公路網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)收費位置與費率組合優(yōu)化模型及算法研究.pdf

1、對經(jīng)濟欠發(fā)達、交通流量小的地區(qū)公路網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)收費現(xiàn)狀的調(diào)查表明，如果對所有可收費的路段都實施收費，可能出現(xiàn)某些收費路段經(jīng)營處于虧損狀況。因此，在決策路網(wǎng)最優(yōu)收費費率的同時，還需對路網(wǎng)最佳收費位置進行選擇，兩者缺一不可，這對于西部邊遠地區(qū)路網(wǎng)收費問題的研究，意義尤其重要。 本文主要研究如何利用雙層規(guī)劃模型來測算公路網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)收費位置與費率組合優(yōu)化的問題，其目的旨在兼顧路網(wǎng)管理者、收費道路經(jīng)營者和道路使用者三方利益的前提下，減少系統(tǒng)阻抗，提

2、高路網(wǎng)利用效率、服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)社會效益最大化的目標。具體研究內(nèi)容如下： 一、建立彈性需求下的多車型隨機用戶平衡配流模型，模型真實地反映了路網(wǎng)交通需求量受道路收費高低等影響的彈性變化，以及路網(wǎng)中不同車型用戶擇路行為的隨機性。 二、建立公路網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)收費位置與費率組合優(yōu)化的雙層規(guī)劃模型，雙層模型的上層以路網(wǎng)用戶盈余最大或交通總需求最大為目標，下層是彈性需求下的多車型隨機用戶平衡配流模型。 三、針對雙層模型本身的非凸性、求

3、解難的特點，本文采用一種改進的遺傳-模擬退火算法(IGA/SA)進行求解，該方法結(jié)合了遺傳算法(GA)的并行搜索能力和模擬退火算法(SA)的概率突跳性兩方面的優(yōu)點。 最后的算例計算表明：多車型模型較單車型模型測算結(jié)果更符合實際；在路網(wǎng)中只對部分可收費路段實施收費是可行性的，同時也說明將收費位置與費率組合優(yōu)化的必要；通過GA、SA、GA/SA、IGA/SA四種算法計算結(jié)果看出，IGA/SA算法在計算速度和精度上更可靠、更有效。