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.     

多用户弹性需求下组合出行动态拥挤收费模型

应用动态交通分配和随机效用理论, 放宽OD矩阵固定不变以及出行者都是同质的假设条件, 研究了多用户弹性需求下组合方式出行的动态拥挤收费问题。提出了与动态组合出行条件等价的变分不等式模型, 建立了动态拥挤收费的双层模型, 设计了对应的启发式算法。算例结果表明: 拥挤收费削减高峰期出发率的效果比较突出, 能将部分高峰时段的出发流量分流至非高峰时段; 拥挤收费对低VOT出行者的诱导作用最大, 低VOT出行者为了避免缴费更愿意更改出行时间或出行路径; 实施拥挤收费后的社会福利总和有所增加, 说明其不仅可以缓解个别路段的拥挤状况, 还可以提高交通系统的整体使用效率。     

城市道路中排放收费对合乘的影响

为研究城市道路中排放收费对合乘的影响,建立了双层规划模型.下层规划描 述了出行者的出行方式选择及路径选择;上层规划以社会福利最大化为目标.设计了启发 式求解算法并通过一个算例得到了路段最优收费费率、交通需求、社会福利、出行费用和 排放量.算例结果表明,排放收费可提高社会福利,促进更多的出行者选择合乘,而合乘不 会抑制交通需求;合乘成本对合乘的影响有限;排放权重系数越大,社会福利越高,系统 效率也会提高;燃油效率越高对系统不一定越有利,应根据实际的路网结构进行建模分 析,制定最优费率.     

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.     

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.     

美国高承载率车道拥挤收费方案建模

近年来HOT车道（即高承载率车道拥挤收费方案）已成为美国重要的道路拥挤收费策略.为引鉴其实施经验和管理理论,首先介绍了HOT车道概念与特征,然后采用交通行为建模方法构建了HOT车道管理者与出行者互馈决策的双层规划模型.上层模型模拟管理者的定价策略;下层交通均衡模型模拟个体出行者根据收费水平和交通状态变化而调整出行选择的行为.根据实施方案和应用条件,设计算例分析评价18 种可能情形下HOT车道的拥挤管理效果.结果表明,较传统拥挤管理策略,HOT车道缓堵效果更高;同类出行者假设可能会低估HOT车道的缓堵效果;不同的政策目标下HOT车道的实施效果差异显著.     

交通量对交通阻塞的经济成本与对策分析

借用微观经济学的个量分析法探讨行驶速度、交通流与成本关系，对成本的分析实行交通路段的流量控制，从而改善交通拥挤的状况，降低了总的社会成本。通过道路拥挤收费改变了出行者对道路使用、出行时间的选择，使得道路的使用效率提高，节省了交通时间。运用经济学观点得出仅靠扩建道路并不能根本解决阻塞问题，几种对策兼施并用，才能从根本上缓解高峰时段的交通阻塞。     

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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.     

基于随机退化路网的碳排放收费优化模型

结合随机通行能力退化路网和双参考点累计前景用户择路模型,构建了引导低碳出行的碳排放收费多准则双层优化模型.上层模型以系统碳排放量最少为目标,搜索最优收费路段并识别最优费率.下层模型基于双参考点累积前景用户和随机退化路网,构建综合考虑行程时间、累积到达时间感知价值、过路费和油费的多准则流量分配模型.设计了基于路段碳密度的启发式算法对模型求解,并采用双向 Nguyen Dupuis路网验证了模型和算法的有效性.研究表明,合理设置收费路段和收费标准能够有效降低全网碳排放总量,但若收费标准设置过高,会降低原瓶颈路段的通行能力,并人为制造新的瓶颈,反而使全网碳排放量上升.     

基于随机退化路网的碳排放收费优化模型

结合随机通行能力退化路网和双参考点累计前景用户择路模型,构建了引导低碳出行的碳排放收费多准则双层优化模型.上层模型以系统碳排放量最少为目标,搜索最优收费路段并识别最优费率.下层模型基于双参考点累积前景用户和随机退化路网,构建综合考虑行程时间、累积到达时间感知价值、过路费和油费的多准则流量分配模型.设计了基于路段碳密度的启发式算法对模型求解,并采用双向 Nguyen Dupuis路网验证了模型和算法的有效性.研究表明,合理设置收费路段和收费标准能够有效降低全网碳排放总量,但若收费标准设置过高,会降低原瓶颈路段的通行能力,并人为制造新的瓶颈,反而使全网碳排放量上升.     

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为描述交通事故影响下路网中走行时间与用户择路概率的相互作用及其演变规律,建立了基于事故路段及非事故路段流量状态及LOGIT原则的拟动态模型.利用分流合流模型及速度—密度函数,分别建立路段容纳车辆数和非事故路段走行时间模型,通过分析事故路段交通流的演化过程,利用交通波理论估计排队长度 ,建立事故路段走行时间模型.结果表明：事故发生前,经过一定的模拟时段后,路网交通流趋近稳定,各条路径的选择概率趋于平衡;事故持续时段内,排队长度、路径走行时间、路径选择概率相互影响,且均呈现出震荡状态;事故清除后,路径走行时间持续下降;排队完全消散后,经过一定时段稳定后的路径走行时间和路径选择概率达到新的平衡.     

路段平均行程时间估计方法

为了有效利用线圈检测数据, 精确估计路段平均行程时间, 提出了一种路段平均行程时间估计方法。将路段平均行程时间分为平均行驶时间、平均排队时间和平均通过路口时间三部分。考虑线圈埋设的特点, 通过估计平均行驶速度得到平均行驶时间。用分段时齐Poisson过程描述车辆驶入路段过程和驶离过程, 用Markov排队模型描述车辆排队过程, 用生灭过程描述排队车辆数, 得到车辆排队模型, 计算了路段有、无初始排队的平均排队时间。基于选取与路口相关的饱和流率和平均车长, 计算了平均通过路口时间。计算结果表明: 平均行程时间估计值与实测值的误差小于12%, 说明路段平均行程时间估计方法可行。     

基于微观仿真的路段行程时间预测方法

实时路段行程时间预测是动态交通分配中路径选择的关键技术之一,采用微观交通仿真手段和指数平滑方法估计路段行程时间,在路段行程时间估计模型中考虑了交叉口排队延误、信号控制延误和交叉口内转向行程时间,提出了基于灰色等维新息GM(1,1)模型的路段行程时间预测方法,根据路段行程时间的历史数据和实时采集数据,滚动预测未来的路段行程时间,通过实例应用证明了模型有很好的预测精度.     

轨道交通票价双层规划模型研究

轨道交通票价的制定,既要考虑它的社会效益,也要考虑轨道交通客运部门的利益.利用双层规划模型,可以得到在多种交通方式竞争条件下的城市轨道交通客票价格制定的最优策略,既保证了出行者的广义出行费用最小,又能使轨道交通客运部门在公共交通市场竞争中取得最大的经济效益.     

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分析了高速道路交通事故发生后事发路段行程时间构成，提出在上游交通需求大于瓶颈段的通行能力的情况下，事发路段的行程时间由四部分组成，并给出了各部分的计算模型；利用车流波动理论推导出瓶颈处的排队长度，并进一步给出排队车辆数，得出了车辆在瓶颈段上游行驶时间的模型和在瓶颈前排队等待时间的模型。本研究为开发高速道路紧急救援系统提供了理论依据。     

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本文建立了动态用户最优（DUO）配流问题的双层变分不等式（VI）模型，该模型能够同时选择出发时间和路径，使得乘客在任意时刻都能够选择负效用最小的出发时刻和阻抗最小的路径。文中用基于混沌优化分析的算法来求解这个双层变分不等式模型，其结果不仅能够告诉出行者应该在什么时刻出发，而且还能够计算每个小时段的路段流入率、流出率及路段流量，从而达到对行人进行诱导的目的。     

考虑碳成本的城市交通拥挤定价模型研究

从研究国内外交通二氧化碳排放及收费和国内外拥挤定价现状入手,分析了城市交通二氧化碳排放的特征,在总结国内外碳税征收标准的基础上,建立了城市交通碳排放收费模型;将碳排放费用视为广义出行费用的一部分,进而建立了考虑碳排放成本的拥挤定价双层规划模型,选取实际案例验证其合理性与可行性,也为我国城市交通拥挤定价提出合理的建议.     

高速公路瓶颈区域可变限速阶梯控制方法

针对高流量条件下高速公路主线瓶颈路段交通流运行态势恶劣导致通行效率降低的问题,从高速公路瓶颈路段交通流时空特性出发,对元胞传输模型进行扩展,使其能够对瓶颈路段和可变限速条件下交通流运行情况进行描述;在此基础上,构建可变限速控制模型,并采用阶梯限速控制方法对主线交通流进行控制,防止限速路段车辆排队上溯影响上游匝道车辆的正常通行.算例仿真结果表明:本文提出的瓶颈区域可变限速阶梯控制方法能够有效缩短车辆行程时间,在可变限速条件下,与无控制和仅单路段主线控制相比,车均延误分别减少了13.78%和1.60%.