道路擁擠定價收入再分配建模與仿真研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市交通供需矛盾的日益突出，使得交通擁擠已經(jīng)成為世界各大城市普遍面臨的主要社會問題之一。理論與實(shí)踐證明，道路擁擠定價是緩解城市交通擁擠最有效的交通需求管理手段之一，而道路擁擠定價收入再分配是道路擁擠定價有效實(shí)施的關(guān)鍵。本文運(yùn)用公共經(jīng)濟(jì)學(xué)和交通行為科學(xué)的理論與方法，分析道路擁擠定價收入再分配機(jī)理，構(gòu)建基于雙層規(guī)劃方法的道路擁擠定價收入再分配模型，設(shè)計基于Multi-Agent的道路擁擠定價收入再分配仿真系統(tǒng)

2、，并以邢臺市為例進(jìn)行實(shí)證研究，提出相應(yīng)策略建議及配套措施，對于增強(qiáng)道路擁擠定價政策實(shí)施的可行性和有效性，改善道路擁擠狀況，提高道路運(yùn)輸效率具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文首先根據(jù)公共經(jīng)濟(jì)學(xué)關(guān)于國家收入再分配及非稅收收入的相關(guān)理論，結(jié)合道路擁擠定價原理和目的，對道路擁擠定價收入的性質(zhì)及道路擁擠定價收入再分配的概念進(jìn)行分析和界定；運(yùn)用福利經(jīng)濟(jì)學(xué)供需平衡關(guān)系分析方法對道路擁擠定價過程中交通出行者福利變化過程進(jìn)行研究；運(yùn)用拉弗和洛倫茨

3、曲線分析方法分別對道路擁擠定價與道路擁擠定價收入之間的關(guān)系，以及道路擁擠定價收入再分配效應(yīng)進(jìn)行分析；根據(jù)社會福利水平評價標(biāo)準(zhǔn)，提出道路擁擠定價收入再分配的效率準(zhǔn)則和公平準(zhǔn)則，并依據(jù)準(zhǔn)則要求及其相互之間關(guān)系，對不同道路擁擠定價收入再分配方式進(jìn)行比較。通過上述系統(tǒng)研究，為構(gòu)造擁擠定價收入再分配模型和策略設(shè)計奠定理論基礎(chǔ)。
　　在此基礎(chǔ)上，本文針對交通系統(tǒng)具有交通規(guī)劃管理者和用戶兩個決策者集合的特點(diǎn)，引入雙層規(guī)劃方法，建立道路擁擠定價收

4、入再分配雙層規(guī)劃模型。為更好的體現(xiàn)交通需求量的可塑性和用戶選擇行為的隨機(jī)性，本文將雙層規(guī)劃模型的下層描述為彈性需求的隨機(jī)用戶平衡問題，建立實(shí)現(xiàn)公共交通和個體交通兩個系統(tǒng)隨機(jī)用戶平衡的下層規(guī)劃模型；從交通管理者的角度，引入用戶盈余概念，建立考慮道路擁擠定價收入再分配后的路網(wǎng)凈效益最大化為目標(biāo)函數(shù)的上層規(guī)劃模型；根據(jù)所建立的道路擁擠定價收入再分配雙層規(guī)劃模型給出相應(yīng)的進(jìn)化算法。
　　為實(shí)現(xiàn)道路擁擠定價收入再分配政策下交通復(fù)雜系統(tǒng)的動態(tài)

5、分析，對政策效果進(jìn)行評價，本文根據(jù)Multi-Agent技術(shù)能夠?qū)φ鎸?shí)系統(tǒng)的復(fù)雜變化過程進(jìn)行模擬的特點(diǎn)，提出基于Multi-Agent的道路擁擠定價收入再分配仿真總體思路、流程及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計道路擁擠定價收入再分配仿真模塊的具體功能、任務(wù)和代碼結(jié)構(gòu)，包括交通路網(wǎng)描述與全局變量定義模塊、交通出行者Agent生成模塊、交通出行者戰(zhàn)略層行為模塊、交通出行者戰(zhàn)術(shù)層行為模塊及控制與監(jiān)視模塊等。
　　最后，本文以邢臺市為實(shí)證案例，

6、運(yùn)用上述理論模型和方法，對邢臺市道路擁擠定價收入再分配問題進(jìn)行研究。根據(jù)邢臺市路網(wǎng)交通量分布狀況，設(shè)定道路擁擠定價收入再分配政策實(shí)施區(qū)域，運(yùn)用所建立的雙層規(guī)劃模型，計算執(zhí)行道路擁擠定價，并且所得收入進(jìn)行再分配情況下的道路擁擠定價水平、公交票價體系、公交發(fā)車頻率及道路擴(kuò)容量；運(yùn)用所設(shè)計的仿真系統(tǒng)對該策略下的交通出行者出行行為進(jìn)行模擬，并與不執(zhí)行道路擁擠定價和執(zhí)行道路擁擠定價，但所得收入不進(jìn)行再分配兩種情況進(jìn)行綜合評價。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合邢臺