基于交通網(wǎng)絡(luò)均衡理論的交通需求管理政策評(píng)價(jià)研究.pdf

1、近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國許多大城市交通形勢日益嚴(yán)峻，機(jī)動(dòng)化交通需求的持續(xù)增長與道路空間資源短缺的矛盾不斷加劇。根據(jù)當(dāng)斯定律(Downs Law)[1]，“新建的道路設(shè)施會(huì)誘發(fā)新的交通量，而交通需求總是傾向于超過交通供給”。從發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)來看，解決交通問題的思路應(yīng)由“單純地增加道路供給”向“設(shè)施供給與調(diào)控交通模式并重”的方向轉(zhuǎn)變?！按罅Πl(fā)展公共交通，方便各種交通模式之間的銜接與轉(zhuǎn)換、對(duì)私人交通采取適度的需求管理、建立具有符合

2、國情的可持續(xù)城市交通模式”，已達(dá)成了廣泛的戰(zhàn)略共識(shí)。我國的北京、上海、廣州、深圳等大城市已經(jīng)意識(shí)到交通需求管理(TDM)的重要性，先后展開了相關(guān)的研究和探索。然而，有關(guān)TDM政策卻遲遲未能出臺(tái)，很大程度上是由于政府對(duì)其實(shí)施后的效果難以給出準(zhǔn)確的預(yù)判。因此，在政策決策中迫切需要有一個(gè)有效的TDM政策實(shí)施效果的評(píng)價(jià)方法。論文以定量分析TDM政策為目的，以交通網(wǎng)絡(luò)均衡理論為基礎(chǔ)，建立相應(yīng)的多用戶多準(zhǔn)則多模式組合模型，并實(shí)際應(yīng)用于大規(guī)模城市綜合

3、交通系統(tǒng)，有效地分析了TDM政策的實(shí)施效果，可為交通政策的決策者提供科學(xué)的決策參考。 論文分析和總結(jié)了TDM的具體措施、作用機(jī)理以及在國內(nèi)外的應(yīng)用情況及評(píng)價(jià)方法。以擁擠收費(fèi)為例，從理論和實(shí)踐結(jié)合的角度剖析了TDM政策量化分析的復(fù)雜性。并指出TDM政策評(píng)價(jià)的難點(diǎn)是不同出行者交通行為的影響效果及政策組合使用的效果分析。結(jié)合基于出行、出行鏈和活動(dòng)的交通需求模型發(fā)展特點(diǎn)，提出了政策評(píng)價(jià)建模的三個(gè)關(guān)鍵性問題。多用戶：考慮出行者時(shí)間價(jià)值、出

4、行目的等其他屬性的異質(zhì)性研究；多準(zhǔn)則：考慮時(shí)間和費(fèi)用等廣義成本的多準(zhǔn)則出行行為；多模式：在考慮換乘的，多種交通方式之間相互影響的多模式交通體系下研究政策的交通行為調(diào)控作用。論文對(duì)這三個(gè)關(guān)鍵問題展開了重點(diǎn)研究： 從多用戶角度，研究了出行者時(shí)間價(jià)值的異質(zhì)性，為準(zhǔn)確分析政策對(duì)不同出行者交通行為的影響提供了基本的參數(shù)。在國內(nèi)外時(shí)間價(jià)值研究的基礎(chǔ)上，對(duì)SP調(diào)查數(shù)據(jù)用Mixed Logit模型估計(jì)了非同質(zhì)時(shí)間價(jià)值分布：比較了Mixed Lo

5、git和Nested Logit模型對(duì)RP/SP融合數(shù)據(jù)的參數(shù)估計(jì)結(jié)果，分析了不同交通方式使用者的時(shí)間價(jià)值差異；惠州市區(qū)意愿支付調(diào)查驗(yàn)證了假設(shè)時(shí)間價(jià)值為對(duì)數(shù)正態(tài)分布的可行性。 多用戶多準(zhǔn)則交通分配是物理特征相同、但因時(shí)間價(jià)值異質(zhì)性(對(duì)時(shí)間和費(fèi)用具有不同的支付偏好)而產(chǎn)生不同的路徑選擇行為的對(duì)稱性交通分配問題。論文系統(tǒng)總結(jié)了時(shí)間價(jià)值連續(xù)分布和離散分布兩類模型的特征、構(gòu)建方法、路抗函數(shù)形式、算法和解唯一性，并結(jié)合道路擁擠收費(fèi)政策進(jìn)行

6、了研究。多模式(多車種)交通分配是考慮交通方式之間相互影響的非對(duì)稱性交通分配問題，它可以反映不同交通方式在不同交通擁擠狀態(tài)下的服務(wù)水平差異。論文重點(diǎn)研究了多車種路段阻抗函數(shù)的形式、參數(shù)及與模型解唯一性的關(guān)系，運(yùn)用VISSIM對(duì)多車種交通流進(jìn)行仿真并標(biāo)定了路抗函數(shù)的參數(shù)。進(jìn)而研究了多用戶多準(zhǔn)則、多模式混合交通分配模型解的唯一性。 在考慮換乘的多模式交通系統(tǒng)中，交通方式之間的相互影響不僅包括路徑選擇，也包括交通方式選擇、目的地選擇及

7、交通產(chǎn)生等多種行為的影響。因此需要構(gòu)建具有一致行為理論的組合模型來分析這種相互關(guān)聯(lián)、具有系統(tǒng)性的交通行為，從而更好地反映TDM政策對(duì)出行需求的調(diào)控作用。論文從建模方法、模型特征、算法、交通政策評(píng)價(jià)應(yīng)用等方面，對(duì)面向一致的交通需求組合模型進(jìn)行了研究和對(duì)比分析，總結(jié)了組合模型在國際上的實(shí)際應(yīng)用前沿。根據(jù)路段阻抗函數(shù)可分離和不可分離兩種情況，建立了適用于TDM政策評(píng)價(jià)的、具有流程再造性的、基于個(gè)體交通選擇行為和一般均衡理論相結(jié)合的多用戶多準(zhǔn)則

8、多模式組合模型，并給出了模型的等價(jià)性證明和算法。定性和定量分析了交通需求管理政策實(shí)施下不同出行者的利益分配情況，并給出了簡單的算例。 論文進(jìn)一步對(duì)大規(guī)模城市綜合交通網(wǎng)絡(luò)的TDM政策評(píng)價(jià)應(yīng)用展開研究。結(jié)合交通模型，優(yōu)化了多模式交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和最短路算法，并有效地處理了現(xiàn)有交通規(guī)劃軟件尚未解決的非法路徑問題。在分析交通方式換乘的換乘站及路徑選擇行為，常規(guī)公交、軌道交通和出租車票價(jià)作為政策變量引入模型等相關(guān)問題的基礎(chǔ)上，應(yīng)用圣地

9、亞哥中型網(wǎng)絡(luò)、惠州和深圳大型綜合交通網(wǎng)絡(luò)對(duì)組合模型進(jìn)行了算法測試，比較了不同算法的收斂效果和輸出結(jié)果。驗(yàn)證了不同時(shí)間價(jià)值小汽車的路段流量解的不穩(wěn)定性和路段小汽車總流量解的穩(wěn)定性，和理論取得了一致。不同出行者分類數(shù)下的模型輸出結(jié)果差異明顯，表明了出行者細(xì)分對(duì)TDM政策精確評(píng)價(jià)的重要性。 以惠州市區(qū)綜合交通網(wǎng)絡(luò)為案例，對(duì)區(qū)域擁擠收費(fèi)、橋梁收費(fèi)、停車收費(fèi)、P+R停車換乘系統(tǒng)、燃油價(jià)格提高、公交(軌道和常規(guī)公交)票價(jià)調(diào)整、公交專用道設(shè)置

10、、交通樞紐換乘效率提高、貨車通行管制等16種單一和組合TDM政策進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)。重點(diǎn)對(duì)公交票價(jià)敏感性、出租車和軌道交通的競爭關(guān)系，公交專用道設(shè)置的效果，區(qū)域擁擠收費(fèi)和停車收費(fèi)效果對(duì)比以及不同定價(jià)下的停車換乘系統(tǒng)需求等問題進(jìn)行了研究。并對(duì)比了組合TDM政策的實(shí)施前后的網(wǎng)絡(luò)交通擁擠狀況及車流和客流分布情況，還分析了機(jī)動(dòng)車尾氣排放量和污染物空間GIS柵格分布對(duì)比。在案例中得出了值得交通政策制定者重視的問題： (1)常規(guī)公共交通的票價(jià)降

11、低能吸引人們使用全程常規(guī)公交，但它和軌道交通換乘的組合交通方式的客流有可能下降，從而整個(gè)公交分擔(dān)比增加并不明顯。同時(shí)降低軌道票價(jià)，提高發(fā)車頻率緩解車內(nèi)擁擠能夠得到較好的組合政策效果。軌道交通票價(jià)下降后全程使用出租車和私人小汽車出行者會(huì)減少，但在軌道交通不成規(guī)模網(wǎng)絡(luò)時(shí)，出租車、小汽車和軌道交通的換乘組合模式客流可能會(huì)增加。(2)公交專用道設(shè)置能有效提高專用道上的公交客流密度，但小汽車可能因?qū)Ｓ玫涝O(shè)置改變出行路徑，降低其他非公交專用道的公交

12、車服務(wù)水平，從而公交分擔(dān)比在總體上可能沒有明顯的增加。因此公交專用道的設(shè)置要有一定的規(guī)模，以便形成公交優(yōu)先發(fā)展的良性循環(huán)。(3)區(qū)域擁擠收費(fèi)起作用的主要是通過交通和區(qū)外至區(qū)內(nèi)的到達(dá)交通，停車收費(fèi)控制的是區(qū)外和區(qū)內(nèi)至收費(fèi)區(qū)內(nèi)的到達(dá)交通。區(qū)域擁擠收費(fèi)對(duì)小汽車交通路徑的轉(zhuǎn)移和交通方式的替換影響取決于收費(fèi)范圍的大小和交通需求分布的空間特征。在案例中的擁擠收費(fèi)調(diào)控的主要對(duì)象是大量通過交通，總體上比停車收費(fèi)對(duì)小汽車的抑制作用效果要好，而收費(fèi)區(qū)域內(nèi)的