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原文传递基于交通网络均衡理论的交通需求管理政策评价研究

论文题名：	基于交通网络均衡理论的交通需求管理政策评价研究
关键词：	交通网络;网络均衡;交通需求管理;交通量
摘要：	近年来，随着社会经济的快速发展，我国许多大城市交通形势日益严峻，机动化交通需求的持续增长与道路空间资源短缺的矛盾不断加剧。根据当斯定律(Downs Law)[1]，“新建的道路设施会诱发新的交通量，而交通需求总是倾向于超过交通供给”。从发达国家的经验来看，解决交通问题的思路应由“单纯地增加道路供给”向“设施供给与调控交通模式并重”的方向转变。“大力发展公共交通，方便各种交通模式之间的衔接与转换、对私人交通采取适度的需求管理、建立具有符合国情的可持续城市交通模式”，已达成了广泛的战略共识。我国的北京、上海、广州、深圳等大城市已经意识到交通需求管理(TDM)的重要性，先后展开了相关的研究和探索。然而，有关TDM政策却迟迟未能出台，很大程度上是由于政府对其实施后的效果难以给出准确的预判。因此，在政策决策中迫切需要有一个有效的TDM政策实施效果的评价方法。论文以定量分析TDM政策为目的，以交通网络均衡理论为基础，建立相应的多用户多准则多模式组合模型，并实际应用于大规模城市综合交通系统，有效地分析了TDM政策的实施效果，可为交通政策的决策者提供科学的决策参考。论文分析和总结了TDM的具体措施、作用机理以及在国内外的应用情况及评价方法。以拥挤收费为例，从理论和实践结合的角度剖析了TDM政策量化分析的复杂性。并指出TDM政策评价的难点是不同出行者交通行为的影响效果及政策组合使用的效果分析。结合基于出行、出行链和活动的交通需求模型发展特点，提出了政策评价建模的三个关键性问题。多用户：考虑出行者时间价值、出行目的等其他属性的异质性研究；多准则：考虑时间和费用等广义成本的多准则出行行为；多模式：在考虑换乘的，多种交通方式之间相互影响的多模式交通体系下研究政策的交通行为调控作用。论文对这三个关键问题展开了重点研究：从多用户角度，研究了出行者时间价值的异质性，为准确分析政策对不同出行者交通行为的影响提供了基本的参数。在国内外时间价值研究的基础上，对SP调查数据用Mixed Logit模型估计了非同质时间价值分布：比较了Mixed Logit和Nested Logit模型对RP/SP融合数据的参数估计结果，分析了不同交通方式使用者的时间价值差异；惠州市区意愿支付调查验证了假设时间价值为对数正态分布的可行性。多用户多准则交通分配是物理特征相同、但因时间价值异质性(对时间和费用具有不同的支付偏好)而产生不同的路径选择行为的对称性交通分配问题。论文系统总结了时间价值连续分布和离散分布两类模型的特征、构建方法、路抗函数形式、算法和解唯一性，并结合道路拥挤收费政策进行了研究。多模式(多车种)交通分配是考虑交通方式之间相互影响的非对称性交通分配问题，它可以反映不同交通方式在不同交通拥挤状态下的服务水平差异。论文重点研究了多车种路段阻抗函数的形式、参数及与模型解唯一性的关系，运用VISSIM对多车种交通流进行仿真并标定了路抗函数的参数。进而研究了多用户多准则、多模式混合交通分配模型解的唯一性。在考虑换乘的多模式交通系统中，交通方式之间的相互影响不仅包括路径选择，也包括交通方式选择、目的地选择及交通产生等多种行为的影响。因此需要构建具有一致行为理论的组合模型来分析这种相互关联、具有系统性的交通行为，从而更好地反映TDM政策对出行需求的调控作用。论文从建模方法、模型特征、算法、交通政策评价应用等方面，对面向一致的交通需求组合模型进行了研究和对比分析，总结了组合模型在国际上的实际应用前沿。根据路段阻抗函数可分离和不可分离两种情况，建立了适用于TDM政策评价的、具有流程再造性的、基于个体交通选择行为和一般均衡理论相结合的多用户多准则多模式组合模型，并给出了模型的等价性证明和算法。定性和定量分析了交通需求管理政策实施下不同出行者的利益分配情况，并给出了简单的算例。论文进一步对大规模城市综合交通网络的TDM政策评价应用展开研究。结合交通模型，优化了多模式交通网络拓扑数据结构和最短路算法，并有效地处理了现有交通规划软件尚未解决的非法路径问题。在分析交通方式换乘的换乘站及路径选择行为，常规公交、轨道交通和出租车票价作为政策变量引入模型等相关问题的基础上，应用圣地亚哥中型网络、惠州和深圳大型综合交通网络对组合模型进行了算法测试，比较了不同算法的收敛效果和输出结果。验证了不同时间价值小汽车的路段流量解的不稳定性和路段小汽车总流量解的稳定性，和理论取得了一致。不同出行者分类数下的模型输出结果差异明显，表明了出行者细分对TDM政策精确评价的重要性。以惠州市区综合交通网络为案例，对区域拥挤收费、桥梁收费、停车收费、P+R停车换乘系统、燃油价格提高、公交(轨道和常规公交)票价调整、公交专用道设置、交通枢纽换乘效率提高、货车通行管制等16种单一和组合TDM政策进行了定量评价。重点对公交票价敏感性、出租车和轨道交通的竞争关系，公交专用道设置的效果，区域拥挤收费和停车收费效果对比以及不同定价下的停车换乘系统需求等问题进行了研究。并对比了组合TDM政策的实施前后的网络交通拥挤状况及车流和客流分布情况，还分析了机动车尾气排放量和污染物空间GIS栅格分布对比。在案例中得出了值得交通政策制定者重视的问题： (1)常规公共交通的票价降低能吸引人们使用全程常规公交，但它和轨道交通换乘的组合交通方式的客流有可能下降，从而整个公交分担比增加并不明显。同时降低轨道票价，提高发车频率缓解车内拥挤能够得到较好的组合政策效果。轨道交通票价下降后全程使用出租车和私人小汽车出行者会减少，但在轨道交通不成规模网络时，出租车、小汽车和轨道交通的换乘组合模式客流可能会增加。(2)公交专用道设置能有效提高专用道上的公交客流密度，但小汽车可能因专用道设置改变出行路径，降低其他非公交专用道的公交车服务水平，从而公交分担比在总体上可能没有明显的增加。因此公交专用道的设置要有一定的规模，以便形成公交优先发展的良性循环。(3)区域拥挤收费起作用的主要是通过交通和区外至区内的到达交通，停车收费控制的是区外和区内至收费区内的到达交通。区域拥挤收费对小汽车交通路径的转移和交通方式的替换影响取决于收费范围的大小和交通需求分布的空间特征。在案例中的拥挤收费调控的主要对象是大量通过交通，总体上比停车收费对小汽车的抑制作用效果要好，而收费区域内的效果则相反。(4)停车收费价格、轨道交通票价、换乘时间、中心区道路拥挤程度等因素对P+R模式的需求量影响较大，采取组合交通需求管理政策，实现“推拉并举”式的组合政策，能使停车换乘系统得到有效运作。
作者：	张天然
专业：	交通运输规划与管理
导师：	杨东援
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输工程学院
学位年度：	2008
正文语种：	中文