隨著國家生產(chǎn)力的發(fā)展以及生活水平的提高,私家車擁有量逐年增加,交通擁堵問題日益嚴重,合理的交通規(guī)劃迫在眉睫。在現(xiàn)實生活中,交通悖論的存在往往會進一步加劇交通擁堵現(xiàn)象,因此避免或者解決交通悖論問題在交通規(guī)劃與設(shè)計中有著不容忽視的作用。本文主要以不同均衡模型下的分配悖論為研究對象,對悖論的非單調(diào)特性進行研究,旨在從提高網(wǎng)絡(luò)出行效率的角度探究悖論路段的積極意義,從而為消除悖論現(xiàn)象并進一步提高路網(wǎng)效率提供新的思路與理論支持。首先,論文從兩個角度分別給出悖論路段以及交通分配悖論非單調(diào)性的定義。交通分配悖論現(xiàn)象的出現(xiàn)往往由于邊際改善路段交通條件(邊際降低路段出行成本)或者增加一條新路段導(dǎo)致。如果邊際改善路段會增加網(wǎng)絡(luò)總出行成本,但是增加改善幅度后,路網(wǎng)總成本會降低,悖論現(xiàn)象不會出現(xiàn),我們稱為交通分配悖論隨著改善幅度呈現(xiàn)非單調(diào)特性;或者當(dāng)單獨添加一條路段時會增加路網(wǎng)總的出行成本,出現(xiàn)悖論現(xiàn)象,但是同時添加兩條同樣的路段卻會降低路網(wǎng)總的出行成本,這種現(xiàn)象我們稱作交通分配悖論隨著悖論路段的添加數(shù)量呈現(xiàn)非單調(diào)特性。進而,本文通過構(gòu)造相應(yīng)的路網(wǎng),基于用戶均衡分配(UE)、隨機分配以及隨機用戶均衡分配(SUE)三種交通分配模型,分別探討了悖論現(xiàn)象所呈現(xiàn)的非單調(diào)特性。針對改善路段條件的情況,本文通過分析網(wǎng)絡(luò)總成本隨改善路段的出行費用的變化情況,對悖論現(xiàn)象的出現(xiàn)與消失進行了相應(yīng)的分析,得出路網(wǎng)總費用與該路段費用之間存在著非單調(diào)性關(guān)系;針對增加新路段的討論,本文發(fā)現(xiàn)路網(wǎng)總的出行成本與新增悖論路段的數(shù)目呈非單調(diào)性關(guān)系。盡管上述三種分配原則下都會出現(xiàn)這種非單調(diào)性關(guān)系,但其原因也各不相同,主要與路網(wǎng)的構(gòu)造以及分配原則的特性有關(guān)。最后,利用哈爾濱市某局部區(qū)域的實際路網(wǎng)結(jié)構(gòu),對改善路段和增加新路段兩種情形下悖論現(xiàn)象的非單調(diào)特性進行進一步的驗證,發(fā)現(xiàn)在實際生活中這種現(xiàn)象仍然是有可能存在的。通過對分配悖論非單調(diào)特性的分析探討,能夠得出悖論路段(增加或邊際改善該路段會增加路網(wǎng)總費用)在一定條件下可以提高路網(wǎng)效率。本文不僅從一個全新的角度對悖論的特性進行了分析,并且其結(jié)論可為悖論現(xiàn)象的避免或消除提供新的思路。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U491
【部分圖文】：

圖 3-2 不同擁擠水平下系統(tǒng)總出行成本的變化情況由圖 3-2 可知，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)總的交通流量 Q=750 時，在 c5=10 的條件下，總的出行成本隨著路段 5 的改善先增加后降低，也就是說，邊際改善路段 5 會增加系統(tǒng)總的出行成本，導(dǎo)致悖論現(xiàn)象的出現(xiàn)；但是大幅度降低路段 5 的出行成本，則會使得總的出行成本降低，從而能夠避免悖論現(xiàn)象的出現(xiàn) 另外，比較上述三圖可知，在低擁擠水平時ξQ=50ο，改善路段 5，總的出行成本總是降低的，即不會出現(xiàn)悖論現(xiàn)象；而當(dāng)擁擠水平較高時，即 Q=2500，改善路段 5 總是增加總的出行成本，即悖論現(xiàn)象也總是出現(xiàn) 通過上述分析可知，擁擠水平對悖論現(xiàn)象以及其非單調(diào)特性的出現(xiàn)有著顯著的影響，只有在一定的擁擠水平下，悖論現(xiàn)象的出現(xiàn)才會隨著路段改善幅度的增加呈現(xiàn)非單調(diào)的特性，擁擠水平過高或者過低都不會出現(xiàn)相應(yīng)的特性 實際上，悖論非單調(diào)特性的出現(xiàn)與用戶均衡原則的本質(zhì)有著密切的關(guān)系 擁擠程度較低時，用戶均衡與系統(tǒng)最優(yōu)之間的差異很小，用戶均衡原則下的系統(tǒng)總的出行成本與路段成本呈現(xiàn)近似正相關(guān)的關(guān)系，改善路段必然會降低總的出行成本；但是隨著擁擠程度的增加，由于在用戶均衡原則中，出行者

總的出行交通流量 Q=1，分別設(shè)定標準方差 =0與 0.2，總的隨機次數(shù) N=10000，則通過進行迭代循環(huán)，可得出系統(tǒng)總的出行成本隨著路段 5 出行成本的變化而變化的圖像，如圖 3-4 所示 圖 3-4 MNP 模型中網(wǎng)絡(luò)總成本 的變化圖像由圖 3-4 可知，當(dāng)標準差 σ=0.2 時，在路段 5 的成本 Cx>Cx0時，路網(wǎng)總成本隨著 Cx的減小先增大后減小，即悖論現(xiàn)象會隨著路段 5 的改善先出現(xiàn)后消失，這種情況下與 MNL 模型中的分析結(jié)果一致，說明即使在考慮路徑重疊的影響時，隨機分配悖論在一定條件下也是呈現(xiàn)非單調(diào)特性的 另外

根據(jù)圖 3-5 可知當(dāng) θ=0.1 時，在擁擠程度較低的情況，如圖ξaο與ξbο所示，改善路段 5 的過程中，總的出行成本會先增加后降低，此時交通分配悖論存在非單調(diào)特性；但是在擁擠程度較高時，如圖ξcο所示，改善路段 5只會增加總的出行成本，從而交通分配悖論不存在非單調(diào)特性 之所以會出現(xiàn)上述現(xiàn)象，可以歸結(jié)為由隨機效應(yīng)與擁擠效應(yīng)共同作用的結(jié)果 在擁擠程度較低時，擁擠效應(yīng)的影響低于隨機效應(yīng)，分配結(jié)果更趨近于隨機分配的情
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本文編號：2839579