基于距離的交通擁擠收費(fèi)模型與算法研究.pdf

1、目前正在實(shí)施的所有擁擠收費(fèi)都采用的是單一固定的收費(fèi)方法，比如區(qū)域通行證收費(fèi)策略。這種單一的收費(fèi)策略忽略了在收費(fèi)區(qū)域內(nèi)車輛行駛的距離和時(shí)間，同時(shí)還會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)用戶的不公平問(wèn)題。為了改善當(dāng)前收費(fèi)系統(tǒng)，本文提出了基于距離擁擠收費(fèi)模式并對(duì)其進(jìn)行深入的研究。
　　本文首先定義基于距離擁擠收費(fèi)是收費(fèi)區(qū)域內(nèi)車輛行駛距離的非線性函數(shù)，并保持正的、非遞減性質(zhì)。隨后建立了基于距離擁擠收費(fèi)的用戶均衡模型并證明了模型解的存在性和唯一性。由于收費(fèi)函數(shù)的非線性

2、數(shù)學(xué)表達(dá)形式是廣義的，因此為了能夠確定具體的收費(fèi)形式，本文利用分段線性逼近方法來(lái)重新表達(dá)非線性收費(fèi)函數(shù)。同時(shí)，基于距離的非線性收費(fèi)模式還將導(dǎo)致路徑成本不可加性，即路徑成本不等于使用該路徑的各個(gè)路段成本之和，因此無(wú)法直接使用傳統(tǒng)的Frank-Wolfe算法來(lái)求解。為了解決這種路徑成本不可加性問(wèn)題，本文采用基于梯度投影的路徑算法來(lái)求解，并結(jié)合k條最短路算法來(lái)尋找廣義路徑成本下的最短路徑。
　　考慮基于距離擁擠收費(fèi)條件下的路徑選擇行為，

3、為了求得滿足決策者目標(biāo)期望的最優(yōu)費(fèi)率，本文建立了基于距離擁擠收費(fèi)費(fèi)率優(yōu)化雙層規(guī)劃模型。上層是多目標(biāo)優(yōu)化模型，要求網(wǎng)絡(luò)效率、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)公平性三個(gè)目標(biāo)盡可能達(dá)到期望值，決策變量是基于距離收費(fèi)函數(shù);下層是基于距離收費(fèi)下的用戶均衡模型。由于本文建立的多目標(biāo)優(yōu)化模型的各個(gè)子目標(biāo)之間是存在矛盾的，因此本文采用目標(biāo)規(guī)劃法來(lái)處理多目標(biāo)問(wèn)題。由于多目標(biāo)雙層規(guī)劃模型的復(fù)雜性和基于距離收費(fèi)函數(shù)特殊的離散性，任何基于梯度的求解方法很難用來(lái)求解建立的模型，遺