弹性需求下网络设计问题和电子路票问题研究

应用双(二)层规划模型研究弹性需求下网络设计问题与电子路票收取问题,其中只考虑在部分路段进行路段能力扩充和收取电子路票.上层决策者(网络规划者)选择路段能力增加和收取电子路票的数量来获得最优的社会总福利.下层决策者(网络用户)选择路径来最小化他们的出行成本(路径出行时间与所付出电子路票的价值的和).应用下层规划问题的Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件,将双层规划模型转化为单层规划模型.为了解决互补条件所造成的求解困难,本文构造了松弛算法进行求解,并用数值试验研究了模型和算法的可行性.数值结果表明,本文的模型在缓解交通拥挤方面可以得到更好的效果,而且只在部分路段进行路段能力扩充和收取电子路票更加方便实用.在可交易电子路票方案中,更多出行的用户需要购买电子路票来为他们的额外出行付费,而减少出行的用户则可以卖出多余电子路票得到补偿,同时电子路票的交易价格是在完全竞争的市场上形成的,因此本文中的可交易电子路票机制是收入中性的.

可交易电子路票在智能交通中的应用

智能交通是从根本上解决当今交通问题的一种重要手段,交通控制和交通诱导又是其中的两种主要方式,并且发挥着重要作用。以新兴的可交易电子路票作为媒介,将交通控制系统和诱导系统协同在一起,使得交通控制系统和诱导系统发挥各自的特点并且相互补充,更好地为整个城市交通服务。

基于公平的拥堵收费和可交易电子路票的多模式物流网络优化模型

基于拥堵收费和可交易的电子路票建立了多模式物流网络优化模型。模型考虑了商品所有者的收入对多模式物流网络下配送需求的产生、配送模式的选择以及配送路径选择的影响,得到了物流网络流畅策略对不同配送商品价值和地域分组的物流需求分配的影响。模型被描述为带有均衡约束的数学规划问题,并可通过无导数算法求解。

弹性需求下带可交易电子路票的交通网络多目标双层规划模型

交通拥堵和环境污染是阻碍当今城市发展的2大问题。为了缓解城市交通拥堵和机动车尾气排放污染,采用多目标双层规划对弹性需求下的连续均衡城市交通网络进行建模:上层问题中,政府通过增强路段能力和收取电子路票在满足投资、成本约束的条件下使交通网络的综合效益最大化(即经济效益最大化且交通排放最小化);下层问题中,出行者通过选择最佳路径,在满足弹性需求的Wardrop用户均衡(UE)条件下最小化广义出行成本(出行时间和电子路票价值的总和)。据此,构建了弹性需求下带可交易电子路票的交通网络的多目标双层规划模型,对上层目标函数引入决策者的偏好将模型转化为双层单目标规划问题;再以下层规划问题的K-K-T最优性条件代替下层问题,将双层单目标目标规划问题转化为一般非线性规划问题;最后设计了相应的松弛求解算法。数值结果表明,所设计的模型和算法是可行、有效的。

考虑交易费用的电子路票方案建模与分析

在可交易电子路票方案中引入路票交易费用,应用参照依赖模型计算出行者的感知出行成本,根据用户均衡理论建立异质用户下的变分不等式模型.基于模型分析均衡状态下路段流量和路票交易价格的存在性和唯一性.通过社会群体间交通可达性的差异衡量不同交易费用率下可交易电子路票方案的社会公平性.综合考虑减小系统总出行成本和提高社会公平性两个目标,根据加权求和建立效用函数,可得不同权重下路票的最优交易费用率.

尾气排放影响下具有可交易电子路票的连续性均衡网络设计

交通拥堵问题普遍存在,环境污染日益严重,一般可以通过增加道路通行供应或减少交通需求来缓解。考虑机动车的尾气排放,应用二层规划对具有可交易电子路票的连续均衡网络设计问题进行建模:将CO排放总量加入上层规划模型中,同时考虑CO排放和系统总阻抗2个方面的因素,目的是使CO排放总量和系统总出行时间2个目标的加权之和最小,通过增加供给和交通需求管理2个方面来缓解拥堵,并引用松弛算法进行求解。数值结果表明,该模型可以较好地缓解交通拥挤,且只在部分路段实施电子路票的做法更符合实际。

基于射频IC卡的列车电子路票系统

为了在铁路区间信号因故不能正常开放时,列车能够在不停车的情况下高效、安全地通过铁路区段,提出了一种使用电子路票传递信息的方法。RFIC卡作为媒介代替传统人工填写的纸质路票的电子路票,传递允许列车进入区间的信息。与传统路票相比,电子路票由车站闭塞机自动填写,列车在停车条件不好的车站不必停车。通过列车的电子路票自动传递、始发车电子路票传递等方法,为运输安全、提高运输效率提供了设备保障。

基于可交易电子路票的停车换乘通勤行为管理

可交易电子路票和停车换乘系统作为缓解交通拥堵的有效措施,逐渐获得学者的广泛关注。讨论实施可交易电子路票后,通勤者选择出行方式的变化。基于瓶颈模型进行建模,假设通勤者从生活区到工作地,可以选择全程驾车或者停车换乘到达目的地。通过对模型求解,对比用户均衡和系统最优不同情境下的模型性质。研究表明,可交易电子路票机制和停车换乘系统结合能够有效改变通勤者出行方式的选择,进而缓解交通拥堵。模型确定了实施可交易电子路票政策后,路票收取数额的有效范围。同时,在系统最优情境下,得出选择全程驾车的通勤者比例和停车换乘的最佳位置点,为交通管理部门选择停车换乘位置点时提供一定的参考。

可交易电子路票在智能交通中的应用

智能交通是能够解决现如今交通问题的一种十分重要的手段,其中最主要的两种方式是交通控制和交通诱导,并且这两种方式都占着十分大的重量。因此,将新兴的可交易电子路票作为一种媒介,并且让交通控制系统和诱导系统两者结合在一起,让这两个能够充分的发挥好自己的优点,并且互相补充。这样能够让整个城市的交通服务做到更好。

可交易电子路票机制下行为效应验证研究

针对目前可交易电子路票机制下关于个体出行行为研究主要集中在理论研究方面的问题,采用实验经济学的研究方法,挑选若干名参与者进行线下互动实验,并对参与者的行为效应进行验证。首先,以BPR函数和集合竞价机制为基础,设计实验交通网络和路票交易市场规则,以此实现模型与现实生活的有效结合。其次,随着实验环节迭代,参与者在路线选择和路票交易阶段表现出各种行为效应,通过分析实验数据对多种行为效应进行验证,包括学习效应、损失厌恶、复杂性规避。最后,通过实验结束后的数据分析和问卷调查,证实可交易电子路票方案的有效性及可行性。实证研究结果可为可交易电子路票在交通控制领域的应用提供方案设计思路。

基于电子路票征收及补偿的新型离散路网设计与算法

在城市交通网络设计中,可交易电子路票系统是一种新型且更加公平的拥挤收费方法。本文将具有征收与补偿机制的0分配可自由交易电子路票和路网离散改造设计结合起来共同研究城市道路交通网络设计与管理问题。建立的新型路网设计与管理模型同时考虑了0分配电子路票系统与离散路网设计。采用Logit随机用户均衡原理模拟出行者的路线选择行为,并设计具有路段容量和电子路票可行约束的随机均衡问题的有效算法。由于该模型是一个具有不动点约束的数学规划问题,求解比较困难,因此采用常见的群体智能优化算法求解该模型,数值实验验证了模型和算法的有效性和可行性。

自动驾驶时代基于电子路票的组合策略管理多模式通勤出行

自动驾驶的出现将对交通系统中的出行行为和模式划分产生显著影响.本文研究可交易电子路票和公共交通定价组合策略对通勤者出行模式选择的影响(如不同出行模式组合的出现条件,共享自动驾驶汽车市场渗透率,路票价格等),并进一步分析组合策略参数对通勤者在不同模式间的转移量和系统总成本的影响.研究表明,实施组合策略后,电子路票均衡价格可以唯一确定;当满足某个特定条件时,独自驾驶传统汽车的通勤者会转向共享自动驾驶汽车和公共交通模式,道路总车辆数明显减少,且效果随着公共交通票价和路票收取额的提高而增加.最后,系统总成本最优解出现在三种模式都包含的区域,此时路票收取额等于某一特定值且公共交通票价等于可行域内的最大值.本研究可以量化新技术的影响,并为交通管理部门制定有效的管理策略提供理论参考.

可交易电子路票交通管理技术研究综述

可交易电子路票作为一种交通需求管理的新思路和理论研究前沿,正受到越来越多交通运输领域学者们的关注。近年来,国内外涌现了大量关于可交易路票的研究成果。首先,论文回顾了可交易电子路票制度的发展历史。接着,介绍了由杨海和王晓蕾提出的可交易电子路票的基本概念和工作机制,总结了可交易路票方案的定性特征、数学模型和理论特性。然后,分别从纵向理论扩展和横向应用扩展两大方面,对可交易路票的扩展研究成果进行了概述。在总结已有相关文献的基础上,讨论了目前可交易路票研究中的关键问题。最后,对可交易电子路票的未来研究方向进行了展望。可交易路票方案是一种非常有潜力的缓解交通拥挤的策略,值得进一步的理论探索和应用研究。

鼓励合乘的可交易电子路票策略管理混合时代出行需求

通过制定有效的交通管理措施合理引导通勤者的出行需求对于缓解城市交通拥堵和降低个体出行成本具有重要的现实意义.本文针对普通汽车和共享无人驾驶汽车共存的混合交通系统,以瓶颈模型为基础,研究实施可交易电子路票与鼓励合乘组合管理策略对通勤者出行行为的影响,并对交通管理策略参数(如鼓励合乘系数,电子路票收取数额)进行分析优化.研究表明,实施单一策略时,虽然部分通勤者转向共享合乘出行,但增大鼓励合乘力度反而使得共享合乘人数减少,系统最优解在交通管理策略参数满足某一特定关系时可以取得;实施时变策略则会产生较高的电子路票均衡价格,但系统总成本与实施单一策略相比较而言均降低更多.无论是实施单一策略还是时变策略,均能唯一确定电子路票均衡价格.本研究可为交通管理部门在混合出行时代下的出行需求引导策略制定提供理论参考.

路票交易下的私家车通勤路径选择

与传统拥堵收费方案相比,可交易电子路票方案相对具有更好的合理性与公平性.为研究在路票交易约束下的出行人通勤路径选择特性,基于可交易电子路票的运行机理,根据出行者效用最大化原理,构建通勤出行路径选择模型.进行路网仿真实验,模拟确定了5条可供出行的不同效用选择路径,通过设计意向偏好调查问卷,采集了上海市居民驾车通勤出行路径选择的相关数据.结果发现,随着时间损耗的加剧,路票交易奖励机制所发挥的作用逐渐减小.利用Stata软件进行数据处理,分析了路票交易条件下出行者通勤出行时路径选择的影响因素.其中,相对于出行人对最短路径的选择,综合出行成本对出行者的路径选择有非常显著的影响,而随着绕路时间的增加,平日通勤时间、对路径3和路径4的选择产生显著影响;职业因素对路径3和路径5的选择产生显著影响;月收入对路径4和路径5的选择产生显著影响.研究结果对路票交易方案的施行有一定的指导意义.

考虑多通勤方式的路票交易方案弹性分析

可交易电子路票方案为解决城市交通拥堵问题提供了新的思路,基于路段的路票扣除方案理论上可以实时反应拥堵情况,并在不同的交通方式之间发挥"惩罚"或"奖励"的不同机制.本文为研究不同出行者对两种机制的反应程度,针对于上海市居民出行数据,建立考虑多种通勤方式的多项logit模型,分析出对每种方式产生显著影响的变量,并针对不同路票价格下的不同通勤方式选择概率的变化量求出了各通勤方式中不同路票价格的弹性值,对比分析了路票交易政策针对不同出行方式时出行者的敏感程度.结论表明,全程驾车出行对票价一直处于富有弹性状态;绕路一项对票价表现为缺乏弹性;停车换乘方式对票价的弹性随着票价上升从缺乏弹性变为富有弹性;全程公交出行方式中,出行需求对票价的弹性随着票价的提升先由缺乏弹性变为富有弹性再到缺乏弹性.

考虑自动驾驶专用道和组合管理策略的通勤行为建模及分析

考虑自动驾驶背景下新型多模式通勤方式并存的情景,设置存在自动驾驶汽车专用道,即传统汽车与自动驾驶汽车分离出行的双车道交通系统,基于瓶颈模型进行建模,分析实施可交易电子路票与鼓励合乘组合管理策略前后对路票市场价格、通勤者出行方式选择和自动驾驶汽车内生渗透率的影响,并以系统总成本改善效果最佳为目标,协同优化组合管理策略参数。研究表明:实施组合管理策略后,路票市场价格可唯一确定;部分独驾通勤者转向合乘出行,系统总车辆数减少,两车道的早高峰持续时间均缩短,交通拥堵得到改善;存在满足特定关系的组合管理策略参数使得系统总成本改善最佳,且能够得到系统最优时的私人自动驾驶汽车和共享自动驾驶汽车的市场渗透率。研究可为未来城市交通管理提供新的思路。

异质用户下交通拥挤控制的混合策略研究

随着出行需求及汽车保有量的增加,交通拥挤愈发严重.为了缓解交通拥挤,本文针对公私合营的交通网络,考虑用户异质性,提出了对交通网络同时实行道路收费和可交易电子路票方案的混合策略,即分别对使用政府资建的公有路段和BOT模式下的私有路段的出行用户收取电子路票和费用.通过对用户在混合策略下的出行行为分析,建立了用户均衡和路票市场均衡下的变分不等式模型.接着,对交通网络的系统最优模型进行分析,得到了促使路网在用户均衡状态下达到系统最优的混合策略集合,同时给出了混合策略下系统效率损失的上界.在此基础上进一步提出了涵盖其他目标的双层规划模型,得到能实现双重目标的最优混合策略.最后,对具体路网进行数值实验,可分别得到路网中每一公有和私有路段的具体路票收取量和收费值,以及需要设置的收取总窗口数.

双模式系统中组合策略与通行能力协同优化

交通管理策略能够调整交通流量在多种出行模式间的分配从而实现系统最优.本文研究可交易电子路票与鼓励合乘组合管理策略对通勤者出发时间和出行模式选择的影响,分析交通管理策略参数(如鼓励合乘系数,电子路票收取数额和高承载率车道通行能力占比)的协同优化设计问题.研究表明,实施组合管理策略后,电子路票均衡价格可以唯一确定;实施单一策略时,政府鼓励合乘的力度越大,电子路票收取额的可行域越宽;系统最优解在HOV车道通行能力占比等于某个特定值,政府收取的电子路票数额和政府鼓励合乘的力度满足某一特定关系时获得;实施时变策略能够获得更高的系统成本改善但执行难度较大.本研究可以为政府管理部门实施有效的交通管理策略提供理论参考.

基于排放的城市道路收费策略研究

大型城市的人口规模随着城市面积的不断增加,机动车保有量持续上升,随之而来的机动车排放相关的环境恶化问题和交通拥堵问题尤为突出。对此本文展开了基于城市机动车污染排放控制的道路收费策略研究,建立了两类道路收费模型,排放收费模型和电子路票模型。应用双层规划理论,上层模型关注区域内的排放和出行时间。2种模型加入了区域排放量限制以及路票平衡的约束条件,分别在下层用户均衡情况下寻求最优解。结合北京城区的排放拥堵区域,应用模型进行优化决策,评价应用模型前后区域道路的排放和阻抗等相关指标变化,对两类模型的适用性和应用效果进行了探讨。研究结果表明,电子路票模型在控制区域排放和减少出行时间等指标上较为有效。