探索城市道路动态拥挤收费策略研究

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1、北京交通大学硕士学位论文城市道路动态拥挤收费策略研究姓名：李丽辉申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：侯忠生20090601中文摘要摘要：随着国民经济的发展以及城市化进程的推进，城市交通需求迅速增长。由于道路建设相对迟缓、交通管理和控制缺乏有效措施，我国许多城市和地区都出现了严重的交通拥挤及堵塞现象。拥挤收费是解决拥挤问题的一种有效措施，在城市交通管理中被广泛采用。拥挤收费的关键在于选择合理的收费策略，目前，国内外关于城市道路拥挤收费的模型主要有静态双层收费模型和基于动态配流的非双层动态收费模型。静态双层收费模型的收费策略是

2、固定的，不能适应交通流的实时变化，因此达不到缓解城市交通拥挤的最佳效果。虽然基于动态配流的动态收费模型其收费策略可以随交通流实时变化，但其收费模型是非双层的，仅考虑下层用户动态平衡，未考虑上层管理系统最优的目标。本文针对以上两种收费模型存在的不足，将动态配流理论应用于静态双层收费模型，提出了一种基于动态配流的动态双层收费模型，该模型既考虑了随时间变化的交通流动态分配，又兼顾了用户平衡和系统最优双层目标。首先，依据双层数学规划理论，结合现有的固定需求静态双层收费模型和动态配流理论，构建了动态双层收费模型。该模型下层满足Wardrop第一原理

3、要求——随机动态用户平衡，在考虑当前时刻到达车流量的基础上，使用户在决策节点随机选择当时情况下到达讫点的最短路径，相对于静态收费策略中的固定配流方式，该模型能更好的适应交通流的实时变化。上层模型满足研究时段内用户通过路网的总时间成本最小，从而达到减小拥挤的目的。其次，本文采用MSA算法对下层模型求解，得到满足SDUE平衡的最佳流量解，将流量解代入上层模型，利用改进的步长加速法和罚函数的算法得到最佳动态收费策略。最后，本文通过Matlab软件给出实际案例分析，验证所提出的双层动态收费策略对于缓解城市道路拥挤问题的有效性。‘’。关键词：双层数

4、学规划；固定需求；弹性需求；静态模型；动态模型；拥挤收费；MSA算法；步长加速和罚函数法分类号：U491．2+65：U469．11ABSTRACTABSTRACT：、Ⅵmthedevelopmentoftheeconomyandurbanization,manycitiesinchinahavesufferedtrafficcongestion，becauseoftherapiddevelopmentofurbanroadinfrastructureandthefastincreasingtrafficdemand．Congestionp

5、ricingisaneffectivemeasuretosolvecongestioninurbanroad，whichiswidelyusedinmanycontroiesallOVertheworld．Howtochooseareasonablefeeisakeyproblemincongestionpricing．Atpresent，mostcongestionpricingmodelsarestaticmodelwithdouble—layeranddynamicmodelbasedondynamicassignmentandno

6、n··double-·layer．Staticpricingstrategyis血edandnotreal—timevariable，whichisnotalloptimalpricingstrategytoalleviatethetrafficcongestion．Althoughdynamicpricingstrategyofdynamicmodelbasedondynamicassignmentandnon．-double-．1ayercallbereal．．timevariableintrafficflow,themodelisn

7、on-double-layer,onlyconsideringthedynamicuserequilibriumandignoringtheuppermanagementsystem．Inthispaper,adouble-layermodelofdynamicsofchargeincongestionpricingisproposed，whichtakesintoaccountnotonlydynamicassignmentofflow,butalsouserequilibriumandsystemoptimal．Firstly,dou

8、ble-layermodelofdynamicsofchargeincongestionpricingisproposed，basingonmathematicalprogrammingwit