基于可变公交发车频率的城市拥挤道路收费定价优化研究

论文摘要

随着经济的发展和城市化进程的推进,城市车辆保有量和居民出行需求量不断增加,使得城市道路交通需求超过交通供给能力,城市道路拥挤日益严峻。由交通拥挤所带来的出行者出行成本的增加和环境污染等问题严重影响了城市功能的正常发挥和城市的可持续发展,使得解决城市交通拥挤迫在眉睫。拥挤道路使用收费从交通需求管理的角度,通过增加部分出行者的出行成本来控制或转移交通量,进而达到缓解交通拥挤的目的。鉴于单方面通过对部分车辆实施拥挤道路收费来改善城市交通的有限性,本文提出采用将道路拥挤收费和提高公交发车频率结合起来综合改善城市交通,即在道路拥挤收费的同时,将拥挤收费额用于提高公交车的发车频率来改善公交服务水平,这样既能有效转移交通量,也能解决拥挤道路使用收费策略得不到公众支持的问题。在综述国内外拥挤道路使用收费研究和应用现状、概述城市交通拥挤收费的相关理论的基础上,通过分析在对私家车实施拥挤道路使用收费和增加公交发车频率影响下,城市混合出行网络上各类出行者的出行方式和出行线路的选择行为,描述公交车和私家车两种出行方式的广义出行成本,分析对私家车实施拥挤道路使用收费和增加公交发车频率之间的相互制约关系,进而以社会效益最大为优化目标建立了基于可变公交发车频率的城市拥挤道路收费定价的双层规划模型。同时,设计了基于模拟退火算法求解的优化算法,且以算例进行计算验证。算例分析表明,基于可变公交发车频率的城市拥挤道路收费定价模型和算法能够更有效地解决道路拥挤问题。最后,从社会效果、交通效果和运营效果的角度筛选拥挤道路收费定价方案的评价指标,进而利用主成分评价方法进行方案评价。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 国内外拥挤道路使用收费的研究和应用现状
• 1.2.1 国外拥挤道路使用收费的研究和应用现状
• 1.2.2 国内拥挤道路使用收费的研究和应用现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 采取的研究方法
• 第二章 城市交通拥挤收费的基本理论
• 2.1 城市交通拥挤形成机理
• 2.1.1 城市交通拥挤的概念与原因
• 2.1.2 城市交通拥挤形成的必然性
• 2.2 城市交通拥挤解决途径
• 2.2.1 交通供给管理
• 2.2.2 交通需求管理
• 2.3 城市交通拥挤收费的经济学原理
• 2.4 城市交通拥挤收费的理论模型
• 2.5 本章小结
• 第三章 道路拥挤收费与公交发车频率影响的混合交通网络均衡分析
• 3.1 私家车与公交车混合出行网络设计
• 3.2 私家车与公交车出行广义成本分析
• 3.2.1 私家车出行的广义成本
• 3.2.2 公交车出行的广义成本
• 3.3 混合出行网络的均衡分配模型
• 3.3.1 混合出行网络的用户均衡条件
• 3.3.2 混合出行网络的用户均衡变分不等式模型
• 3.4 变分不等式模型的求解算法
• 3.5 算例
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于可变公交发车频率的城市道路拥挤收费定价
• 4.1 基于可变公交发车频率的道路拥挤收费定价问题及分析
• 4.2 基于可变公交发车频率的道路拥挤收费定价的双层规划模型
• 4.2.1 双层规划问题
• 4.2.2 拥挤收费定价的双层规划模型建立
• 4.3 基于模拟退火的双层规划模型求解算法
• 4.3.1 模拟退火算法概述
• 4.3.2 基于模拟退火的模型求解算法设计
• 4.4 算例
• 4.5 本章小结
• 第五章 道路拥挤收费方案的评价
• 5.1 道路拥挤收费方案的评价指标体系
• 5.1.1 道路拥挤收费评价指标体系建立原则
• 5.1.2 道路拥挤收费评价指标建立
• 5.2 道路拥挤收费方案的评价方法
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 论文主要研究工作与结论
• 6.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果