隨機(jī)交通網(wǎng)絡(luò)中出行者路徑選擇建模及其影響分析.pdf

1、隨機(jī)性是現(xiàn)實(shí)情況下交通網(wǎng)絡(luò)的重要特征。本文在隨機(jī)交通網(wǎng)絡(luò)的背景下分析了出行者的路徑選擇行為，依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)測(cè)度理論，行為經(jīng)濟(jì)學(xué)理論和有限理性理論，構(gòu)建了風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避出行者的路徑選擇模型。本文進(jìn)一步從交通網(wǎng)絡(luò)均衡建模和交通網(wǎng)絡(luò)總體旅行時(shí)間可靠度評(píng)價(jià)兩個(gè)方面分析了出行者的路徑選擇行為對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的影響，為交通政策的制定和實(shí)施，以及交通的實(shí)時(shí)管理和控制等提供了科學(xué)依據(jù)。具體的研究內(nèi)容以及取得的結(jié)果如下所示:
　　首先，構(gòu)建了非期望路徑旅行時(shí)間模

2、型。該模型的理論基礎(chǔ)為行為經(jīng)濟(jì)學(xué)中的等級(jí)依賴期望效用理論;證明了該模型在特定條件下為風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的;提出兩種不同的方法將該模型轉(zhuǎn)化為出行時(shí)間預(yù)算模型和均值-超量旅行時(shí)間模型，分別是基于特定扭曲函數(shù)的方法和基于一般化扭曲函數(shù)的方法，也就是構(gòu)建了風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避出行者路徑選擇的概括性框架;進(jìn)一步將該模型拓展為非期望風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避用戶均衡模型，表示成為變分不等式問題，提出基于列生成的啟發(fā)式梯度投影算法對(duì)用戶均衡模型進(jìn)行求解;在示例性交通網(wǎng)絡(luò)中驗(yàn)證了出行者路徑選

3、擇與均衡流量之間的關(guān)系，在大型交通網(wǎng)絡(luò)中驗(yàn)證了所提出算法的有效性。
　　然后，構(gòu)建了主觀效用路徑旅行時(shí)間模型。在出行時(shí)間預(yù)算和均值-超量旅行時(shí)間模型中，出行者需要預(yù)先給定置信水平，但逐日旅行時(shí)間的波動(dòng)性導(dǎo)致合理的置信水平難以獲得;假設(shè)出行者維持一定的置信水平區(qū)間，采用三種主觀效用函數(shù)對(duì)區(qū)間內(nèi)的置信水平賦予權(quán)重，不同的效用函數(shù)反映了出行者對(duì)區(qū)間內(nèi)置信水平的風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度;結(jié)合出行時(shí)間預(yù)算模型，構(gòu)建主觀效用路徑旅行時(shí)間模型，探討了該模型與出

4、行時(shí)間預(yù)算模型，均值-超量旅行時(shí)間模型以及非期望路徑旅行時(shí)間模型之間的關(guān)系;進(jìn)一步將該模型拓展為主觀效用風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避用戶均衡模型，表示成為變分不等式問題，提出啟發(fā)式連續(xù)平均算法對(duì)用戶均衡模型進(jìn)行求解;在示例性交通網(wǎng)絡(luò)中驗(yàn)證了出行者路徑選擇與均衡流量之間的關(guān)系，在多起訖點(diǎn)交通網(wǎng)絡(luò)中驗(yàn)證了所提出算法的有效性。
　　隨后，構(gòu)建了多因素影響下基于目標(biāo)的路徑效用模型。在Simon滿意度模型的啟發(fā)下，同時(shí)考慮了路徑旅行時(shí)間，路徑晚到懲罰和路徑距離

5、這三種因素對(duì)風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避出行者路徑選擇行為的影響，提出了多因素影響下基于目標(biāo)的路徑效用模型;考慮了不同影響影響因素之間的關(guān)聯(lián)性，采用Copula函數(shù)進(jìn)行刻畫，通過所證明的影響因素之間的同單調(diào)關(guān)系，得到Copula函數(shù)的精確形式;考慮了不同目標(biāo)之間的相互作用，也就是互補(bǔ)關(guān)系和替代關(guān)系，揭示了出行者的行為意愿;進(jìn)一步將該模型拓展為多因素影響下基于目標(biāo)的用戶均衡模型，表示成為變分不等式問題，提出啟發(fā)式連續(xù)平均算法對(duì)用戶均衡模型進(jìn)行求解;在示例性交

6、通網(wǎng)絡(luò)中驗(yàn)證了不同影響因素的目標(biāo)對(duì)均衡流量的影響，在多起訖點(diǎn)交通網(wǎng)絡(luò)中驗(yàn)證了所提出算法的有效性。
　　最后，構(gòu)建了基于矩信息的交通網(wǎng)絡(luò)總體旅行時(shí)間可靠度評(píng)價(jià)模型，刻畫了出行者路徑選擇行為所導(dǎo)致的系統(tǒng)表現(xiàn)。提出不可靠度函數(shù)來反映交通網(wǎng)絡(luò)總體旅行時(shí)間的可靠度，計(jì)算不可靠度函數(shù)的上界來實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)的目的;結(jié)合交通網(wǎng)絡(luò)中不確定性的矩信息，構(gòu)建了廣義矩問題來計(jì)算不可靠度函數(shù)的上界，該方法屬于不依賴于概率分布的方法;所設(shè)計(jì)的求解算法包括去示性函數(shù)