城市道路过江通道收费策略优化研究

城市过江通道BOT收费策略涉及特许期年限、特许期内的交通需求、交通需求的时段差异和计划收费总额.综合考虑这些因素,在收费单价等于基本收费单价与拥挤收费之和的结构下,建立了优化收费策略的一主多从双层规划模型,每一个下层规划为给定基本收费单价条件下一个小时的弹性需求用户均衡模型;上层规划谋求消费者剩余最大化,它受到收费总额达到计划收费总额的约束.该模型将拥挤收费纳入到BOT收费,实现了收费单价的时空差异化.算例分析表明,随着基本收费单价的增长,收费总额呈现出先上升后下降再趋于0 的形态,消费者剩余单调下降.收费总额达到计划收费总额的基本收费单价构成一个连续区间.     

基于多目标的高速公路出入口决策双层规划模型研究

规划和布局高速公路出入口时,应从全局出发,充分考虑整个公路网系统的功能和要求,综合交通条件、自然条件及社会状况.本文在综合考虑城市行政等级、城市规模大小的基础上,建立了上层规划以高速公路出入口的用地和建设成本、改进交通网络的成本和区域内的出行成本最小为目标函数,下层规划以交通网络车辆弹性需求用户均衡配流的双层规划模型,通过优化算法,在备选的若干出入口能较好的实现多目标优化.     

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.     

多方式条件下城市交通分配研究

随着城市综合交通体系的不断发展和完善,城市出行多方式化的特征日益突出.本文在充分考虑城市多方式交通网络结构特性的基础上,构建方式及路径联合选择模型,研究多方式条件下的交通分配方法.首先,基于随机效用最大化理论构建出行方式和路径联合选择的Nested Logit（NL）模型;其次,运用路段实测交通流数据标定道路混合交通流条件下的交通阻抗函数;最后,基于构造的多方式交通网络进行多方式交通分配,分析出行量在网络上的时空分布.结果表明,本文所提出的多方式条件下的交通分配方法,能够有效地描述城市多方式交通网络条件下的出行方式和路径选择行为,以及交通出行在交通网络上的时空分布规律,对于完善城市综合交通体系具有重要意义.     

城市交通空间需求与交通网络双均衡研究

从交通空间需求人手,运用均衡原理建立交通空间需求与交通网络二者的耦合关系模型,提出了一套城市交通空间需求与交通网络一体化均衡配置方法.该方法能够同时实现交通需求与交通网络的供需均衡以及交通网络自身的用户均衡,对于城市土地利用与交通系统的一体化规划以及城市规划与交通规划的结合具有重要的借鉴作用.     

���ǿɳ�����չ�Ľ�ͨ�������˫��ģ�����㷨

研究了考虑可持续发展的混合型交通网络设计问题的优化模型和算法. 利用双层规划模型描述问题,其中上层模型是以方案总投资费用和汽车废气排放量最小化为优化目标,并受占用土地规模和路段负荷度的约束,下层模型为确定型的交通网络平衡配流模型. 使用路段等级决策变量将问题离散化,并基于模拟退火算法和基于路径的梯度投影算法进行模型求解. 算例计算表明,优化后的交通网络不仅拥堵状况得到显著缓解,而且路网内汽车废气排放量下降幅度也非常明显. 这都证明本文所提出的双层规划模型和求解算法是一种研究可持续发展环境下交通网络设计问题的有效方法.     

综合交通系统“多网合一”交通分析模型与算法

为解决综合交通体系中不同交通方式各自为政、条块分割的问题，研究了综合交通体系融合发展中缺乏一体化交通分析技术的瓶颈，提出了以交通枢纽为关键，覆盖铁路、公路、水运、航空、管道以及城市道路的“多网合一”的物理网络与虚拟网络拓扑结构模型; 构建了服务各交通运输方式、结果量化可比的交通阻抗函数模型与优势运输距离模型; 研发了异质交通网络环境下的一体化交通分配模型与算法，提出了综合交通系统客运组合出行与货运多式联运的交通量分析方法，形成了服务于综合交通系统一体化融合发展的交通分析模型与技术体系; 通过完全自主的“交运之星——TranStar”综合交通版交通仿真分析软件，搭建了综合交通系统虚拟仿真平台，实现了对大规模综合交通网络规划建设与运行管理的快速响应，并验证了分析模型与算法的可行性。研究结果表明:相比传统分析方法，提出的交通分析模型与算法可满足“多网合一”条件下综合交通系统的各类分析需求; 利用提出的交通分析模型与算法对综合交通网络的交通流量进行分析，相对误差不超过3%，平均误差不超过2%，分析结果精度高，满足工程实践要求。      

考虑容量约束的铁路货运竞争性定价策略研究

在铁路传统货运市场营销中,针对定价问题的研究很少考虑铁路货运系统的容量约束,为了将铁路编组站和线路的容量约束与货运价格的制定进行综合优化,引入市场竞争因素,提出了一个以铁路运营企业总利润最大化为上层目标和货主广义费用最小化为下层目标的双层规划模型.在满足约束条件的前提下,该模型能够给出最优的定价策略和运量分配方案,使得铁路运营企业的总利润最大化.为了降低模型求解难度,运用原始—对偶方法将双层规划模型转化成单层整数线性规划模型,给出了精确的求解算法.通过算例验证了该模型在我国铁路货运定价中的可行性.     

考虑容忍度下城市交通路网排放污染建模及分析

为了更好地从宏观角度研究交通路网污染状态,提出一种考虑容忍度的城市道路网络排放污染状况分析的方法。利用交通网络静态平衡以及容忍度概念构建一个双层数学规划模型,模型的下层为在已知OD(起讫)交通需求情况下路网各路段的静态交通分配,上层包含污染容忍基准及污染指数,其中这个指数反映了此条件下该道路网络的污染状态。同时,数值实例利用模型从环境角度分析了关键路段在交通网络中的重要性,证实了模型的实用性。研究结果表明,在有限的交通信息情况下模型能够对路网污染状态进行有效估测。     

城市交通需求与交通网络一体化均衡协调方法

以出行需求函数与路阻函数所反映出的交通需求与交通网络的可变性为基础,运用均衡原理建立二者的耦合关系模型,从宏观层面提出基于交通需求与交通网络二重均衡协调的城市与交通一体化规划的方法,并给出了交通需求与交通网络协调性判断的标准。研究表明:该方法能够同时对交通需求与交通网络进行一体化协调配置,实现交通网络流量与交通需求量的双向均衡。     

弹性需求下拥挤道路收费的模型与算法研究

拥挤道路收费作为交通需求管理的一种有效措施在许多国家和地区开始提倡。研究了弹性需求下的拥挤道路收费问题,建立了双层规划模型,其中上层模型以用户盈余最大化为目标,下层模型满足弹性需求下的随机用户平衡(SUE)。基于双层模型求解的复杂性,设计了一个基于步长加速法和惩罚函数法的启发式算法,实例计算表明该模型与算法是有效的。     

路网最优费率的双层规划模型及算法

为寻求系统、科学的路网最优费率测算方法,提出用双层规划模型描述路网管理者、收费道路经营者和车辆用户三者在费率决策中的博弈关系,其中上层以路网用户盈余最大化为目标,下层是弹性需求下的多车型随机用户均衡模型,设计了遗传-模拟退火混合优化的求解算法。计算发现路网收费收入目标的高低将直接影响测算所得费率的高低,进而影响各车型OD出行量,且时间价值低的车型用户比时间价值高的车型用户受费率变化的影响要更为显著,表明双层模型在费率决策过程中能兼顾相关各方的利益,建模时考虑车型分类能更合理地反映现实情况;与遗传算法、模拟退火算法相比,遗传-模拟退火算法计算结果最优。     

物资保障网络防卫力量分配的最大覆盖模型

针对后勤防卫中的防卫力量部署问题,根据物资保障网络的结构特点,建立了防卫力量分配的最大覆盖模型.模型表示为双层规划形式,采用保障基地能够覆盖的需求量衡量敌我双方的攻击效果与防护效果.上层规划的目标是最大化己方保护q个保障基地的防护效果,下层规划的目标是最大化敌方攻击r个保障基地的攻击破坏效果.根据模型的特点,采用隐式枚举算法对模型进行了求解.算例应用表明,模型所得分配方案的防护效果优于传统的以网络元素脆弱性为决策依据所得分配方案的防护效果.     

基于运量的国民经济效益网络计算法

通过对现行国民经济效益计算方法的研究,运用交通分配理论论证了现行计算方法中运量分析存在的问题。依据交通分配理论和消费者剩余理论,将交通建设项目吸引区内整个路网作为研究对象,建立了基于运量的国民经济效益网络计算法。实例计算表明该方法的有效性。     

基于运量的国民经济效益网络计算法

通过对现行国民经济效益计算方法的研究．运用交通分配理论论证了现行计算方法中运量分析存在的问题。依据交通分配理论和消费者剩余理论，将交通建设项目吸引区内整个路网作为研究对象，建立了基于运量的国民经济效益网络计算法。实例计算表明该方法的有效性。     

考虑特定OD分布形态的路网容量双层规划模型

针对以往道路网容量模型在假设,模型建立及算法方面存在的典型问题,提出基于特定OD分布形态的路网容量双层规划模型。其中上层模型为考虑一定服务水平限制下能通过路网机动车的最大容量,反映OD需求分布形态与路网匹配程度,下层问题是考虑OD需求分布条件下用户均衡分配问题,并为模型设计了算法求解。最后以上海市某区域的目标年规划路网的属性条件为例,求出容量可行解。实例结果分析表明,该模型、算法有效,能为考虑可持续发展的路网规划决策提供科学的决策依据。     

收费情形下一类弹性需求混合交通均衡的效率损失

收费是降低交通均衡效率损失的一种重要方法,本文对收费情形下多用户类弹性 需求交通均衡分配的效率损失进行了研究.首先,构建该类交通均衡分配在两类不同出行决策 准则下的变分不等式模型.然后,通过解析推导法分别界定了其在不同出行决策准则下的效率 损失上界,并探讨了它们与网络参数的关系.最后,给出了数值算例.结果表明：两类效率损失 上界都与路段出行时间函数、路段收费向量、出行者的出行时间价值系数、用户均衡时社会总 收益与社会总剩余之比相关;费用度量出行决策准则下的效率损失上界还与系统最优时的社 会总收益与均衡时社会总剩余之比有关.     

弹性需求和多用户随机平衡下的连续网络设计

连续平衡网络设计问题是在连续决策变量的条件下,寻找最优的用于道路网络中某些路段扩建的投资决策方案。文中从代表性消费者理论出发,建立了该问题的基于弹性需求和多用户类型随机用户平衡的双层规划模型,并考虑了路段能力约束。基于双层模型求解的复杂性,设计了基于混沌优化方法的启发式算法,实例计算结果表明该模型与算法是有效的。     

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.