基于随机用户均衡的路网拥挤收费模型与算法

为了减轻交通路网拥堵问题,结合现实交通流分配,采用随机用户均衡配流模型,以最小化路网总体出行时间为目标建立了一个拥挤收费的双层模型.对于这种模型,提出了一种新的求解算法,这种算法是将仿射尺度算法与遗传算法相结合.具体地,对给定的收费值,由仿射尺度算法来求解下层随机用户均衡问题得均衡路段流,将其带入上层可求得系统总出行时间.当选取1组初始收费值,可以求得在取各个收费值下的系统总出行时间.这样便可以根据遗传算法来求得最优收费值.数值实验结果表明,在实施收费之后,系统总出行时间得到有效减少,这种模型及算法可以有效地应用于减缓交通路网的拥堵问题.     

城市出租车拥挤收费

建立了多方式分担模型来分析拥挤收费背景下出租车是否也应征收拥挤费问题,并设计了求解模型的遗传算法。研究利用双层规划模型对该问题进行了描述,其中下层规划为组合网络均衡模型,刻画了出租车拥挤收费前后对出行产生、出行方式划分、出行路径选择及出行分布的影响,构建了与之等价的变分不等式;上层规划为社会福利的最大化。算例结果表明,是否应该对拥挤收费区域内的出租车征收拥挤费主要取决于私家车与出租车的单位距离运营成本之比。通常情况下(当二者的比值小于5.6时),对出租车进行拥挤收费就能获得更大的社会福利。     

ATIS环境下的多用户多准则交通均衡模型分析

为分析先进出行者信息系统(advanced traveler information system,ATIS)对交通均衡的影响,建立一个考虑多用户多准则的交通均衡模型.在模型中,根据ATIS市场占有率和用户收入水平差异将出行者分为4类,对每一类出行者,基于出行时间和出行费用线性组合的出行成本,根据Logit模型进行路径选择.以中国深圳市梅林关的一个起讫点(origin-destination,OD)进行实证分析,发现市民出行成本与路段拥堵系数不能同时降低.在现今经济水平下,ATIS可减少人们平均出行成本.随着经济水平的提升,人们才会慢慢利用ATIS选择可以减少平均拥堵系数的路径.最后,对模型参数进行了灵敏度分析.     

基于Mixed logit模型的拥挤收费下交通方式分担率预测

分析了传统非集计模型存在的缺陷,提出利用mixed logit模型研究拥挤收费下交通方式分担率变化的思路。结合实际居民出行数据建立了基于mixed logit的交通方式选择模型,利用SAS软件进行蒙特卡罗模拟计算,标定了模型并进行了仿真分析。经验证,所建模型具有较高的命中率和可用性。加入拥挤收费影响因素进行敏感性分析,可得出不同拥挤收费费率下的交通方式分担率。应用该模型能为拥挤收费下的出行行为分析和交通影响研究以及其他交通需求管理政策的评价提供了方法。     

基于限制路径集的N-路径随机用户均衡模型构建及性质

结合随机用户均衡和N-路径用户均衡两类模型的优点构建了N-路径随机用户均衡模型,以路径流量作为决策变量讨论了解的最优性条件,得到了解所满足的性质.然后以路段流量和路径流量同时作为决策变量证明了最优解的存在唯一性条件.最后在多种不同的假设条件下利用内点算法对模型进行了求解,对于解的性质进行了验证,并通过对算例结果的分析得到了若干有效的结论,进而验证了所构建模型的合理性和实用性.     

多方式诱导下基于出行链的随机用户平衡模型

为了评价多方式诱导信息对综合交通网络中交通流分配的影响,通过构建基于出行链的概率型随机用户平衡模型,并设计内嵌Monte-Carlo模拟的MSA求解算法,研究多方式诱导下组合出行方式选择、出行链费用和出行链结构的变化。求解过程中,引入超级网络理论,并基于超级网络进行流量分配。研究结果表明:多方式诱导信息使公共交通模式分担率增加5.63%,得到网络总收益为196.254,说明多方式诱导信息对引导出行者减少使用小汽车有显著效果,也有助于降低出行链费用,简化出行链结构。     

基于BFGS公式的改进截断拟牛顿法在随机用户均衡问题上的应用

根据随机用户均衡问题的特点构造一种基于BFGS校正公式和Armijo线搜索的截断拟牛顿法。介绍截断拟牛顿方程的构造过程及其算法的具体步骤;针对随机用户均衡模型的特点给出算法的收敛性和两个需注意的问题,并将此算法应用于一个路网。数值算例分析表明:所构造算法在迭代次数和误差方面均优于截断牛顿法,改进截断拟牛顿法可以避免二阶Hessian矩阵的计算,还可以用于某些Hessian矩阵不正定问题的求解。     

动态广义出行费用随机用户平衡Symbol`@@

为描述弹性需求下降级路网中出行者路径选择行为,为出行者和管理者提供决策参考,采用行程时间、行程时间可靠性及货币费用的加权和定义动态广义出行费用. 假定在路网随机变化的情况下,出行者以估计广义出行费用最小为路径选择标准,建立基于动态广义出行费用的随机用户平衡模型,并给出求解模型的MSA算法. 通过在一个算例路网上测试,结果表明：出行者对待风险的不同态度、降级系数和货币费用均对道路流量分配影响显著,并与经验相吻合,说明所提出的基于动态广义出行费用的随机用户平衡模型能够真实反映出行者在随机路网中的路径选择行为.     

Robust user equilibrium model based on cumulative prospect theory under distribution-free travel time

The assumption widely used in the user equilibrium model for stochastic network was that the probability distributions of the travel time were known explicitly by travelers. However, this distribution may be unavailable in reality. By relaxing the restrictive assumption, a robust user equilibrium model based on cumulative prospect theory under distribution-free travel time was presented. In the absence of the cumulative distribution function of the travel time, the exact cumulative prospect value(CPV) for each route cannot be obtained. However, the upper and lower bounds on the CPV can be calculated by probability inequalities.Travelers were assumed to choose the routes with the best worst-case CPVs. The proposed model was formulated as a variational inequality problem and solved via a heuristic solution algorithm. A numerical example was also provided to illustrate the application of the proposed model and the efficiency of the solution algorithm.     

拥堵路网交通流均衡分配模型

为克服利用传统静态交通流分配模型分析拥堵道路网络交通流分配问题的不足,研究交通拥堵状态下静态拥堵交通流均衡分配模型.首先,基于拥堵路段上交通流特征,分析拥堵路段阻抗函数特点,包括满足拥堵路段上流量随车辆数增加而减少的特征;其次,分析拥堵状态下用户疏解路径选择行为,提出道路网静态拥堵交通流分配的用户均衡与系统最优原理;再次,构建道路网静态拥堵交通流用户均衡与系统最优分配模型,并证明模型与用户均衡原理的等价性、模型解的唯一性;最后,给出求解用户均衡模型的迭代加权求解算法.通过算例与传统静态交通流分配进行对比分析,结果表明:拥堵用户均衡分配模型与拥堵系统最优分配模型可以合理描述拥堵用户均衡原理与系统最优均衡原理,且拥堵用户均衡分配模型可以合理描述路网处于全拥堵状态下各路段实际通过流量.拥堵交通流分配模型可应用于由拥堵蔓延导致的局部全拥堵区域,可作为半拥堵静态交通流分配的核心部分之一.     

复杂城市交通网络上的交通阻塞和流量分布特性

基于用户均衡配流模型,分别研究了4种类型城市交通网络,即规则网络、随机网络、小世界网络和无标度网络上的复杂交通行为。在用户均衡配流模型中,采用传统的BPR函数作为路段阻抗函数,并侧重分析了该函数中两种不同形式的实际容限的情况。为了刻画网络上的交通阻塞,探讨了流量和实际容限比值大于1的边的比例与交通需求之间的关系。最后,讨论了上述4种城市交通网络上的流量分布特性。     

路网交通状态平衡控制方法

为了降低路网的拥挤度,提出了路网交通状态平衡控制方法。以交叉口最大饱和度代表交叉口交通状态,以路网最大饱和度最小为目标建立了路网交通状态平衡控制双层规划模型。利用遗传算法求解该规划模型,优化算法可以同时优化信号周期和各相位绿信比。考虑到整体延误、交通状态以及各个交叉口的重要度,对平衡控制方法进行了改进。数值模拟结果表明,本文方法可以在一定程度上降低关键区域的拥挤度。     

突发灾害下城市路网交通流可靠性运行态势

为了识别突发灾害下交通流运行过程中路网可靠性的变化规律和潜在的运行态势,采用Rough集理论,结合城市道路交通状态判别、预测的知识,构建了突发灾害下路网可靠性知识表达系统。通过对路网元素属性数值的离散化处理,路网可靠性决策表的属性约简等一系列操作过程,实现了对路网可靠性运行态势的逻辑推理。试验结果表明:路网可靠性能够较好地拟合突发灾害下路网交通流的运行特征,交通路网可靠性态势分析的知识表达系统对可靠度的预测精度可达90%以上。     

基于随机连续平衡模型的停车换乘需求

为了分析出行者的停车换乘需求分布特性,本文假设在轨道交通和城市主干道的单中心城市中,出行需求均匀分布,轨道交通上有连续分布的站点,基于效用理论构建了考虑出行者出行方式(小汽车、轨道交通、停车换乘)和换乘地点选择的分层非集计模型,利用随机连续平衡模型方法并结合算例,得出:停车换乘需求在一定距离范围内呈现高峰,停车换乘需求总量随着换乘时间的增加而减少;各换乘点均吸引了一些回程换乘需求,但需求强度较小,从城市周边吸引换乘需求量较大,需求强度随着与换乘点距离的增加而减少;当换乘停车场容量受限制时,停车换乘需求者会改变换乘点的选择。研究结果对停车换乘设施规划建设具有一定的参考价值。     

道路交通网络效率定量评价方法及其应用

提出了一个道路交通网络运行效率的定量评价方法,由此计算的效率评价指标能综合反映网络中交通需求、路段流量、旅行负效用等因素对交通网络效率的影响。同时基于该评价方法,设计了一个网络组件的重要度评价方法,该方法计算简便,且评价结果具有一致性。算例计算分析的结果验证了本文效率评价方法和重要度评价方法的合理性,而且上述评价方法还说明了交通拥挤网络的效率和组件重要度,均与网络中当前交通流量有关。