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原文传递 VMS影响下驾驶员路径选择机理及信息发布策略研究

论文题名：	VMS影响下驾驶员路径选择机理及信息发布策略研究
关键词：	交通信息;驾驶员;路径选择;信息发布策略;监控预警系统
摘要：	在交通信息影响下，驾驶员的路径选择是一个包含信息学习反馈的持续性决策过程，驾驶员个体的决策行为在很大程度上受到交通信息的影响。因此，如何更真实地描述驾驶员对交通信息的认知过程，以及交通信息对驾驶员决策行为的影响，成为交通诱导系统研究的重点内容之一。研究VMS(Variable Message Sign，VMS)影响下驾驶员的路径选择机理，对优化诱导信息的发布及提高城市道路交通系统的运行效率具有重要的理论意义和应用价值。　　本文在对已有研究成果存在的不足之处进行分析总结的基础之上，首先，借助认知心理学的基本原理，分析驾驶员对VMS信息的认知特性，结合意向调查方法研究驾驶员路径选择的决策特征;其次，探讨驾驶员在VMS信息影响下对路网运行状态的认知更新行为，结合驾驶员信息决策下的有限理性特征，建立VMS影响下的路径选择模型，分析驾驶员路径选择行为机理;按照驾驶员的特性对驾驶员进行群体划分，分析驾驶员群体间路径选择行为的规律，进而研究驾驶员群体路径选择行为对交通系统均衡状态的影响，分析交通系统均衡状态的演化过程;最后，提出一种协调交通系统管理者与驾驶员决策目标差异的VMS信息发布策略方法，并通过算例验证模型及算法的有效性。　　本文主要围绕以下关键问题展开研究: 　　(1)VMS影响下的驾驶员认知与决策特性分析。基于认知心理学中的SOAR(State，Operator and Result)模式建立VMS信息影响下驾驶员的认知模型，讨论驾驶员对VMS信息认知过程中的注意、知觉、记忆、推理等认知功能特性。通过意向调查(Stated Preference Survey，SP Survey)获得VMS影响下驾驶员的路径选择数据，建立VMS影响下驾驶员路径改变意向的多分类类Logistic模型，识别影响驾驶员路径选择行为的关键因素，定量化分析驾驶员的社会经济属性、出行属性及VMS属性等因素对其路径选择决策特性的影响特性。　　(2)VMS影响下驾驶员实时路径选择建模研究。在交通系统不确定性背景下，考虑驾驶员受到内部出行经验和外部交通信息的影响，建立交通运行状态的贝叶斯网络模型，用于分析驾驶员在出行过程中对路网交通运行状态的学习与反馈过程。分析目前基于效用理论路径选择研究方法存在的不足，建立基于有限理性的效用度量体系，分析驾驶员路径选择行为规则，结合驾驶员在途信息更新行为，构建基于有限理性的实时路径选择模型，分析驾驶员在VMS影响下的路径选择特征，并通过实证研究说明所建模型的有效性。　　(3)VMS影响下路径选择动态演化机理研究。道路交通系统均衡状态的形成是由于系统中所有驾驶员的路径选择行为达到稳定状态。将网络交通流的均衡状态看作为驾驶员之间博弈行为的结果，分析具有不同时间价值的驾驶员群体在VMS影响下的博弈行为。通过构建路径选择的博弈矩阵，以及道路交通系统的复制动态方程，研究驾驶员路径选择行为的演化过程，进而在有限理性的条件下分析交通系统均衡状态的动态收敛过程。通过研究驾驶员路径选择策略的调整过程，分析驾驶员内部的竞争关系，以及驾驶员与交通诱导系统之间的对抗合作关系，揭示道路交通系统均衡稳定状态演化的内在动力机制。　　(4)道路网络VMS诱导信息发布策略研究。分析VMS诱导信息与驾驶员路径选择之间的调节反馈过程，借鉴Stackelberg博弈协调的思想，建立协调管理者与驾驶员决策目标差异的VMS信息发布策略协调诱导优化模型。上层问题从交通系统管理者的角度出发，以系统总出行时间及VMS系统建设及营运成本最小为目标，根据当前及历史交通数据制定有利于提高路网运行效率的VMS信息发布策略;下层问题考虑VMS对驾驶员路径选择行为的影响，依据有限理性的路径选择模型产生路网交通量分配情况。VMS信息发布策略协调优化模型的结果实现交通系统管理者最优决策下的驾驶员决策最优。通过算例分别优化高峰时段和平峰时段两种需求水平下的VMS信息发布策略，为模型的实际应用提供参考范例，为交通管理者提供一种有效的路网运行管理手段。
作者：	江筱薇
专业：	交通运输工程；交通运输规划与管理
导师：	邓卫;季彦婕
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文