交通流演化动力学研究的一般框架及性质分析北大核心CSSCI

针对道路网络需求时变的交通流达到均衡的条件以及均衡状态的稳定性问题,运用演化博弈理论和动力系统稳定性理论,提出了流量演化动力学研究的一般框架,建立了多群体多准则出行选择流量演化系统的动力学模型,证明了流量演化动力学模型平衡点与动态交通流量分配模型均衡解之间的等价性,讨论了模型解的存在性、唯一性和稳定性.理论分析结果表明,流量演化动力系统的演化稳定策略等价于动态交通流分配模型的均衡解,流量演化动力系统在某个局部区域总存在着唯一解,并且在出行者个体收益参数满足一定条件的前提下,流量演化动力系统在平衡点附近会表现出不同的稳定性质,通过一个简单路网的数值算例说明了本文建立模型的合理性和有效性.本文在出行者博弈行为和动态交通分配之间建立了联系,有助于加深对于城市交通流演化规律的认识和理解.     

基于累积前景理论的动态交通流演化博弈模型

交通流演化的内在动力机制是出行者的适应性学习及其诱发的路径选择行为的持续改变,当选择行为趋于稳定时交通系统也将达到或接近均衡状态。首先基于累积前景理论建立了一个用户均衡模型及其等价的变分不等式,在一定约束条件下对模型解的性质进行了讨论;然后将累积前景理论与演化博弈论相结合,利用复制子动态来刻画出行者日常路径选择的博弈学习行为,建立了一个动态交通系统模型,结合稳定性分析证明了当满足一定条件时系统演化能够实现用户均衡;最后通过算例在不同初始状态和不同参照点更新规则下分别展示了交通流的动态演化与用户均衡的实现过程,对相关研究结论进行了验证。本文拓展了传统交通分配模型完全理性假设和均衡分析方法的局限,更加真实、全面的刻画了动态交通系统长期运行特征和规律。     

价格-数量调节网络交通流演化模型

首次运用经济学非瓦尔拉斯均衡中的价格-数量调节原理和方法,建立网络交通流动态演化模型.假设出行者在路径选择决策时,不但受路径出行时间(价格)的影响,而且还受到路径剩余通行能力(数量)的影响,并将这种路径选择行为形成的稳定交通流模式定义为价格-数量混合调节用户均衡.论文分别建立了价格调节演化模型和数量调节演化模型,进而构建了价格-数量共同调节演化模型,证明了演化模型的稳定状态等价于价格-数量调节用户均衡,且价格调节用户均衡和数量调节用户均衡均为价格-数量调节用户均衡的特例.论文最后以一个简单的测试网络为例对文中建立的演化模型进行了计算分析,结果显示三种演化模型均可较理想地模拟路径流随时间变化的过程,且模型稳定状态分别对应三种用户均衡交通流模式.     

有限理性下序贯价格竞争的动态演化

本文建立了两个企业的序贯价格竞争模型，基于有限理性预期调整，研究了企业博弈的动态演化特征，分析了模型的均衡解及其稳定性条件。研究发现，边界解和纳什均衡解是一定参数条件下的局部稳定均衡。基于有限理性的动态博弈能够实现基于完全信息的纳什均衡。单纯跟随策略是一定条件下的均衡策略，并能使跟随企业获得更高的销售价格。企业之间报价的相互跟随程度和企业预期的调整速度将会影响均衡点的稳定性。本文对模型进行了数值模拟分析，当参数不满足稳定性条件时会出现分岔、奇异吸引子等混沌现象。本文的主要研究结果对相关行业的企业竞争和稳定市场有启发意义。     

双目标用户均衡下的交通流逐日动态演化模型

时间和费用是出行者在路径选择时关注的两个重要目标，许多研究将两者加权组合为单目标来考虑，存在一定缺陷.在静态交通分配模型的研究中，已有学者提出将两者分开考虑的双目标用户均衡.然而，在动态交通分配模型中，现有研究仍多以传统的单目标用户均衡作为交通流演化的最终状态.因此，本文针对双目标用户均衡，提出了一种新的基于路径流量更新的交通流逐日动态演化模型，假设出行者在每天的路径选择中会将出行时间和收费分开比较以决定是否变换路径.论文从理论上证明了该模型的收敛性，以及交通流演化的最终状态会达到双目标用户均衡，同时数值算例也验证了模型的有效性.     

基于随机动力系统的证券市场演化动态研究

为刻画异质交易者并存证券市场的演化动态，分析非理性交易者在市场中是否会最终灭绝，建立了一个随机动力系统模型，将新进入者对市场演化长期均衡的影响纳入模型，描述作为开放系统的证券市场演化轨迹。通过对模型的分析，讨论了模型解的存在性和唯一性，分析了市场演化系统的长期发展动态，证明在一定条件下，非理性交易者也可以在市场中长期存在。     

COVID-19疫情下医疗防护用品市场监管演化博弈与稳定性分析

新冠肺炎(COVID-19)疫情爆发,口罩等医疗防护用品成为硬通货,部分企业出现哄抬物价、制售假货等乱象行为增加了疫情防控工作的实施难度。为了探讨医疗防护用品市场监管动态机制,文章在地方政府—防护用品企业—消费者三方静态演化博弈模型基础上,依次引入动态惩罚、动态惩罚—补贴方案,通过系统动力学仿真分析了不同机制下各演化均衡解的稳定情况,并基于李雅普诺夫稳定性定理验证了演化稳定均衡点。研究表明：完全静态机制下,三个博弈主体的博弈过程无法趋向稳定均衡状态。引入动态惩罚、补贴等手段能够较好抑制博弈主体的行为策略波动,使得防护用具企业诚信经营成为较优选择。同时,提出了一种新型的非线性动态惩罚—补贴机制,在该机制下激励效果最佳。本研究为疫情形势下地方政府设计合理规范医疗防护用品市场方案提供一定思路。     

基于累积前景理论的出发时间选择SDUO模型

以早高峰工作出行为研究对象,基于累积前景理论建立了一个随机动态用户最优(SDUO)交通分配模型,模型可以同时选择出发时间和出行路径,给出了等价的变分不等式,设计了求解算法并通过算例进行了验证。结果显示,路径及OD对之间的动态出发流量、出发时间选择满意函数均与到达工作地点的价值函数形态相似,绝大多数出行者(96.45%)都能在"可以接受的最早到达时刻"与"工作开始时刻"之间到达。模型拓展了传统出发时间选择模型中"时间窗"的概念和出行者完全理性假设的局限,在有限理性框架下考察出行者的决策行为,模型及算法可以为出行行为分析、动态路径诱导,以及拥挤收费和错时上下班等交通管理措施的制订提供理论依据。     

基于演化博弈的PPP项目绩效支付机制仿真与优化

PPP建设模式的关键核心之一是依绩效付费，绩效付费机制的科学合理性是PPP模式实施成功的保障。基于演化博弈理论及系统动力学研究PPP项目绩效支付机制，分析绩效监督机构与项目公司双方演化稳定均衡策略。研究发现存在三种演化稳定均衡策略，两种不稳定均衡策略。针对五种演化状态运用系统动力学对其进行仿真。仿真发现三种稳定均衡策略仿真结果与理论分析一致，两种不稳定均衡策略中的一种是不存在的均衡策略，另一种是呈规律波动的不稳定均衡策略。针对绩效支付机制中呈波动不稳定均衡策略，引入动态绩效支付进行优化，使其演化为稳定均衡策略。并理论验证了引入动态绩效支付使波动不稳定均衡策略变成稳定均衡策略的有效性。为政府有关部门设计及完善PPP项目绩效支付机制提供一定的参考。     

ATIS环境下交通配流的动态演化模型

考虑交通网络中实现用户均衡态的过程,引入决策出行费用的概念,提出一个 ATIS 环境下的交通配流动态演化模型,模型中的 OD 需求是可变内生的.利用稳定性定理分析了该动态系统的稳定性,说明在一定条件下,系统的用户均衡态是稳定的.采用改进的欧拉法完成了模型的数值试验,结果表明该动态系统确实可以达到用户均衡态,同时也发现,某些模型参数的变化可能导致路径流量和 OD 费用演化轨迹的无规则摆动.     

交通环境承载力动态离散计算方法及应用

本文应用系统工程的原理和方法分析了污染物在环境系统中的输入输出模式,然后尝试性地建立了交通环境承载力的动态离散量化模型并给出了该模型的应用,从而为交通管理部门规划城市交通规模,确定交通环境整治方向,实现城市交通可持续发展提供科学决策依据。     

震后交通管制下基于用户均衡条件的救灾路径选择

震后如何确定有效的救灾路径是救灾管理部门的一项核心工作。本文综合考虑灾区路网受损以及为避免交通拥挤而实施交通管制情况,进行震后救灾路径选择,以提高救援成效,并尽量减少对非灾民的影响。为此,建立了用户均衡交通量指派条件下以救灾路径旅行时间最短和因交通管制引起的扰民程度最小为目标的多目标救灾路径选择模型,并设计了一种两阶段启发式算例进行求解。最后以Sioux Falls路网为例对模型和算法进行验证,并与NSGA-II算法进行了比较,结果表明:该算法在求解效率上与其他启发式算法相比具有显著的优势。     

考虑碳排放成本的差异化停车券管理研究

给定允许公交车和轿车两种交通模式出行的双模式单起讫点的交通系统,以瓶颈模型为基础,考虑停车位的空间位置分布,提出了两种停车券管理策略: 一是指定车位停车券策略;另一是不定车位停车券策略． 两种形式均可以确保持券用户在停车场停车的权利,但前者进一步限定了轿车停车的位置． 结合动态拥挤收费机制,以最小化系统出行成本和交通系统碳排放成本为目标进行策略优化研究,研究表明停车券管理策略可以消除停车位供给不足导致的停车竞争,降低轿车出行成本． 此外,指定车位停车券和动态拥挤收费的综合实施可以实现系统最优． 为了便于实施,并考虑公众的可接受性,只发放不定车位停车券也可以成为效率比较高的次优方案．     

基于双层规划的交通疏散中车辆出发与交通控制综合优化

在有组织的区域性疏散中,从需求调节(即疏散车辆出发安排)和供给管理(即交通管控)两方面对疏散交通流进行合理组织,是提高疏散效率的有效途径。论文立足于疏散车辆出发组织与路网交通管控之间的双层决策关系,建立双层规划模型对集结点疏散车辆的发车频率、路线和交叉口控制参数进行综合优化,其中上层模型通过优化信号交叉口的相位绿灯时间即绿信比以降低平均延误,其决策影响到交叉口通行能力等供给特性;下层模型通过优化疏散车辆的分批出发时间与路线以压缩疏散总时间,其决策影响到交叉口流量等需求特性。设计了基于遗产算法的求解步骤,给出了一个数值算例。将模型优化方案和只从交叉口控制参数出发的单方面优化模式所得结果进行了比较,结果表明只从调整绿灯时间着手不结合车辆的出发组织,很难有效降低延误和压缩疏散时间。     

最大灰信息熵路网军事交通流最大隐蔽性分配模型研究

路网军事交通流的最大隐蔽性分配问题是军事演习和战时道路交通指挥决策所必须解决的问题。本文运用系统论的思想和灰色信息熵理论,构建了基于最大灰信息熵的路网军事交通流最大隐蔽性分配模型,从而较好地解决了这一问题。此外,该模型的构建也为这一问题的进一步研究打下了良好的基础。     

带杠杆效应的无穷纯跳跃Levy过程期权定价

讨论了带有实时交通信息的动态网络车辆路径派送问题。问题包含重复性拥堵和非重复性拥堵两种情形。用重复性拥堵下的交通信息以安排初始路径,通过采用遗传算法求解时变车辆调度问题。车辆在行驶过程中需要根据接收到的实时交通信息调整路线。提出在关键点更新路线的机制,并采用Dynasearch算法求解一类特殊的旅行商问题调整路线。通过对SiouxFalls网络进行数值模拟分析,结果表明新策略能在较短时间内改进其他策略,且随着网络动态性增加其优越性更加明显。     

A Risk-Based Method for Modeling Traffic Fatalities

We describe a risk-based analytical framework for estimating traffic fatalities that combines the probability of a crash and the probability of fatality in the event of a crash. As an illustrative application, we use the methodology to explore the role of vehicle mix and vehicle prevalence on long-run fatality trends for a range of transportation growth scenarios that may be relevant to developing societies. We assume crash rates between different road users are proportional to their roadway use and estimate case fatality ratios (CFRs) for the different vehicle-vehicle and vehicle-pedestrian combinations. We find that in the absence of road safety interventions, the historical trend of initially rising and then falling fatalities observed in industrialized nations occurred only if motorization was through car ownership. In all other cases studied (scenarios dominated by scooter use, bus use, and mixed use), traffic fatalities rose monotonically. Fatalities per vehicle had a falling trend similar to that observed in historical data from industrialized nations. Regional adaptations of the model validated with local data can be used to evaluate the impacts of transportation planning and safety interventions, such as helmets, seat belts, and enforcement of traffic laws, on traffic fatalities.     

Naturalistic Experimental Analysis of Driver Compliance With Posted Speed Limits

The current study assesses the effects of three interventions commonly used by law enforcement officials to increase driver compliance with posted speed limits and thereby reduce speeding. In two multiple-treatment single-case research designs, motorist speeds on two rural roads in a midwestern state were observed and measured during baseline (no intervention) and during exposure to three interventions: a stationary speed trailer, an unmanned police vehicle, and traditional police enforcement. Interventions were counterbalanced across locations and data aggregated according to intervention type. Results suggests that although two of the three commonly adopted methods had no consistent impact on driver speeds, the unmanned police vehicle intervention yielded increases in compliance compared to baseline for both sites. Implications for small-scale traffic research are discussed.     

平行路径网络中信息对交通行为的影响研究

将一个用于分析两条路径网络中信息对交通行为影响的工作推广至一般平行路径结构 的交通网络中,建立了随机均衡和确定性均衡两种分配模型,分析了信息发布对平均出行成本 的影响,并研究了表征行为随机程度的模型参数与系统性能指标之间的关系.