考虑路段能力的城市交通网络优化问题研究
供需失衡是造成城市交通拥堵的根本原因,这一矛盾在现实中通常难以调和,其原因是多方面的。除了路网设计供给能力本身固有的不足外,路段通行能力的随机性也扮演着进一步加剧矛盾的重要角色。路段通行能力作为网络供给能力的组成部分,受到交通事故、道路施工、车辆故障和天气情况等诸多随机因素的干扰,进而致使网络供给能力降解。同时,路段通行能力也是连续网络设计问题的关键决策因素。目前路段能力规划问题得到了交通领域研究人员越来越广泛的关注。为了更有效地利用供给资源,考虑出行者的选择行为及相关管理策略的路段能力规划问题更有意义。论文主要进行了如下工作:
(1)考虑不确定性路网中风险厌恶出行者的出行行为,这里的风险厌恶与路段能力随机变化密切相关,表现为对路段能力随机变化的敏感程度。同时考虑出行者对路况的认知程度,敏感程度与认知程度共同影响其出行行为。依据Logit模型提出了基于随机能力的多用户风险厌恶流量分配模型。应用算例模拟结果得出,敏感带来的效果会随着出行者对路况的认知程度发生变化,理性与感性相结合效果最优,过于敏感则对出行不利。
(2)采用路段能力随机变化的路网,同时考虑拥挤收费策略。提出了随机能力条件下的拥挤收费双层规划模型,上层目标为考虑拥挤收费的系统总阻抗最小,下层应用出行时间预算平衡配流模型。研究结果表明,由路段能力随机变化引起的时间不可预知性会对出行者的路径选择产生较为明显的影响,考虑随机能力的TTB模型更符合实际;拥挤收费会使系统总阻抗降低,达到缓解交通拥堵的目的,但其效果会随路况变好而变弱。
(3)在一般连续网络设计模型的基础上引入收费补贴的概念:将实施拥挤收费获得的资金用以补贴道路建设,并增添到投资函数的算式中。提出了基于收费补贴的连续网络设计模型,上层目标函数为考虑收费的系统总阻抗最小,下层采用随即用户均衡模型。分析研究发现,准确测算投资预算值可以在保证出行者总出行时间最小的同时避免浪费;拥挤收费和收费补贴政策均会使系统总阻抗降低,给系统带来有益的影响,收费补贴效果更优。
路段通行能力;城市交通网络优化;随机变化;风险厌恶;流量分配模型;拥挤收费
北京交通大学
硕士
系统分析与集成
孙会君
2011
中文
U491.114;U491.13
70
2011-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）