函数的非线性形式是符合现实且有效的。     

基于博弈决策的道路通行费最优定价模型研究

道路通行费定价是一个典型双层博弈问题,上层是主管部门与交通参与者决策互动,收费主体通过改变通行费率,影响出行者出行选择,达到预设目标;下层是出行者之间决策互动,出行者基于出行费率的变化,考虑出行成本和其他出行者决策,选择出行效用最大化方案。基于管理者不同决策目标,将道路管理者和交通出行者看成是非合作静态博弈的双方,考虑不同出行者群体时间价值和出行效用差异性,建立双层规划模型,上层研究道路决策主体的决策问题,下层研究不同时间价值的出行者出行博弈过程和出行行为选择,利用博弈论方法来诠释不同决策目标下的道路最优定价,为城市道路通行费合理制定提供决策参考。基于模型约束条件,先对下层N个局中人的纳什-Wardrop均衡模型求解,再利用图解法进行上层N+1局中人非合作静态Stackelberg博弈模型求解,并构建出行情景验证模型的精确性。结果显示,基于博弈决策的道路通行费最优定价模型,可以有效测算不同通行费率下、不同时间价值参与者博弈过程、决策收益和不同决策目标下的最优通行费率。在构建的出行情景下,道路通行费为4时,出行者出行收益和通行费收入最大;当通行费介于4-5之间,社会剩余最大。出行情景模拟结果验证了模型的精确性和可操作性。     

弹性需求下多类型用户拥挤收费模型研究

单一类型用户拥挤收费模型存在两大缺点：拥挤收费对所有用户影响相同和不能真实反映用户实际出行;在此基础上提出了弹性需求下多类型用户拥挤收费模型,并对其进行求解。以实例证明了多类型用户收费模型相对单一类型用户收费模型更能反映用户的实际交通出行,更能真实地反映收费后用户的出行选择,实现整个系统效益的最大化。     

弹性需求下多类型用户拥挤收费模型

基于时间价值不同的多类型用户特性,提出了弹性需求下多类型用户的拥挤收费模型,并以一个简化的路网实例比较了多类型用户收费模型与单一类型用户收费模型的区别。简化实例分析结果表明:当费率水平较低时,单一类型用户收费模型高估了路网的流量、社会效益,当费率水平较高时,则低估了路网的流量和社会效益;同时单一类型用户收费模型的路网社会效益和利润区域对应的道路通行能力区间较宽,费率水平区间窄,而多类型用户收费模型的路网社会效益和利润区域对应的道路通行能力区间相对较窄,费率水平区间较宽。     

一O多D用户均衡配流模型的提出与求解

在分析固定需求用户均衡配流模型和用户出行目的地特征的基础上，首先提出一O多D用户均衡配流问题，建立相应的最优化极值模型，并证明其符合一O多D用户均衡原则及最优解是确定且唯一的，同时分析其求解算法，最后探讨将来进一步研究的方向。     

基于合同模式交通分配模型和求解算法

首先,提出了基于合同模式下交叉口的通行权分配问题,根据相邻局中人之间的流量特征和服务水平,建立合同模式的讨价还价模型,并用Nash均衡效用衡量双方谈判的效果。其次,根据有效性和防策略性,证明了局中人价格策略均衡和路网流均衡的条件是所有的旅行者都遵循基于合同模式的路径选择规则,通过路网中局中人之间最终的均衡策略价格,所有的旅行者都按照自己的真实偏好选择报价总和最小的路径,从而实现系统最优和用户最优之间的协调。最后设计了求解合同模式模型的算法,并用一个算例说明了模型和算法的有效性。     

均衡交通分配模型与应用

交通拥挤不但造成了巨额的经济损失，而且也制约着社会经济的进一步发展，因此，开发城市交通拥挤对策决策支持系统既有理论意义，又有实际意义和广泛的应用前景。本文作为开发此系统工作的一部分，主要进行交通均衡分配模型及其应用研究，探讨利用交通均衡分配模型和交通流模拟模型评价交通拥挤对策的交通拥挤缓和效果和社会经济效益，为科学合理地确定交通拥挤对策提供科学支持。     

基于系统最优的路段拥堵收费研究

拥堵收费是交通需求管理的有效措施之一,通过对拥堵路段收费引导和调节交通流量在路网中均衡分配,以缓解交通拥堵。本文以Sioux Falls网络为研究对象,基于系统最优模型,将收费额度转化为时间成本计入路段阻抗中,以系统出行总成本最小为目标函数建立路段拥堵收费下的均衡模型,数值计算结果表明,在无法将交通量转移出境的拥堵区内实施小额收费可以减小出行总成本,随着收费范围的扩大和收费额度的增加,出行总成本将快速升高。     

不同市场经营机制下停车设施定价模型

基于网络均衡理论,在分析出行者交通方式、出行路径和停车设施选择均衡的基础上,建立了不同市场经营机制(包括垄断、寡头竞争和社会最优3种类型)下市区内的路外停车设施和市区边缘的停车换乘设施的定价模型;并对所提出模型进行了实际应用,同时比较了不同市场均衡解的效果。结果表明:垄断经营机制会导致最高的停车收费价格、最低的停车需求和社会福利及最高的总系统利润;社会最优与其相反,而寡头竞争介于二者之间。     

城市道路拥挤收费实施时机确定方法研究

道路拥挤收费问题涉及交通工程、运输经济、决策博弈等多个研究领域,是广受关注的综合性课题。在弹性需求的多类型用户双层规划次优收费模型的基础上,通过研究不同OD下社会净效益的变化情况,提出了确定拥挤收费实施的OD区间范围和最优点的方法,为找到拥挤收费的合理实施时机提供了理论分析手段。结合上海市中心区道路状况数据,进行了实例分析,验证了方法的有效性。     

城市道路拥挤收费实施时机确定方法研究

道路拥挤收费问题涉及交通工程、运输经济、决策博弈等多个研究领域,是广受关注的综合性课题。在弹性需求的多类型用户双层规划次优收费模型的基础上,通过研究不同OD下社会净效益的变化情况,提出了确定拥挤收费实施的OD区间范围和最优点的方法,为找到拥挤收费的合理实施时机提供了理论分析手段。结合上海市中心区道路状况数据,进行了实例分析,验证了方法的有效性。     

可交易电子路票系统收费方案及价格算法设计

可交易电子路票系统是交通需求管理的一种新方式,为缓解城市交通拥堵问题提供了新思路.本文对路票交易体系进行了两个重要的算法设计:路票收费方案的算法设计和路票价格的算法设计.根据用户均衡与系统最优原则之间的差别——边际成本,利用改进的牛顿算法设计每个路段需收取的路票数,并由路票守恒条件确定发行总量;通过外惩罚函数法求解既定路票收费方案下达到用户均衡状态的路票价格.最后将算法应用于算例路网中,说明合理的路票收费方案能有效缓解交通拥堵;比较路票价格与实际用户交易产生价格的差异,分析路票系统对缓解交通拥堵的效果.     

基于摩根斯坦效用函数的交通分配方法研究

研究了基于效用理论的均衡交通分配方法。传统的用户均衡交通分配使用用户走形时间最短为目标,根据Wardrop均衡准则进行交通分配。与经典的模型不同,假设路段走形时间为随机变量,用户考虑不确定性带来的风险,使用摩根斯坦效用函数描述用户的决策问题,构建了新的均衡准则和模型。随后作者给出了求解算法和算例,计算结果表明新的均衡准则能够更加准确的描述用户的路径选择行为。     

收费公路交通量分担模型建立与分析

在系统效用最大化前提下，建立了收费道路交通量分担模型，提出模型中参数的标定方法和模型的数值解法，并结合实例对模型进行标定。利用所建立的模型可预测路网交通量在多余路线上的分配比率，并可利用弹性定义分析不同服务属性对道路用户选择路线的影响，亦可作为收费道路收费收入－费率关系模型的基础，计算其最大收费收入和相应的最优费率以及预测交通量水平下的费率标准。