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基于混合用户出行行为的城市拥挤收费模型研究
| 论文题名： | 基于混合用户出行行为的城市拥挤收费模型研究 |
| 关键词： | 拥挤收费;混合用户均衡;变分不等式;双层规划;粒子群算法 |
| 摘要： | 长期以来拥挤收费被认为是缓解大城市交通网络道路拥挤的有效途径之一，并在最近十年中得到了经济学家和交通运输研究人员的广泛关注。实施道路拥挤收费可以调节交通出行方式、路径、时间和地点，达到降低拥挤和减少污染的目的。收费所得的财政收入可以用来改进网络的基础设施、补贴公共交通系统的开支。目前很多学者运用交通网络均衡配流理论对城市交通道路收费进行了研究。在现实的交通网络中用户的出行行为特性各有不同，所以研究混合行为的道路拥挤收费更有意义。围绕基于混合行为下的城市道路收费相关问题，论文主要进行了如下研究工作： (1)交通路网中，基于个体出行的用户只会考虑选择自己的最短路径出行而不会考虑对其他用户出行带来的影响，符合用户均衡出行原则(User Equilibrium，简称UE)。基于集体出行行为用户出行时既有集体内部的合作关系又会有集体之间的竞争关系，符合古诺纳什均衡模型(Cournot-Nash，简称CN)。本文中建立了双层规划模型通过采用对弹性需求的UE用户收费，不对固定需求的CN用户收费的策略，达到系统总用户出行时间最小。通过算例分析发现，随着拥挤收费的实施，部分收费既能优先保证CN用户的出行，降低对UE用户的总收费值，又能使路网总系统出行时间降低，达到了缓解高峰时段交通拥堵的目的。 (2)路网中的个体或集体出行用户总会试图在现有的流量分布上寻找最短路径，但是用户不可能完全正确的估计出最短出行路径，所以考虑随机环境下的用户均衡和古诺纳什均衡模型更符合实际情况。本文中利用双层规划模型建立了随机混合用户均衡下的拥挤收费模型：上层是通过拥挤收费寻找使系统得总出行时间最小，下层是随机用户均衡(Stochastic User Equilibrium，简称SUE)和随机古诺纳什均衡(Stochastic Cournot-Nash，简称SCN)的混合用户出行均衡。研究结果表明，实行部分拥挤收费后，既保证了SCN用户的优先出行，又使得系统的总出行时间明显优化减少。 (3)分析了对SUE和SCN用户实行不同收费策略的情况下，系统用户总出行时间和用户道路收费值的变化，验证了对道路SUE用户实行部分收费的意义和可行性。通过对SUE和SCN用户都不收费，只对SUE用户收费，SUE和SCN用户收取同样的费用，SUE和SCN用户分别收费这四种主要收费策略的分析，得出对SUE用户的收费策略可以不仅降低对SUE用户的总收费，优先保证了SCN用户的出行选择，并且达到了有效缓解交通拥堵的目的。 |
| 作者： | 卢朝阳 |
| 专业： | 系统分析与集成 |
| 导师： | 孙会君 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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