基于距離的交通擁擠收費模型與算法研究.pdf

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

2、數(shù)學表達形式是廣義的，因此為了能夠確定具體的收費形式，本文利用分段線性逼近方法來重新表達非線性收費函數(shù)。同時，基于距離的非線性收費模式還將導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路段成本之和，因此無法直接使用傳統(tǒng)的Frank-Wolfe算法來求解。為了解決這種路徑成本不可加性問題，本文采用基于梯度投影的路徑算法來求解，并結合k條最短路算法來尋找廣義路徑成本下的最短路徑。
　　考慮基于距離擁擠收費條件下的路徑選擇行為，

3、為了求得滿足決策者目標期望的最優(yōu)費率，本文建立了基于距離擁擠收費費率優(yōu)化雙層規(guī)劃模型。上層是多目標優(yōu)化模型，要求網(wǎng)絡效率、網(wǎng)絡環(huán)境和網(wǎng)絡公平性三個目標盡可能達到期望值，決策變量是基于距離收費函數(shù);下層是基于距離收費下的用戶均衡模型。由于本文建立的多目標優(yōu)化模型的各個子目標之間是存在矛盾的，因此本文采用目標規(guī)劃法來處理多目標問題。由于多目標雙層規(guī)劃模型的復雜性和基于距離收費函數(shù)特殊的離散性，任何基于梯度的求解方法很難用來求解建立的模型，遺