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.     

基于累积前景理论的合乘行为建模与研究

在一个存在HOV(high occupancyvehicle)车道的交通系统中,针对两种出行方式:单独驾车出行和合乘出行,给出了可能出现的HOV车道合乘者、普通车道合乘者和单独驾车者三类通勤者的出行费用函数.假设通勤者会经历一段具有离散分布的随机时间,本文基于累积前景理论和期望效用理论对比分析了通勤者的出行方式和路径选择均衡结果,并对单独驾车者比例参数、参考点等个体偏好参数进行了敏感性分析.研究结果表明,通勤者的风险偏好和参考依赖特征确实会影响出行方式和路径选择.当单独驾车者比例超过某一临界值后,合乘者比单独驾车者具有较高的累积前景值,具有一定的优越性,而期望效用理论则会稍微高估这一临界比例.     

通勤者时间分配模型与交通需求管理策略

时间安排模式及其对活动-出行行为的影响为交通需求管理策略和交通管理措施的分析评价提供了依据。通过分析上海市居民出行调查数据,建立了对通勤者在家活动、出行和外出非工作活动上的时间分配的fractional logit 模型, 应用所建立的模型,初步分析了压缩工作周策略对通勤者在上述6 类活动上投入时间的影响。 研究表明：建立时间安排fractiona logit 模型,可有效预测通勤者针对交通需求策略对时间安排模式的调整,为交通管理部门制定和评价交通管理策略提供依据。     

基于活动的早高峰家庭通勤与拥挤收费模型

在出行行为研究中,早高峰家庭出行行为一直以来都是一个研究热点.近几年,由于汽车的高拥有成本以及限购策略等,家庭成员共享一辆车出行的现象变得越来越普遍.典型的家庭通勤表现为通勤者必须先开车送孩子上学然后再去工作.在本文中,首先,从活动效用角度出发,对早高峰家庭通勤者出发时间决策问题进行分析.其次,考虑家庭出行负效用与家庭成员在家、学校和工作地点的活动效用,构建了家庭出行净效用函数.再次,利用家庭出行净效用函数建立了早高峰期间的家庭通勤均衡模型.最后,基于均衡模型,可以得到最优的动态收费策略,进而提出了一阶段最优拥挤收费策略.应用本文所提出的模型探讨了工作与学校期望到达时间间隔对系统总效用,收费水平以及收费时间段的影响,从而使交通管理者可以通过设置最佳的时间间隔来最大化系统总效用.     

可交易通行权和鼓励合乘政策下的通勤选择

基于通勤个体易于接受的视角,借助常数替代弹性(constant elasticity of substitution,CES)效用函数,在通勤预算约束中引入管理部门对拼车通勤行为的支持系数,构建了基于可交易电子通行权及鼓励合乘组合政策的刚性通勤需求模型,在此基础上分析了通勤个体的通勤方式选择问题.研究结果显示,该组合政策可以有效引导通勤个体从单人驾驶转向合乘出行,通勤个体能够在降低原有出行预算的基础上保证自身的刚性出行需求,但对小汽车偏好较大的通勤个体预算降低幅度相对较小.此外,存在一个调整因子和合乘支持系数的取值可行域,对于不同的合乘支持系数,调整因子存在一个对应的下界.在设定调整因子和合乘支持系数后,通行权价格由市场唯一确定,且这一价格随着合乘支持系数的增加而增加,调整因子的增加而降低.     

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.     

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.     

考虑校车的早高峰个人与家庭混合出行问题

在早高峰期间，家庭通勤者需要同时考虑家长和孩子双方的出行成本来制订出行计划。校车在各大城市的普及，改变了以往家长开车送孩子上学然后再去工作地点的单一出行方式。基于此，本文研究了在校车影响下的早高峰个人与家庭混合出行行为。首先，在校车、私家车双交通模式下，本文构建了个人与家庭混合出行的用户均衡模型，分别研究了个人通勤者和家庭通勤者的出发时间选择行为以及家庭通勤者的出行方式选择行为。其次，在均衡模型的基础上分别分析了校车费用、学校与工作开始时间差对个人和家庭两类通勤者出行成本的影响。然后，提出了相应的错峰调控策略来最小化交通系统总出行成本，从而提高交通系统的运行效率。最后，通过数值算例对本文所提出的模型和结论进行了验证。     

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.     

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.     

城市中心区域毗邻私有停车场的共享停车位优化设置研究

本文提出在办公建筑物的私有停车场附近设置共享停车位以缓解城市中心停车位不足的矛盾.研究首先建立了同时包含私有停车场和步行距离可接受的共享停车场的瓶颈经济学模型，设计迭代算法求解出行者的平均出行成本、平均排队时间、系统总成本和停车盈利.研究表明，在毗邻私有停车场设置共享停车位可以有效降低出行成本和缓解交通拥堵，但是过多地建设反而会降低系统的出行效率，造成新的拥堵；从系统总出行成本最优角度，管理者应采取鼓励共享停车的政策；从企业总停车盈利角度，共享停车位应依据私有停车位收费标准进行合理定价.因而，设立共享停车位可作为有效的交通管理手段，通过优化共享停车位数量和价格，最终达到有效的管理目标.     

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.     

基于离散-连续选择模型的通勤出行时间预测

把握出行者的日时间分配是交通行为分析的重要内容之一. 本文基于离散-连续建模思想, 结合运用Ordered Probit离散选择模型和Hazard连续选择模型, 建立了由上班(上学), 下班(放学)出发时刻模型和上班(上学), 下班(放学)出行耗时模型组成的通勤时间预测模型系统, 预测了通勤者的日时间安排. 研究表明, 所建模型能够以较高的预测精度, 预测通勤者的活动-出行时间安排. 研究将为活动-出行行为的整体建模预测和分析奠定时间轴预测基础, 为城市居民的交通行为分析提供模型工具, 为制定交通管理政策, 解决城市交通拥挤问题提供决策分析依据.     

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.     

基于随机边界函数的出行时间分析

出行时间是居民出行特征的重要分析指标.研究从出行时间预算入手,将随机生产边界函数用于对出行预算和出行时间边界的描述,建立了出行时间边界和出行者社会经济属性、家庭结构、出行者日活动安排及居住地用地特征之间的数量关系模型,给出了出行时间预算和出行时间边界的相互关系.以居民出行调查数据为来源,对通勤者和非通勤者分别建立随机出行时间边界模型,分析了工作活动影响下通勤者出行时间与非通勤者出行时间对各类影响因素的不同响应程度,比较了通勤者与非通勤者出行时间预算和出行时间边界的不同分布规律.研究表明,随机生产边界模型的组合误差结构为研究个体出行时间差异提供了很好的分析手段.     

公交补贴与运营策略的实施效果分析

在一个考虑居民收入水平差异性的线性单中心城市中,构建交通出行模式和居住区位选择均衡模型,探讨了可能存在的出行分布模式,研究了公交票价补贴、增加发车频率或提高公交运行速度等运营策略对居民效用和政府租金收入的影响.研究发现在不同的出行分布模式下,公交补贴和运营策略的实施效果不同.当所有人都选择公交出行时,三项策略能使所有居民获益,但不能缩小居民间的效用差距,也不能提高政府的租金收入.当存在部分人选择小汽车出行时,三项策略可以缩小居民间的效用差距,促进社会公平.而且在所有出行分布模式下,提高公交运行速度策略会降低政府的租金收入.理论研究结果可以为政府交通管理部门制定公交补贴和运营管理策略提供借鉴和启示.     

不同博弈构式下三寡头差异化竞争和歧视定价策略

内生地考虑三寡头市场垄断力的不同情形,基于Salop环形城市模型,首先研究不同博弈构式下基于单一价格策略的差异化策略,接着分析企业对歧视定价策略的选择。研究表明:企业实施单一定价策略时,Bertrand-Nash博弈均衡为三企业之间遵循最大差异化原则,均匀分布于整个市场;而Bertrand-Stackelberg博弈达到均衡时,Salop模型退化为Hotelling模型,表现为两个挑战企业发生集聚,与领导企业分别居于线段的两端,而且领导企业更愿争取先动优势,作价格制定的领导者而不是追随者。当实施歧视定价策略时,企业利润明显提高,对产品差异化和价格决策先行权的依赖缓解,三企业选择歧视定价的意愿均增强。     

基于时变需求的供应链网络动态均衡模型

在时变需求下, 供应链网络静态均衡模型不能描述上下游成员的订单、库存以及采购价格随时间的变化的传播过程. 通过在静态均衡模型中引入了时间变量, 本文构建了供应链网络动态均衡模型, 以描述供应链网络各成员订单、库存和价格的时变特征. 基于历史的订单、采购销售价格等信息, 给出了供应链成员考虑订单提前期和库存成本的订单生成策略的数学描述. 建立了供应链网络动态竞争均衡变分不等式模型, 利用变分不等式方法给出了等价的动态均衡条件, 并设计了求解模型的有效算法. 算例研究表明: 文中建立的动态模型不仅能嵌入不同的订单生成策略, 还能分析包括牛鞭效应在内的多种供应链网络问题. 本文所提出的模型为探究供应链网络时空演化行为提供了有力的工具.     

空驶出租车是否应使用多乘员车道——考虑合乘与出租车的交通均衡研究

为了探索空驶出租车是否应使用多乘员车道(HOV车道),基于空间结构的出租车市场均衡条件，考虑Logit出行方式划分和路径选择均衡，采用组合变分不等式描述了准许和禁止空驶出租车使用多乘员车道的混合交通系统。将模型和算法应用于一个算例，通过比较静态分析探索了算例中单位合乘车辆平均合乘率、路网中出租车数量与出租车起步价的变化对均衡路网的效果产生的影响，并观测了多乘员车道流量。结果表明：准许空驶出租车使用多乘员车道有可能造成类似Braess悖论的现象，使社会福利降低，而具体是否造成这种现象与路网的参数有关；同时，准许空驶出租车使用多乘员车道取得的效果有限，且基本是由于交通流分配造成，而HOV车道过饱和现象很少出现。除此之外，探索了单位合乘车辆平均合乘率、路网中出租车数量与出租车起步价3种变量对准许空驶出租车使用HOV车道这一政策的影响。