商業(yè)服務(wù)企業(yè)的區(qū)位分布與居民的消費出行分布及兩者之間的相互作用很大程度上構(gòu)成了一個城市的商業(yè)土地利用模式.一方面,受出行成本的影響,消費者的空間分布會呈現(xiàn)一定的聚集特性,由于企業(yè)的逐利性,消費需求的空間聚集往往會引起企業(yè)的聚集；另一方面,企業(yè)的聚集能為消費者提供更優(yōu)的購物環(huán)境,更多的購物選擇,從而反過來進(jìn)一步促進(jìn)消費者的聚集.由此可見,商業(yè)土地利用模型為我們理解城市經(jīng)濟與社會行為的空間分布提供了一個統(tǒng)一的框架,從而為制定全面的、可持續(xù)的城市土地利用與商業(yè)發(fā)展規(guī)劃方案提供理論支持與決策依據(jù).本文首先在城市交通網(wǎng)絡(luò)背景下研究了中小型商業(yè)服務(wù)企業(yè)區(qū)位分布與消費者出行分布之間的相互作用,提出了一個商業(yè)土地利用均衡模型,并研究了相應(yīng)的擁擠收費原理.該模型將居民消費出行的交通均衡與企業(yè)的競爭選址均衡納入一個統(tǒng)一的框架,對居民出行與企業(yè)區(qū)位分布之間的相互影響進(jìn)行了描述.通過將商業(yè)土地利用均衡問題轉(zhuǎn)化為一個等價的變分不等式,研究了均衡解的存在性與唯一性.另外,針對提出的均衡模型,研究了相應(yīng)的擁擠收費原理.在允許同時對居民與企業(yè)分別實行擁擠收費與擁擠稅收政策的前提下,證明了存在一種最優(yōu)擁擠收費方案,可使整個系統(tǒng)的社會成本得到最小化.對于上述收費方案,從經(jīng)濟學(xué)的外部性理論對其進(jìn)行了解釋.最后,通過一個簡單的數(shù)值算例,驗證了所提出的收費方案在減少社會總成本方面以及平衡出行者與企業(yè)空間分布方面的有效性.然后,通過進(jìn)一步考慮企業(yè)的搬遷成本與商業(yè)中心容量約束,對此前提出的均衡模型作了推廣與完善.首先,定義了一個具有搬遷費用形式的確定性商業(yè)土地利用均衡問題,并建立起等價的變分不等式模型.其次,進(jìn)一步將商業(yè)中心容量約束引入第一個確定性模型.該容量約束分為兩類,一類是商業(yè)中心客流容量約束,另一類則是商業(yè)中心企業(yè)進(jìn)駐空間容量約束.通過分析與均衡問題等價的變分不等式模型,得到兩個重要的發(fā)現(xiàn)：(1)在均衡狀態(tài)下,當(dāng)一個商業(yè)中心的客流容量約束是積極的時候,該中心將會出現(xiàn)瓶頸現(xiàn)象,在當(dāng)?shù)鼐奂南M者將不得不排隊購物,證明了與客流容量約束相對應(yīng)的Lagrange乘子恰好可解釋為排隊的時間；(2)在均衡狀態(tài)下,當(dāng)一個商業(yè)中心的企業(yè)進(jìn)駐空間容量約束是緊的時候,該中心將會出現(xiàn)企業(yè)間的區(qū)位轉(zhuǎn)讓協(xié)議并形成相應(yīng)的均衡區(qū)位轉(zhuǎn)讓價格,本文證明了該價格恰好對應(yīng)于企業(yè)進(jìn)駐空間容量約束的Lagrange乘子,從而說明商業(yè)中心的區(qū)位轉(zhuǎn)讓市場是內(nèi)生的,而非人為刻意構(gòu)造.再次,考慮到企業(yè)與出行者個體的感知偏差與多樣性偏好,應(yīng)用隨機效用理論,對上述的確定性均衡模型進(jìn)行了推廣,建立起相應(yīng)的logit隨機均衡模型,并通過建立等價的變分不等式模型對隨機均衡的一些性質(zhì)進(jìn)行了研究.最后,在一個小型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了數(shù)值實驗,分析了不同的搬遷成本對企業(yè)與出行者的分布所產(chǎn)生的影響.最后,研究了城市中寡頭企業(yè)的區(qū)位分布與居民的出行分布之間的相互作用,提出了一個具有雙層結(jié)構(gòu)的商業(yè)土地利用均衡模型.在模型的上層,每家寡頭企業(yè)非合作地通過設(shè)計他在多個商業(yè)中心的最優(yōu)分布方案來吸引消費者從而最大化其個人利潤.寡頭企業(yè)之間的競爭選址行為被歸結(jié)為一個廣義的Cournot-Nash博弈.在模型的下層,居民對寡頭企業(yè)區(qū)位分布的反應(yīng)被描述為一個具有購物出行鏈形式的隨機用戶均衡問題,相應(yīng)的商業(yè)中心被納入出行鏈來描述居民在出行過程中的消費選擇及購物順序.寡頭企業(yè)與居民之間的互動可視為一個帶均衡約束的均衡問題(EPEC).通過將上層問題與下層問題分別轉(zhuǎn)化為一個變分不等式與一個嚴(yán)格凸優(yōu)化問題,研究了二層均衡解的存在性及其現(xiàn)實經(jīng)濟含義.通過對隨機用戶均衡問題的靈敏度分析,提出了一種迭代求解算法.最后,通過數(shù)值實驗檢驗了算法的可行性,對不同出行需求模式下企業(yè)與出行者在各商業(yè)中心的分布特征進(jìn)行了研究,并分析了交通系統(tǒng)可達(dá)性對城市商業(yè)中心消費水平所產(chǎn)生的影響.
【學(xué)位單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：F299.23;TU984.113
【部分圖文】：

由圖３．４．２的數(shù)值結(jié)果可得出以下兩個結(jié)論：（１）從第１組到第７組的實網(wǎng)絡(luò)中決定從各自原先進(jìn)駐的商業(yè)中心搬遷到其他商業(yè)中心的企業(yè)總數(shù)并沒隨搬遷費用的增加而減少；（２）從第７組到第２０組的實驗，隨著搬遷費用持增長，網(wǎng)絡(luò)中決定搬遷的企業(yè)總數(shù)逐步減少．此外，從圖３．４．３可知，隨著搬費用的逐步增加，均衡狀態(tài)下各商業(yè)中心進(jìn)駐的企業(yè)數(shù)量都越來越接近當(dāng)?shù)爻酰担担??

由圖３．４．２的數(shù)值結(jié)果可得出以下兩個結(jié)論：（１）從第１組到第７組的實網(wǎng)絡(luò)中決定從各自原先進(jìn)駐的商業(yè)中心搬遷到其他商業(yè)中心的企業(yè)總數(shù)并沒隨搬遷費用的增加而減少；（２）從第７組到第２０組的實驗，隨著搬遷費用持增長，網(wǎng)絡(luò)中決定搬遷的企業(yè)總數(shù)逐步減少．此外，從圖３．４．３可知，隨著搬費用的逐步增加，均衡狀態(tài)下各商業(yè)中心進(jìn)駐的企業(yè)數(shù)量都越來越接近當(dāng)?shù)爻酰担担??

在每組實驗中我們都只考慮至多包含兩個商業(yè)中心的路徑，即出行鏈的階不超過２．每組實驗中，應(yīng)用上一章的算法求解ＶＩＥＣ問題來獲業(yè)和出行者的均衡分布模式．算法的停止準(zhǔn)則設(shè)定為ＶＩＥＣ中上層企業(yè)區(qū)模式在相鄰兩輪迭代中的相對誤差低于可接受誤差ｅ?＝?０．０１．??通過這十五組的數(shù)值實驗，我們發(fā)現(xiàn)算法總能在１２步迭代內(nèi)達(dá)到停止其他的數(shù)值結(jié)果則通過以下圖標(biāo)來描述．??
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本文編號：2894130