考慮公平性的多方式交通擁擠收費(fèi)方法研究.pdf

1、擁擠收費(fèi)通過在擁擠道路上收取通行費(fèi)來影響出行者的出行選擇，從而緩解交通擁擠。盡管擁擠收費(fèi)已經(jīng)在國外一些城市成功實(shí)施，并獲得了政府和交通管理機(jī)構(gòu)越來越多的支持，擁擠收費(fèi)仍然面臨著公眾的強(qiáng)烈反對。公眾反對擁擠收費(fèi)的原因主要集中在公眾所感知的擁擠收費(fèi)的不公平性。為了使擁擠收費(fèi)更容易被公眾所接受，在設(shè)計(jì)擁擠收費(fèi)時(shí)必須考慮其公平性影響。本文圍繞擁擠收費(fèi)公平性進(jìn)行了以下研究:
　　總結(jié)了交通擁擠收費(fèi)的研究進(jìn)展。交通網(wǎng)絡(luò)擁擠收費(fèi)問題通常被構(gòu)建為

2、一個(gè)雙層最優(yōu)化問題或者帶互補(bǔ)約束的數(shù)學(xué)規(guī)劃問題。上層問題的目標(biāo)一般是優(yōu)化某些系統(tǒng)性能指標(biāo)，而下層問題被用來描述出行者的路徑選擇行為，即收費(fèi)用戶均衡條件。交通網(wǎng)絡(luò)中的多用戶通常可以按照交通工具、時(shí)間價(jià)值和路徑選擇行為進(jìn)行分類。對使用不同交通工具的多類用戶，可以實(shí)行差異收費(fèi);而對于具有不同時(shí)間價(jià)值和路徑選擇行為的多類用戶，收費(fèi)一般是均一的。多方式交通網(wǎng)絡(luò)中出行費(fèi)用的非對稱性給模型建立和求解算法都帶來了極大的挑戰(zhàn)，因此，多方式擁擠收費(fèi)方案設(shè)計(jì)

3、比傳統(tǒng)的只考慮小汽車道路網(wǎng)的單方式擁擠收費(fèi)方案設(shè)計(jì)問題復(fù)雜得多。
　　全面分析評價(jià)了擁擠收費(fèi)的公平性。擁擠收費(fèi)公平性的維度主要包括:橫向公平性，縱向公平性，空間或區(qū)域公平性，代際或時(shí)間公平性，市場公平性和社會(huì)公平性。擁擠收費(fèi)公平性的常用度量指標(biāo)包括:平均值，范圍，方差，變異系數(shù)，相對平均偏差，對數(shù)方差，泰爾熵，基尼系數(shù)。從應(yīng)用研究和模擬研究兩方面的證據(jù)全面評價(jià)了擁擠收費(fèi)的公平性影響。探索了三種有潛力的提高擁擠收費(fèi)公平性的策略:擁擠

4、收費(fèi)收入再分配、帕累托改進(jìn)的擁擠收費(fèi)和可交易電子路票系統(tǒng)。把擁擠費(fèi)收入用于再分配能夠減輕擁擠收費(fèi)不公平性的負(fù)面影響。帕累托改進(jìn)的擁擠收費(fèi)方案在提高交通系統(tǒng)整體性能的同時(shí)，不會(huì)使任何一個(gè)個(gè)人（包括政府）變得更糟。這種特性使得帕累托改善的擁擠收費(fèi)方案對公眾更具有吸引力，間接提高了擁擠收費(fèi)的公平性水平。可交易電子路票方案，在管理道路交通擁擠和環(huán)境外部性方面和擁擠收費(fèi)本質(zhì)上是一樣有效的，但是能夠更好地解決擁堵費(fèi)的社會(huì)和政治問題?？山灰纂娮勇菲辈?/p>

5、略，使每個(gè)人都受益，并通過免費(fèi)分配和交易路票，使得收入分配更加均勻;可交易電子路票方案在某種程度上可以看做是一種收入中性的擁擠收費(fèi)方案。
　　提出了一種多方式交通網(wǎng)絡(luò)上針對離散時(shí)間價(jià)值多類用戶的帕累托改進(jìn)的純限行政策模型。首先，建立了純限行政策下的多用戶多方式網(wǎng)絡(luò)均衡變分不等式模型(MUE-PR)。在MUE-PR模型的基礎(chǔ)上，建立了多用戶多方式帕累托改進(jìn)的純限行政策模型(MPI-PR)，改進(jìn)了由Lawphongpanich和Yin

6、提出的多重次優(yōu)化算法，能夠求出MPI-PR模型的強(qiáng)穩(wěn)定解。算例分析表明，MPI-PR模型的解是存在的，路段總流量是唯一的，而分類路段流量是不唯一的。多用戶多方式帕累托改進(jìn)的純限行模型最優(yōu)解與相應(yīng)的單用戶模型最優(yōu)解在最優(yōu)限行率、系統(tǒng)總延誤，總路段流量均相同。在MPI-PR政策下，不同VOT類的用戶的公交出行的比例均為α，小汽車出行比例均為1-α。
　　結(jié)合純限行政策和擁擠收費(fèi)政策的優(yōu)勢，提出了多用戶多方式帕累托改進(jìn)的限行-收費(fèi)混合政

7、策模型(MHPI)。為了進(jìn)一步提高限行-收費(fèi)混合政策的效率，增加了公交補(bǔ)貼的收入再分配策略，提出了帶公交補(bǔ)貼的多用戶多方式帕累托改進(jìn)的限行-收費(fèi)混合政策模型(MHPI-S)。算例分析表明多用戶多方式帕累托改進(jìn)的限行-收費(fèi)混合帕累托改進(jìn)政策都是存在的。相比于多用戶純限行政策(MPI-PR)，多用戶混合政策(MHPI和MHPI-S)為出行者出行選擇提供了更大的靈活性。MHPI政策比MPI-PR和MHPI-S政策的空間公平性更高。MHPI-S

8、政策是一種累進(jìn)的政策，且具有提高公交出行分擔(dān)率的潛力。不同VOT類的出行者對同一混合政策的反應(yīng)也不同。相比于單用戶混合政策，考慮多用戶的混合政策緩解交通擁擠的效率較低。多用戶帕累托改進(jìn)的混合政策的存在性和效率不僅取決于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還取決于出行者的社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性，如時(shí)間價(jià)值。
　　論文確定了影響擁擠收費(fèi)公平性的關(guān)鍵因素，探索了提高擁擠收費(fèi)公平性的方法;考慮用戶異質(zhì)性，從而能夠分析擁擠收費(fèi)方案對不同收入水平，不同時(shí)間價(jià)值、以及不同地理位置的