基于用户剩余的双层拥挤收费模型及算法

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.基于用户剩余的拥挤道路收费问题,建立双层规划模型,设计求解双层规划模型的遗传算法,结果表明,双层规划模型能有效解决复杂的拥挤定价问题,遗传算法收敛较快,容易满足计算精度要求.     

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。     

拥挤道路收费是缓解大城市中心区交通压力的重要手段

本文首先对城市道路收费缓解交通拥挤的基本原理作了简要介绍,指出拥挤道路收费是交通需求管理中不可替代的重要手段;并建立了一个适合于城市中心区道路的双层次收费模型,给出了简单可行的基于遗传算法的模型求解方法;最后,在系统研究国外城市拥挤道路收费的实践经验的基础上,提出了由实施目的、收费方案、操作系统和收费收入的分配方案共同组成的实施城市道路收费的整体设计框架。     

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.     

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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.     

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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。     

特大城市中心区道路收费研究

本首先介绍城市道路收费缓解交通拥挤的基本原理，指出道路收费是交通需求管理中不可替代的重要手段：并建立了一个适合于城市中心区道路的双层次收费模型，给出了简单可行的基于遗传算法的模型求解方法：最后，在系统研究国外城市道路收费的实践经验的基础上，提出了由实施目的、收费方案．操作系统和收费收入的分配方案共同组成的实施城市道路收费的整体设计框架。     

多模式交通网络的交通出行、讫点、方式和路径分配与收费定价模型

本文研究多模式交通网络中出行选择、讫点选择、方式选择、路径选择和拥挤道路收费的组合模型。模型被表示为双层规划。上层模型确定道路收费以达到系统收益最大、成本最小，下层表示出行、讫点、方式和路径选择的随机均衡模型，最后用算例说明。     

拥挤道路使用收费在过境交通控制中的应用及其费率研究

以具有平行高速公路的通过型城市主干道为研究对象,将拥挤道路使用收费引入到对过境交通的控制中.从城市管理者的角度出发,以缓解道路拥挤和充分利用道路通行能力为上层目标,以随机用户均衡为下层目标,选择收费费率作为决策变量,建立了一个双层拥挤收费费率模型,最后给出一个算例分析了收费的有效性并指出进一步研究的方向.     

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.     

瓶颈路段上拥挤收费水平与收费时段的优化问题

本文主要在瓶颈路段建立单一收费方案,并且优化瓶颈路段上的拥挤收费水平 和收费时段.首先,应用 Greenshields 模型描述了瓶颈路段上流量的演化过程,并计算每个 时刻出行者的出行时间和出行费用.通过出行费用与流量的关系调整每个时刻流量的分 配,得到稳定状态时排队的长度和运动部分的速度.然后,建立双层规划模型,其中上层模 型是最小化最大排队车辆数和最大化运动部分的最小速度,下层模型是应用 Greenshields 模型模拟出行者的出行行为.应用改进的遗传算法求解双层规划模型,得到最优的收费水 平和收费时段.最后,应用一个简单的算例来验证本文所建立的模型及其算法,并且通过 变换参数来分析所得到的现象和结论.     

收费公路最优费率的双层规划模型及GA解法

在分析了现有公路收费理论与标准确定方法的基础上,根据一般道路网络的系统特性,阐述了收费系统组成要素之间的博弈关系,建立了相应条件下的双层规划博弈模型。结合实例,运用基本的遗传算法(GA),对某高速公路的收费费率的确定进行了优化运算。     

基于遗传算法的神经网络在道路收费中的应用

道路拥挤收费被认为是城市交通管理和控制的一个有效方法,国内外不少学者提出了模型和相应的计算方法。文章根据弹性需求下的拥挤收费模型,利用BP神经网络算法模拟路段流量和路段收费之间的对应关系,并在神经网络的训练过程中引入遗传算法,加速神经网络的全局收敛。通过训练后的神经网络制定收费,可以使得各路段流量基本达到最优路段流量的要求,并通过实例证明了该算法的有效性。     

基于GPS技术的实时拥挤收费系统

通过拥挤收费来缓解中心城市交通拥挤,是交通管理者探讨的一个热点,也出现了一些成功实施的案例。针对目前ERP系统的不足,本文利用ITS先进技术将拥挤收费与交通信息平台相结合,提出一个基于GPS技术的实时拥挤收费系统,描述了系统的工作流程与基本功能,并且建立起多车型多准则弹性需求下的拥挤收费费率优化双层规划模型。     

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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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.     

弹性需求下基于时间价值及基尼系数的拥挤收费设计

双层规划模型是设计拥挤收费的重要工具,下层模型常用弹性需求SUE模型,此时上层模型多以用户盈余最大为目标。考虑时间价值及社会公平因素,利用基尼系数对传统的上层模型进行改造,构建一个用户盈余尽可能大而基尼系数尽可能小的目标函数,并在模型中利用基尼系数控制参数,实现不同公平性要求的拥挤收费设计。算例表明,弹性需求下基于时间价值及基尼系数的拥挤收费设计,达到缓解交通拥挤的目的,且兼顾了用户盈余与社会公平。     

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.     

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.