考慮網(wǎng)絡(luò)交通特征和出行者選擇行為特點(diǎn)的Day-tO-Day動(dòng)態(tài)交通網(wǎng)絡(luò)模型研究——平衡狀態(tài)及其穩(wěn)定性與動(dòng)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(wǎng)絡(luò)配流模型來研究交通運(yùn)行規(guī)律。出行者的日常擇路行為可以用day-to-day動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)配流模型來描述，它將網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)演化過程分為兩個(gè)子過程:一是出行費(fèi)用估計(jì)過程，出行者根據(jù)自己的出行經(jīng)驗(yàn)和交通部門以及其他渠道獲取的交通信息，對(duì)網(wǎng)絡(luò)交通費(fèi)用進(jìn)行估計(jì)，從而選擇出行路徑;二是網(wǎng)絡(luò)的流量更新，出行者每天都會(huì)對(duì)自己出行的路徑進(jìn)行選擇，形成了路網(wǎng)的流量。本文主要研究考慮網(wǎng)絡(luò)交通特征和出行者選擇行為特點(diǎn)的d

2、ay-to-day動(dòng)態(tài)交通網(wǎng)絡(luò)模型的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)演化特性，即:彈性需求下的網(wǎng)絡(luò)模型、路段存在相互干擾下的網(wǎng)絡(luò)模型、動(dòng)態(tài)選擇模式下的網(wǎng)絡(luò)模型和考慮費(fèi)用預(yù)測(cè)偏差影響的網(wǎng)絡(luò)模型。主要內(nèi)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(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)配流模型的基礎(chǔ)上，分別構(gòu)建了彈性需求的day-to-day動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型和路段間存在相互干擾的day-to-day動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型。

3、根據(jù)非線性理論相關(guān)知識(shí)，分析系統(tǒng)的分岔現(xiàn)象和平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性，并將其與固定需求的情況進(jìn)行對(duì)比分析，以體現(xiàn)彈性需求和路段間存在的相互干擾對(duì)平衡狀態(tài)穩(wěn)定區(qū)域的影響。通過分析發(fā)現(xiàn):在彈性需求情況下，平衡狀態(tài)的穩(wěn)定域結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，固定需求的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定域比彈性需求情況下的穩(wěn)定域更易受到參數(shù)變化的影響。而當(dāng)路段存在相互干擾時(shí)，系統(tǒng)平衡狀態(tài)的穩(wěn)定域結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，但在相同參數(shù)下，比一般情況下的穩(wěn)定域范圍小，且對(duì)參數(shù)變化的敏感性增強(qiáng)。分析了系統(tǒng)穩(wěn)

4、定邊界附近的動(dòng)態(tài)演化特性:flip分岔邊界附近對(duì)應(yīng)點(diǎn)的路徑流量在兩個(gè)值之間進(jìn)行跳躍，出現(xiàn)雙周期運(yùn)動(dòng);而在neimark-sacker分岔邊界附近對(duì)應(yīng)點(diǎn)的路徑流量在區(qū)域內(nèi)多個(gè)點(diǎn)之間進(jìn)行跳躍，這些值互不重合，出現(xiàn)擬周期運(yùn)動(dòng)。
　　其次，考慮出行路徑的預(yù)測(cè)費(fèi)用和OD最小期望值之間的差異對(duì)出行者考慮重新改變路徑的比例的影響，構(gòu)建了動(dòng)態(tài)選擇模式下的day-to-day網(wǎng)絡(luò)配流模型。分析了動(dòng)態(tài)選擇模式下系統(tǒng)的分岔現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行對(duì)比。通過分析發(fā)現(xiàn):在動(dòng)態(tài)選擇模式下，重新改變路徑的權(quán)重因子隨路徑預(yù)測(cè)費(fèi)用與OD最小期望費(fèi)用的差值動(dòng)態(tài)變化，系統(tǒng)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(duì)參數(shù)變化的敏感性減小。將靜態(tài)選擇模型的費(fèi)用差與動(dòng)態(tài)選擇模型的費(fèi)用差進(jìn)行比較來研究動(dòng)態(tài)選擇機(jī)制的作用，分析發(fā)現(xiàn):動(dòng)態(tài)選擇模式有效的提高了系統(tǒng)的演化速度，減小了演變過程中費(fèi)用差的振蕩幅度。另外，動(dòng)態(tài)選擇模式下考慮重新選擇路徑的出行者比例下降，網(wǎng)絡(luò)所受的干擾也隨

6、之降低，系統(tǒng)更容易達(dá)到穩(wěn)定。
　　最后，在出行者路徑選擇過程中同時(shí)考慮了出行預(yù)測(cè)費(fèi)用及費(fèi)用預(yù)測(cè)偏差對(duì)出行路徑選擇的影響，建立了考慮費(fèi)用預(yù)測(cè)偏差影響的day-to-day動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)配流模型。分析了該模型的分岔現(xiàn)象和平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性，并比較了預(yù)測(cè)費(fèi)用和費(fèi)用預(yù)測(cè)偏差對(duì)系統(tǒng)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(tǒng)在費(fèi)用偏差影響下的動(dòng)態(tài)演化特性。仿真結(jié)果顯示:在出行決策時(shí)，路徑的預(yù)測(cè)費(fèi)用偏差越大，選擇該路徑的概率越小。費(fèi)用預(yù)測(cè)偏差的比