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136090字博士毕业论文基于扩展逻辑的交通分配模式及算法探讨

论文类型:博士毕业论文
论文字数:136090字
论点:交通,模型,拥挤
论文概述:

本文是博士学位论文,本文在分析传统Logit模型存在问题的基础上,分别构建了与基于随机用户平衡等价的数学规划模型,证明了所构建数学规划模型的等价性以及解的唯一性。

论文正文:

1简介

城市交通问题的严重性已引起各级政府部门的高度重视,并已采取各种措施解决交通拥堵问题,改善交通状况。交通拥堵的根本原因是交通系统的供需失衡,政府部门从这两个角度做出了很大努力。在交通供给方面,近年来,政府不断加大对交通基础设施的投资,通过扩建道路、修建新道路、危险道路、立交桥、地铁等方式提高城市交通的供给能力。虽然通过增加交通供给可以在一定程度上缓解交通问题,但过去的交通建设往往缺乏现代交通规划理论的指导,这并没有使有限的资金获得最佳的投资效益,有时会导致交通网络的改善,但会导致交通状况的恶化。因此,从城市总体交通网络出发,优化交通网络设计,提出合理有效的交通投资方案,最大限度地降低交通网络的拥堵程度,是一个具有重大研究意义的问题。在交通需求方面,随着我国部分城市大规模交通建设的完成,城市交通基础设施建设可用的空空间变得非常稀缺。同时,根据著名的亚当斯定律,交通需求总是大于交通供给。虽然交通供应量的增加可以在短时间内缓解交通拥堵,但它会引发新的交通需求。一段时间后,交通将恢复拥挤状态。因此,仅靠交通建设不能完全解决日益严重的交通问题,需要采取一定的交通政策措施来缓解交通拥堵。
……

2国内外研究现状综述

2.1离散选择模型
配对组合罗技也采用双层嵌套结构,但与广义嵌套不同,配对组合使用路径对作为嵌套。通过实验,研究了配对组合逻辑对拥塞、规模和路径重叠的影响。路径感知模型通过修正项来降低路径选择的概率,以反映旅行者不考虑路径或认为路径不可用的程度。该模型可以理解为路径感知模型的一阶近似。自路径感知模型提出以来,大多数研究都集中在模型的标定和验证上,而没有应用于交通分配问题。由于路径感知模型在理论上比模型具有更好的预测效果,路径感知模型在交通分布研究中的应用对交通需求预测的发展有一定的促进作用。

2.2交通量平衡分配模型和算法
交通量分配是根据路网结构等相关条件和符合实际情况的某些标准,将预测的od交通量分配给每条道路,进而获得路网中各路段的交通量和OD成本矩阵,从而对路网状况进行分析和评价。当人们第一次研究交通分配问题时,他们主要采用要么全有要么全无的最短路径方法。然而,这种方法有过于理想化的假设:道路网上没有交通拥堵,路段交通阻抗是固定的,od量分布在最短路径上。该方法也适用于基于路网的研究,但与实际的城市路网有很大不同。在实际的城市路网中,随着交通流量的增加,道路拥堵程度会增加,人们在道路上的出行时间等交通阻抗也会增加。许多人不一定选择最短的旅行路径,而是会分布在多条路径上。基于扩展逻辑的

3随机用户排名模型........33
3.1瓦尔德罗普平衡原则...................33
3.2随机效用理论和随机用户均衡模型............................36
4基于多用户多准则的随机用户均衡模型......63
4.1多用户多标准交通分配概述.........64
4.2基于逻辑推理的多用户多准则随机用户均衡模型……基于扩展逻辑随机用户均衡模型的66
5连续交通网络设计..............................101
5.1双层规划的基本理论.........102
5.2城市道路连续交通网络设计模型的建立.......104

6考虑多用户多标准的拥挤道路定价模型[/ Br/]
6.1拥挤定价的基本理论
拥挤定价最初研究的是静态拥挤定价,它基于经济学中的边际成本定价原则。从经济的角度来看,如果一个新的旅行者被添加到交通网络中,该旅行者将会给其他旅行者带来额外的成本,从而导致网络总成本的增加。额外成本被称为外部不经济性,可以表现为交通拥挤、噪音、污染、交通事故等。拥挤道路收费是通过经济手段调节和限制交通需求,以缓解交通拥挤和污染,减少交通事故。它本质上是一个将外部不经济内在化的过程。旅行者通常不仅根据他们感知的旅行成本来决定是否旅行,而且不考虑他们自己的旅行对其他旅行者的影响,也就是说,旅行者只考虑边际个人成本,而不支付他们的旅行给其他旅行者带来的外部不经济性,即边际社会成本。当路上的旅行者只以边际个人成本旅行时,路上的旅行者数量将逐渐增加。由于道路的通行能力有限,道路的拥堵程度会不断增加,导致出行者的出行成本会逐渐增加,直到交通网络中的一些道路达到或超过其最大通行能力,导致排队现象。因此,为了有效缓解交通拥堵,拥挤道路上的旅行者可以通过收费来调节交通需求。在对拥堵的道路收费后,由于个人原因,一些旅行者会选择付费并继续在原来的道路和时间段上行驶,而一些旅行者会选择改变他们的行驶路线或时间,从而缓解原来道路上的拥堵,达到拥堵收费的目的。

建立6.2倍最优拥挤定价双层规划模型
本章研究多用户多准则下的拥挤定价,与本文第四章的方法相似。本章假设旅行者根据旅行时间和货币成本两个标准选择旅行路线,并且旅行者根据他们的时间价值被分成几个类别,并且时间价值是离散分布的。考虑到时间的价值,系统的总旅行成本可以分别按时间和货币单位来确定。次优拥挤定价的下模型用于描述出行者的路径选择行为。本文第四章构建的基于扩展罗技的多用户多准则随机用户均衡模型不仅能够反映不同类型旅行者的不同时间值,而且克服了传统罗技模型的特点。因此,使用第4章中构建的模型作为次优拥挤定价的较低模型将实现更现实的道路定价方案。
……

7总结与展望

本文以城市交通流分配模型为研究核心,以扩展的罗吉特路径选择模型为研究起点,以更准确描述出行者路径选择行为的交通分配模型为研究目的,以经典静态交通均衡分配模型体系为研究目标。提出了两种新的基本交通均衡分配模型,构建了基于不同扩展逻辑的六种多用户多准则随机用户均衡模型。将基本交通分配模型应用于城市道路交通网络的设计,将多用户多准则随机用户均衡模型应用于拥挤道路收费的研究,为规划者的交通管理和决策提供科学的参考和理论支持。本文的主要研究成果如下:
(1)提出了两种新的基本交通分配模型。在分析传统罗技模型存在问题的基础上,从描述出行者路径选择行为的路径选择模型出发,分别构造了等价于基于随机用户均衡的数学规划模型,并证明了所构造的数学规划模型的等价性和解的唯一性。

......

参考文献(省略)

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