考慮網絡交通特征和出行者選擇行為特點的Day-tO-Day動態(tài)交通網絡模型研究——平衡狀態(tài)及其穩(wěn)定性與動態(tài)特性分析.pdf

1、為了緩解城市擁堵問題，研究者們提出了許多交通網絡配流模型來研究交通運行規(guī)律。出行者的日常擇路行為可以用day-to-day動態(tài)網絡配流模型來描述，它將網絡的動態(tài)演化過程分為兩個子過程:一是出行費用估計過程，出行者根據自己的出行經驗和交通部門以及其他渠道獲取的交通信息，對網絡交通費用進行估計，從而選擇出行路徑;二是網絡的流量更新，出行者每天都會對自己出行的路徑進行選擇，形成了路網的流量。本文主要研究考慮網絡交通特征和出行者選擇行為特點的d

2、ay-to-day動態(tài)交通網絡模型的穩(wěn)定性和動態(tài)演化特性，即:彈性需求下的網絡模型、路段存在相互干擾下的網絡模型、動態(tài)選擇模式下的網絡模型和考慮費用預測偏差影響的網絡模型。主要內容如下:
　　本文首先考慮彈性需求和路段存在相互干擾的情況，在Cantarella等(2003)的離散day-to-day動態(tài)網絡配流模型的基礎上，分別構建了彈性需求的day-to-day動態(tài)網絡模型和路段間存在相互干擾的day-to-day動態(tài)網絡模型。

3、根據非線性理論相關知識，分析系統的分岔現象和平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性，并將其與固定需求的情況進行對比分析，以體現彈性需求和路段間存在的相互干擾對平衡狀態(tài)穩(wěn)定區(qū)域的影響。通過分析發(fā)現:在彈性需求情況下，平衡狀態(tài)的穩(wěn)定域結構發(fā)生變化，固定需求的動態(tài)系統的穩(wěn)定域比彈性需求情況下的穩(wěn)定域更易受到參數變化的影響。而當路段存在相互干擾時，系統平衡狀態(tài)的穩(wěn)定域結構沒有發(fā)生變化，但在相同參數下，比一般情況下的穩(wěn)定域范圍小，且對參數變化的敏感性增強。分析了系統穩(wěn)

4、定邊界附近的動態(tài)演化特性:flip分岔邊界附近對應點的路徑流量在兩個值之間進行跳躍，出現雙周期運動;而在neimark-sacker分岔邊界附近對應點的路徑流量在區(qū)域內多個點之間進行跳躍，這些值互不重合，出現擬周期運動。
　　其次，考慮出行路徑的預測費用和OD最小期望值之間的差異對出行者考慮重新改變路徑的比例的影響，構建了動態(tài)選擇模式下的day-to-day網絡配流模型。分析了動態(tài)選擇模式下系統的分岔現象和平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性，并將其

5、與靜態(tài)選擇模式下的網絡模型進行對比。通過分析發(fā)現:在動態(tài)選擇模式下，重新改變路徑的權重因子隨路徑預測費用與OD最小期望費用的差值動態(tài)變化，系統平衡狀態(tài)的穩(wěn)定區(qū)域增大，且平衡狀態(tài)穩(wěn)定性對參數變化的敏感性減小。將靜態(tài)選擇模型的費用差與動態(tài)選擇模型的費用差進行比較來研究動態(tài)選擇機制的作用，分析發(fā)現:動態(tài)選擇模式有效的提高了系統的演化速度，減小了演變過程中費用差的振蕩幅度。另外，動態(tài)選擇模式下考慮重新選擇路徑的出行者比例下降，網絡所受的干擾也隨

6、之降低，系統更容易達到穩(wěn)定。
　　最后，在出行者路徑選擇過程中同時考慮了出行預測費用及費用預測偏差對出行路徑選擇的影響，建立了考慮費用預測偏差影響的day-to-day動態(tài)網絡配流模型。分析了該模型的分岔現象和平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性，并比較了預測費用和費用預測偏差對系統平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性和路徑選擇概率的影響，分析了系統在費用偏差影響下的動態(tài)演化特性。仿真結果顯示:在出行決策時，路徑的預測費用偏差越大，選擇該路徑的概率越小。費用預測偏差的比