發(fā)布時(shí)間：2018-11-29 12:15

【摘要】：近幾年,中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速發(fā)展以及汽車保有量的迅猛增長,交通擁擠已成為一個(gè)公認(rèn)的社會(huì)問題,嚴(yán)重威脅到城市交通的可持續(xù)性發(fā)展.道路網(wǎng)絡(luò)擁擠收費(fèi)已被認(rèn)為是交通擁擠管理的最有效方式,在理論和實(shí)踐方面普遍受到交通工程學(xué)家及相關(guān)政府部門的重視,通過在特定時(shí)段對(duì)特定的區(qū)域和路段收取一定的道路通行費(fèi)用,引導(dǎo)道路使用者正視出行成本,合理安排出行規(guī)劃,促使部分交通需求在時(shí)間和空間上進(jìn)行轉(zhuǎn)移,從而減少擁擠區(qū)域和路段的交通負(fù)荷,并以此來增加交通網(wǎng)絡(luò)的利用效率. 本文首先研究了在轉(zhuǎn)向限制和速度約束網(wǎng)絡(luò)中基于時(shí)間的邊界擁擠收費(fèi)問題,進(jìn)入邊界區(qū)域的出行者以在該區(qū)域行駛時(shí)間長度為基礎(chǔ)征收一定的通行費(fèi)用.在假定出行者服從確定型用戶均衡原則下,將擁擠收費(fèi)問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)均衡約束數(shù)學(xué)規(guī)劃問題并采用直接優(yōu)化算法-Hooke-Jeeves模式搜索法求解.由于交通網(wǎng)絡(luò)存在轉(zhuǎn)向限制,本文首先考察了帶轉(zhuǎn)向限制的最短路問題,根據(jù)轉(zhuǎn)向限制最短路模型設(shè)計(jì)了一種比較實(shí)用的分支定界算法,然后將帶轉(zhuǎn)向限制最短路問題的分支定界算法和相繼平均法結(jié)合求解確定型交通均衡問題,最后給出相應(yīng)的數(shù)值試驗(yàn),驗(yàn)證了轉(zhuǎn)向限制最短路問題的分支定界法和基于時(shí)間的邊界擁擠收費(fèi)問題模式搜索法的有效性,并探討了四種不同收費(fèi)方案的特征和效果. 然后,在軌道網(wǎng)絡(luò)和公路網(wǎng)并存的雙模式網(wǎng)絡(luò)研究了雙模式C-logit隨機(jī)用戶均衡與擁擠收費(fèi)問題,C-logit隨機(jī)用戶均衡模型通過共性因子反映了不同路線之間的路段重疊問題,能夠獲得更加現(xiàn)實(shí)的交通流分布模式.同時(shí)分析了基于長度的雙模式C-logit SUE和基于擁擠的雙模式C-logit SUE問題,而模式劃分采用通常的二元logit模型.通過定義合適的路段費(fèi)用函數(shù)可以簡化雙模式C-logit SUE,使雙模式網(wǎng)絡(luò)融合成單一模式網(wǎng)絡(luò)以便于模型開發(fā)建立和算法設(shè)計(jì),即：基于長度的雙模式C-logit SUE可以轉(zhuǎn)化為一個(gè)無約束最優(yōu)化問題,基于擁擠的雙模式C-logit SUE模型等價(jià)于一個(gè)變分不等式問題;證明了兩種模型在其均衡點(diǎn)處均滿足雙模式C-logit SUE條件,從而可以采用已有的算法求解.分別將兩種雙模式C-logit SUE做約束,分析雙模式次優(yōu)收費(fèi)問題,可相應(yīng)地采用雙參數(shù)懲罰函數(shù)法和增廣Lagrange乘子法求解,最后進(jìn)行了數(shù)值實(shí)驗(yàn),并分析了次優(yōu)擁擠收費(fèi)對(duì)模式劃分和道路網(wǎng)交通流分布的影響. 再次,在退化交通網(wǎng)絡(luò)研究了基于時(shí)間可靠性的魯棒擁擠收費(fèi)問題,路段容量隨機(jī)退化導(dǎo)致出行者路徑行駛時(shí)間的不確定性,因此可以通過魯棒有效路徑行駛時(shí)間來刻畫出行者的路徑選擇行為.對(duì)于出行者不同的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避程度,均衡模型可以表示為基于路徑變量的多風(fēng)險(xiǎn)類型變分不等式模型,證明了解的存在性,并引入列生成技術(shù)和相繼平均法求解該模型.隨后將變分不等式模型作為一個(gè)約束,設(shè)計(jì)了路網(wǎng)魯棒擁擠收費(fèi)的新模型并采用基于靈敏度分析的共軛次梯度投影算法求解.通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)展示均衡配流算法的有效性,并分析了擁擠收費(fèi)模型在應(yīng)用上的特性. 最后,設(shè)計(jì)和分析一種新的交易旅行信用方案(交易旅行電子路票方案)以管理通常交通網(wǎng)絡(luò)中出行者的路徑選擇行為,該方案是一種信用征收加補(bǔ)償機(jī)制,試圖誘導(dǎo)出行者合理規(guī)劃自己的出行路徑以減緩路網(wǎng)的交通擁擠.當(dāng)出行者使用低旅行費(fèi)用但高擁擠路徑時(shí)征收旅行信用,而使用可供選擇的低擁擠但高旅行費(fèi)用路徑時(shí)可能補(bǔ)償一定量的旅行信用,并建立一個(gè)自由交易的信用交易市場(chǎng)使需要支付旅行信用的出行者從贏得旅行信用的出行者處購買,當(dāng)總補(bǔ)償?shù)扔诳傁�耗時(shí),交易金額只在出行者內(nèi)部轉(zhuǎn)移,從而避免了擁擠收費(fèi)的不公平問題.在通常的交通網(wǎng)絡(luò),這種類型的信用定價(jià)方案可以轉(zhuǎn)化為一個(gè)具有均衡約束的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,隨后在固定需求和彈性需求兩方面研究了可行目標(biāo)交通流給定情況下系統(tǒng)最優(yōu)和Pareto-Improving的系統(tǒng)最優(yōu)旅行信用定價(jià)方案.
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U491

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4 韋，

本文編號(hào)：2364971