基于时间成本的瓶颈道路组合收费与出行方式选择均衡研究

城市交通系统有多种出行模式,可为不同类型的通勤者提供出行服务.本文针对瓶颈道路和地铁线路并行的双模式交通系统,首先建立含两组异质通勤者的驾驶小汽车与乘坐地铁的出行模式选择均衡模型.模型中,地铁出行模式考虑边际成本票价和车厢内体触拥挤的影响,驾驶小汽车出行模式引入基于时间成本的系统最优动态收费和固定收费的组合收费策略.其次构建双模式系统总社会成本最小化模型和总收费收入最大化模型,并推导最优的组合收费策略.最后通过数值算例验证理论分析结果.研究结果表明,双模式交通系统在基于时间成本的系统最优动态收费的出行方式分担与无收费均衡下的出行方式分担相同.在组合收费下,提高瓶颈道路固定收费会使出行时间价值和车厢内体触拥挤成本高的通勤者更倾向于驾驶小汽车出行,而出行时间价值和车厢内体触拥挤成本低的通勤者倾向于选择地铁出行,并且,当组合收费中,固定收费部分增加时,此类通勤者的组合收费将降低.     

双模式交通系统中拥挤费收入返还策略研究

在地铁公交和道路驾车两种出行方式并存且竞争的交通系统中，将出行者分为有小汽车和无小汽车两类，有小汽车的出行者可以选择驾驶小汽车或乘坐地铁出行，无小汽车的出行者只能乘坐地铁出行.在瓶颈道路最优收费下，考虑地铁车厢拥挤成本，分析了拥挤费收入返还给公共交通出行者的五种方案，给出了兼顾个人出行成本公平与道路交通出行效率的拥挤费收入分配比例，并通过数值算例验证了理论结果.     

用于异质用户出行管理的可交易许可证研究

针对公共交通与私家车出行方式并行的双模式交通系统,在考虑不同用户的时间价值情况下,通过引进可交易的道路许可证政策,建立了均衡出行交通模型.研究发现,许可证政策将拥挤产生的交通成本内部化,在缓解交通拥堵的同时,通过经济手段,降低了系统总成本.进一步地,本文证明如果汽车比公交快,那么时间价值较高的人会选择私家车出行;反之,如果公交比汽车快,时间价值相对较高的有车族会选择公交出行.通过与OD收费进行比较,我们得到在收费为正的情况下,许可证政策可以得到与基于OD收费相同的效果.最后,算例结果表明,许可证政策使得部分人选择公交出行的成本更低,达到鼓励公交出行的目的;甚至在许可证发放数量少于临界数量的情况下,选择公交出行的人会获得正收益.     

考虑早晚高峰出行链的出行方式选择均衡与定价机制

考虑从生活区与工作区之间的早晚高峰出行链,研究三种出行方式: 地铁直达,停车换乘和全程驾车. 基于瓶颈理论,建立了分层Logit模型刻画出行者的交通方式决策行为,利用弹性需求下的出行方式选择均衡等式, 进一步讨论了四种机制下的地铁票价和停车收费策略.研究结果表明,地铁和换乘停车场由政府经营,采用低票价的政策吸引出行者, 而工作区停车场由公司经营,实行高停车费的政策,不仅能有效鼓励停车换乘,提高公交出行分担率,并且能实现系统净收益最大. 算例结果从理论上支持了当前北京施行的差别化停车收费政策.     

基于累积前景理论的出行方式选择模型及实证

以通勤者的出行方式选择为背景,假设存在三种可能的出行方式:地铁出行、自驾车出行和自驾车-地铁换乘出行.地铁方式的出行时间是确定的,而自驾车方式和停车换乘方式的出行时间均具有一定的不确定性,在此基础上建立了基于累积前景理论和期望效用理论的出行方式选择模型,并在不同出行场景下对比了两种理论框架下最优选择结果的差异.最后通过实证调查数据对理论模型的结果进行检验.实证结果表明,个体决策行为会随着出行场景的变化而改变,其出行方式选择结果与累积前景理论框架下的结果相符.因此,交通管理部门应结合个体风险偏好进行道路资源优化与管理.     

基于瓶颈模型的异质出行者早高峰出行问题研究

早高峰出行中道路瓶颈是造成交通拥堵的主要原因之一.本文针对存在高速公路(含有高承载力车道)和普通道路的瓶颈路段,研究了时间价值不同的出行者早高峰出行行为.基于瓶颈模型的均衡条件,推导了不同收费标准下,出行者改变出行方式时个人早到惩罚的临界值.研究发现收费较低时,时间价值较低的出行者使用高承载力车辆的数量会增加.收费达到一定程度时,即使是时间价值较高的出行者也会选择高承载力车辆出行.数值算例也表明设置恰当的收费标准可以降低系统出行时间.     

用户异质下公交定价和道路收费收入再分配

针对收费道路与公共交通并行的竞争交通系统,在异质用户的出行时间价值服从均匀分布的假设下,结合公共交通的边际成本定价和平均成本定价策略,建立了均衡交通模型,分析了出行者的出行行为.研究发现,随着出行者时间价值之间的差异增大,无论收费收入上交财政还是补贴公交,自驾车人数在不同定价策略下差距减小.进一步,基于效率和公平的准则,考察了道路拥挤收费收入再分配原则所导致的系统总出行成本的变化情况,对四种公交定价和道路收费收入再分配策略进行了对比分析.研究表明,当道路收费收入直接补贴给公交出行者时,比较系统的总出行成本,平均成本定价策略优于边际成本定价.从公平角度分析,当出行用户的时间价值差异不是很大时,无论公交采取边际还是平均成本定价策略,收费收入全部用于补贴公交用户会使得公平性提高.最后,算例结果验证了当固定成本足够大时,受补贴的公交平均成本定价策略是一种较优的策略.     

停车受限条件下多模式交通网络动态拥挤收费

在一个多起始单终点的交通网络上,本文研究当终点处停车空间不足时,如何通过在路段瓶颈处实施拥挤收费实现系统最优.首先,根据小汽车和公交的出行成本函数,运用凸规划算法求解系统最优条件下网络中各OD最优的小汽车和公交出行量.其次,根据系统最优时的小汽车出行量,计算出为了消除交通瓶颈处车辆排队而实施的动态拥挤收费.再次,根据小汽车和公交车出行成本的均衡条件,计算出各OD对每辆小汽车出行者应缴纳的停车拥挤附加费(或应获取的补贴),收取该费用(或发放补贴)的目的是调节小汽车和公交的出行量使它们在双模式均衡(小汽车与公交车出行模式均衡)条件下分别达到系统最优水平.最后,算例分析了两组OD对的情况,计算出两种泊位供应量下各OD对小汽车最优出行量与小汽车出行的停车拥挤附加费或补贴,并且给出了动态拥挤收费与道路收费的函数曲线.     

拥挤交通网络中组合的交通出行、OD、路径分配与收费定价模型

提出交通网络中出行选择、讫点选择、路径选择和道路收费定价的组合模型。模型被表示为两层规划,低层表示出行选择、讫点选择和路径选择的随机均衡模型,预测驾驶员对道路收费模式如何响应;上层确定最优道路收费,以达到网络出行费用最小。     

城市道路交通拥挤收费的博弈分析

在分析城市道路交通拥挤收费基本原理的基础上, 应用博弈论的分析方法,针对用户之间的出行、管理者和用户之间的拥挤收费进行了博弈分析,探讨了影响道路拥挤收费的因素, 设计了基于博弈模型的拥挤收费算法.结果表明: 该算法可以给出不同程度拥挤道路收费的数值区间,对道路拥挤收费定价和交通管理有一定的实用价值.     

ATIS影响下基于广义出行负效用的随机分配

考虑先进的出行信息系统(ATIS)对出行者路径选择行为的影响,提出了一种混合随机用户均衡交通分配模型。将出行者划分为"有ATIS接收装置"和"无ATIS接收装置"两类,两类出行者均以随机方式选择出行路径,路径选择准则为广义出行负效用最小,广义出行负效用定义为出行时间、出行费用和出行时间可靠性的线性组合。利用混合网络随机用户均衡建模理论,建立了ATIS影响下基于广义出行负效用的随机型分配变分不等式模型,基于二次加权平均方法设计了求解模型的启发式算法。通过一个简单算例验证了文中所构建的模型和算法,并获得了一些重要的结论。     

多模式交通网络下考虑尾气排放的道路收费研究

随着出行需求和机动车保有量的迅猛增加,城市道路不堪重负,不仅交通拥堵严重,同时大量的尾气排放更造成了严重的空气环境污染问题.本文在传统的道路收费研究中明确加入排放约束或目标,建立了一系列带均衡约束的数学规划双层决策模型,探讨多模式混合交通网络下如何通过经济手段诱导人们选择更环保的出行模式和更合理的出行路径,以同时达到缓解交通拥堵和降低尾气排放的目的.模型下层考虑多模式之间的相互影响,运用变分不等式描述个体出行者的模式路径选择;上层根据不同的管理目标构建数学规划模型.采用遗传模拟退火算法对数值算例进行求解,结果显示了道路收费对系统各种指标的影响和改善.     

公共交通网络系统的广义Nash经营博弈模型

对公共网络系统的经营博弈问题进行了研究研究，以公交车车费作为经营者的决策变量，建立了经营者之间广义Nash均衡博弈模型，并表示为一个拟变分不等式问题，证明了所了得到的效用函数是凹函数，从而保证了广义Nash均衡解的存在性，并将求解拟变分不等式问题，转化为求解一个等价的一般变分不等式问题。最后，给出了详细的算例分析。     

考虑乘客主观评判的地铁与公交的票价及换乘优惠率优化

针对协同服务于同一客运走廊的地铁和公交的票价及换乘优惠率统一优化问题,提出在优化过程中引入乘客在一定出行距离上对选择某种交通方式所承担延误风险的主观评判,从而更加全面地分析出行路径上的客观条件和乘客的心理因素对乘客出行路径选择的影响.为此,本文构建一个双层规划优化模型,它的上层以社会福利最大化为目标,下层为基于弹性需求的随机用户均衡模型.这里采用遗传算法求解双层规划模型,其中下层模型应用相继平均法求解.最后通过一组算例对模型构建的合理性进行验证并应用于分析问题;结果表明:一是乘客延误风险的主观评判对其出行行为的影响具有不可忽视的作用;二是实施换乘优惠可降低乘客的换乘出行成本和提高公共交通系统的社会福利.     

基于乘客感知的公交服务可靠性测度模型

分析了APTS环境下的公交服务特性、乘客出行特性及其相互作用关系。采用多智能体建模方法,对信息条件下乘客的认知方式以及出行行为规则进行了建模,同时构建了模拟公交营运服务过程的仿真模型。基于服务客体对于服务系统的感知及其行为演化,提出了公交服务可靠性测度模型和方法。以上海49路公交线为背景进行了服务可靠性分析,仿真结果显示:相比传统指标而言,提出的感知候车时间与可靠性因子能够更为真实的反应乘客对于公交服务可靠性的感知;运能饱和的情况下,公交服务可靠性对供需匹配状况的敏感度上升迅速;运能非饱和状况下,营运当中合理地采取准点措施,可显著提升公交服务可靠性。