异质用户下交通拥挤控制的混合策略研究

随着出行需求及汽车保有量的增加,交通拥挤愈发严重.为了缓解交通拥挤,本文针对公私合营的交通网络,考虑用户异质性,提出了对交通网络同时实行道路收费和可交易电子路票方案的混合策略,即分别对使用政府资建的公有路段和BOT模式下的私有路段的出行用户收取电子路票和费用.通过对用户在混合策略下的出行行为分析,建立了用户均衡和路票市场均衡下的变分不等式模型.接着,对交通网络的系统最优模型进行分析,得到了促使路网在用户均衡状态下达到系统最优的混合策略集合,同时给出了混合策略下系统效率损失的上界.在此基础上进一步提出了涵盖其他目标的双层规划模型,得到能实现双重目标的最优混合策略.最后,对具体路网进行数值实验,可分别得到路网中每一公有和私有路段的具体路票收取量和收费值,以及需要设置的收取总窗口数.     

鼓励合乘的可交易电子路票策略管理混合时代出行需求

通过制定有效的交通管理措施合理引导通勤者的出行需求对于缓解城市交通拥堵和降低个体出行成本具有重要的现实意义.本文针对普通汽车和共享无人驾驶汽车共存的混合交通系统,以瓶颈模型为基础,研究实施可交易电子路票与鼓励合乘组合管理策略对通勤者出行行为的影响,并对交通管理策略参数(如鼓励合乘系数,电子路票收取数额)进行分析优化.研究表明,实施单一策略时,虽然部分通勤者转向共享合乘出行,但增大鼓励合乘力度反而使得共享合乘人数减少,系统最优解在交通管理策略参数满足某一特定关系时可以取得;实施时变策略则会产生较高的电子路票均衡价格,但系统总成本与实施单一策略相比较而言均降低更多.无论是实施单一策略还是时变策略,均能唯一确定电子路票均衡价格.本研究可为交通管理部门在混合出行时代下的出行需求引导策略制定提供理论参考.     

双模式系统中组合策略与通行能力协同优化

交通管理策略能够调整交通流量在多种出行模式间的分配从而实现系统最优.本文研究可交易电子路票与鼓励合乘组合管理策略对通勤者出发时间和出行模式选择的影响,分析交通管理策略参数(如鼓励合乘系数,电子路票收取数额和高承载率车道通行能力占比)的协同优化设计问题.研究表明,实施组合管理策略后,电子路票均衡价格可以唯一确定;实施单一策略时,政府鼓励合乘的力度越大,电子路票收取额的可行域越宽;系统最优解在HOV车道通行能力占比等于某个特定值,政府收取的电子路票数额和政府鼓励合乘的力度满足某一特定关系时获得;实施时变策略能够获得更高的系统成本改善但执行难度较大.本研究可以为政府管理部门实施有效的交通管理策略提供理论参考.     

自动驾驶时代基于电子路票的组合策略管理多模式通勤出行

自动驾驶的出现将对交通系统中的出行行为和模式划分产生显著影响.本文研究可交易电子路票和公共交通定价组合策略对通勤者出行模式选择的影响(如不同出行模式组合的出现条件,共享自动驾驶汽车市场渗透率,路票价格等),并进一步分析组合策略参数对通勤者在不同模式间的转移量和系统总成本的影响.研究表明,实施组合策略后,电子路票均衡价格可以唯一确定;当满足某个特定条件时,独自驾驶传统汽车的通勤者会转向共享自动驾驶汽车和公共交通模式,道路总车辆数明显减少,且效果随着公共交通票价和路票收取额的提高而增加.最后,系统总成本最优解出现在三种模式都包含的区域,此时路票收取额等于某一特定值且公共交通票价等于可行域内的最大值.本研究可以量化新技术的影响,并为交通管理部门制定有效的管理策略提供理论参考.     

多模式交通网络税费政策评价模型

为了实现节能减排,政府改革了燃油税并出台了车船税政策,以鼓励使用低能耗的小排量汽车.为了科学评价这两种税费政策的实施效果,面向包含小汽车和公交车组成的多方式交通网络,利用网络均衡原理和变分不等式理论,构建了等价的多用户、多准则均衡变分不等式(Ⅵ)模型,设计了求解该模型的启发式算法,并进行了算例验证.利用所建立的模型分别研究了燃油税和车船税对交通网络的成本-收益影响、公交出行分担率以及对不同排量汽车用户公平性的影响问题.研究表明:提高燃油税和车船税的税率,虽然有可能减少交通网络的整体收益,但能提高公交分担率,其中车船税对公交分担率边际增加作用递减;而不同的税率将在出行成本方面影响出行者的公平性.     

多模式交通网络税费政策评价模型

为了实现节能减排,政府改革了燃油税并出台了车船税政策,以鼓励使用低能耗的小排量汽车. 为了科学评价这两种税费政策的实施效果,面向包含小汽车和公交车组成的多方式交通网络,利用网络均衡原理和变分不等式理论,构建了等价的多用户、多准则均衡变分不等式（Ⅵ）模型,设计了求解该模型的启发式算法,并进行了算例验证. 利用所建立的模型分别研究了燃油税和车船税对交通网络的成本-收益影响、公交出行分担率以及对不同排量汽车用户公平性的影响问题. 研究表明：提高燃油税和车船税的税率,虽然有可能减少交通网络的整体收益,但能提高公交分担率,其中车船税对公交分担率边际增加作用递减;而不同的税率将在出行成本方面影响出行者的公平性.     

基于活动的拼车通勤行为及效用均衡分析

本文构建了基于活动的拼车通勤模型,考虑通勤者可选择自驾、拼车司机和拼车乘客三种出行角色,即选择两种出行方式:自驾和拼车,研究早高峰通勤过程的动态用户均衡问题.在活动链中,假设通勤者在家和工作地都会产生效用.同时,将拼车障碍成本,其它货币成本和费用补偿成本引入通勤模型.高峰期内,通勤者可通过出发时间选择和出行模式选择,实现其出行效用的最大化.在用户均衡状态下,每类通勤者都不能通过单方面改变自己的行为选择而使其出行效用变得更大.此外,本文从消除排队的角度出发,推导了系统最优下的动态收费用户均衡.最后,通过一个数值算例对本文的结论进行验证和分析.     

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.     

基于非线性时间价值的多用户出行均衡与系统最优

针对存在异质用户的固定需求交通路网,当用户的时间价值呈离散分布,且出行费用与出行时间表现为非线性函数关系时,分别建立了基于时间和费用两种计量准则下的系统最优和多用户均衡路径选择模型.证明了在非线性时间价值函数条件下,存在非负匿名路段收费方案,使得基于费用计量的多用户均衡解与系统最优解一致,但在时间计量单位下,使得系统最优解与多用户均衡解一致的匿名路段收费方案不存在.     

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.     

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.     

寡头垄断条件下的排污权交易博弈模型

建立了寡头垄断条件下的排污权交易博弈模型 ,分析了具有不同生产成本和治污成本的寡头企业在政府发放不同数量的许可证时的交易均衡 .证明了在特定情况下允许排污权交易并不一定有益 ,反而可能导致低产出率和高价格的市场均衡 ,并可能导致产品由低成本企业向高成本企业迁移 ,即高成本的企业反而生产更多     

考虑共享出行的用户均衡交通分配模型

为了研究共享出行行为对交通分配问题的影响,本文提出一个基于路径的共享出行用户均衡交通分配模型.在该模型中,出行者不仅要选择从出发地到目的地的路径,而且还要进行模式选择,以达到最小化广义路径出行成本的目的.本文构建的考虑共享机制的交通分配模型引入两个假设:1)一个乘客只被一个共乘司机搭载,一个司机只载一个乘客;2)由于参与共享出行活动,共乘司机和乘客均可获得额外的共享出行奖励,此外共乘乘客还能得到共享出行成本折扣.这两个假设使得所构建的共享出行用户均衡模型更贴近现实.Braess网络中的数值结果分析了关键参数对均衡结果的影响,结果表明:共享出行成本优惠和共享出行奖励均是鼓励出行者参与共享出行活动的有效措施.     

考虑动静态交通转换的中心商业区停车供给优化研究

基于排队论构建停车阻抗函数,基于综合出行阻抗(停车阻抗+行车阻抗)函数建立双层规划模型,上层模型根据综合出行阻抗随停车容量变化确定CBD内停车泊位数及空间分布,目标函数为最小化所有小汽车的综合出行阻抗.下层模型为分担-分配组合模型,用于计算CBD内不同停车供给方案所对应的交通流特征.在双层模型外构建重力模型,计算在CBD新增停车泊位所诱增的小汽车出行.由于上层模型的结果会改变下层模型中的OD矩阵和停车阻抗,而下层模型又决定着上层模型的目标函数,因此均衡状态下的停车供给方案既是优化的结果.     

考虑交通能源消耗的出行需求管理策略研究

本文综合考虑出行者出行行为、交通系统运行状态及交通系统能耗之间的关系,建立公交车和私家车双模式下的随机用户均衡模型以及交通系统达到平衡状态的总能耗模型.结合交通系统外部效应的特点和道路收费的经济学原理,以最小广义费用为上层目标函数,建立考虑能耗的双层规划模型,阐明了出行需求管理政策通过调节出行行为来控制交通能耗的机理.将交通政策抽象化代入所建立的双层规划模型.算例分析表明,该模型能够定量地反映实施道路拥挤收费和公交优先措施等策略在不同交通需求情况下对交通能耗的影响.     

多起点多讫点公共交通系统早高峰乘车均衡模型、算法与变动票价管理

分析早高峰时段多起点多讫点公共交通系统乘客乘车行为,考虑乘客的乘车时间成本、车票价格、拥挤成本和误时成本,区分有无座位情况,建立固定交通需求下的用户均衡模型和系统最优模型,针对模型建立有效算法,比较各模型导出系统最优的变动票价管理方案.数值算例结果验证了模型、算法和变动票价管理方案的有效性.对计算结果分析中,发现误时成本较小车次上,短途乘客对于长途乘客存在"挤出效应".     

基于活动的瓶颈模型:公交枢纽晚高峰居民通勤研究

如何快速消除公交枢纽瓶颈的制约,是居民通勤的老大难问题.本文结合瓶颈模型与基于活动的方法来研究公交枢纽晚高峰居民通勤行为,以解决通勤者在其活动和出行之间的时间分配问题.以瓶颈模型为基础,考虑公交内部拥挤,将出行行为与活动相关联.通过引入公交内部拥挤成本,根据不同的效用函数选择出发时间,建立了动态出行均衡模型.并由此得出均衡条件下的相关性质,来解释晚高峰通勤者在瓶颈入口前排队的交通现象.研究发现,与传统瓶颈模型相比,基于活动瓶颈模型乘客动态更加丰富,出发时间选择更为复杂.算例结果表明,通勤者对公交车内部拥挤的敏感度越高,越会尽量地避开高峰出行.为了使净效用更大,通勤者会选择在工作地滞留较长时间,晚高峰时段推迟.     

等补偿行驶信用券计划管理瓶颈拥挤的效率分析

基于瓶颈模型,考虑用户异质性,本文探讨了等补偿行驶信用券(REC)计划对通勤者福利的影响.在这一计划下,选择在高峰期通过瓶颈的通勤者会被收取一定数量的信用券,而选择在非高峰期通过瓶颈的通勤者可以获得一定数量的信用券作为补贴.信用券的价格由市场确定,允许出行者根据自身需求在市场中自由购买或出售信用券.研究结果表明,等补偿行驶信用券计划通过等值地返还信用券给非高峰期出行的通勤者,导致异质用户均衡成本减少而获得收益;与最优行驶信用券计划相比,其效率损失不会超过10%.考虑到该策略的简单性,公平性和有效性,等补偿行驶信用券计划是值得推荐用于实践的.     

参考点依赖特征对拥挤收费路网流量分配的影响

考虑出行者路径选择决策过程中的参考点依赖,即当路网出行成本变化时,出行者将变化前的出行成本作为路径选择决策的参考点。基于参考点依赖理论,提出了考虑出行时间和拥挤收费的出行决策模型,建立了考虑参考点依赖的确定性网络用户均衡模型以及等价的变分不等式,并提出了求解模型的算法。最后,通过算例分析了参考点依赖对路径流量分配的影响,算例结果表明:经验出行成本和历史收费费率会影响出行者的路径选择决策,从而影响确定性网络流量分布。因此,在制定拥挤收费策略时,需考虑当前的出行时间成本和费用成本对出行决策的影响。     

不完全竞争条件下的证券均衡价格

在不完全竞争框架下,分析了证券市场均衡价格形成过程,在拉丰-马斯金模型的基础上,建立了一个拥有私人信息的机构投资者与众多散户间的两时期交易模型,并分别讨论了不同均衡下机构投资者持有不同信息时,机构投资者和散户偏爱的均衡类型.结果显示,机构投资者偏爱混同均衡是有条件的,并且找到了条件的具体边界范围.最后讨论了不同均衡定价下的交易双方效用问题.