通行能力退化的高速公路定价模型的研究.pdfVIP

第六届全国土木工程研究生学术论坛 清华大学 2008 通行能力退化的高速公路定价模型研究 卞长志，陆化普 （清华大学交通研究所，北京 100084） 摘 要： 本文研究了在道路通行能力退化的条件下，存在高速公路和普通公路并行路段的高速公路定价模型。 受众多外在因素的影响，道路在实际运行时常常出现通行能力下降的情况，导致出行时间的不确定性，进而降低出行 时间可靠性。本文首先建立了考虑出行时间均值、出行时间方差和收费大小的广义费用函数，在此基础上，提出了一 个基于广义行程费用的高速公路定价双层规划模型，上层模型是高速公路运营者的收益最大，下层模型是基于广义费 用的随机用户均衡模型。分析表明，该模型是正常运行条件下高速公路收费定价模型的自然扩展。通过将模型转化为 一个非线性规划问题，提出内点罚函数方法进行求解。并且将模型扩展到网络层次，给出了多路段网络的道路定价模 型。案例研究结果表明，高速公路的最优收费水平和总收益将受到道路退化能力的影响，且高速公路和普通公路退化 程度对于高速公路运营收益的影响是不对称的，高速公路通行能力的退化对于运营收益的影响要远远高于普通公路退 化的影响。因此，高速公路运营者为了获得更高的收益，应该加强道路维护和管理，使其道路运营状态维持在一个较 高的水平上。本文的结论对于高速公路收费政策的正确制定有一定的参考意义。 关键词： 退化道路；广义出行费用；定价；双层规划 Research of freeway pricing model based on degradable link capacity BIAN Changzhi ，LU Huapu （Institute of Transportation Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China ） Abstract: In this paper we examined a freeway pricing model when the capacity of the link is degradable. Influenced by many factors, such as bad weather, accidents, the capacity of the road dropped usually. So the travel time was variable, and this would reduce the travel time reliability. A generalized cost function consisted of travel time means, travel time variance and charging cost was first set up. Based on the function, this paper proposed a bi-level freeway pricing model. Income of the freeway operator was maximized for the upper level model, and in lower level a stochastic user equilibrium model was formulated. The model is a natural extend of the pricing model under the well operation condition. The bi-level model is transformed into a nonlinear programming model, and it can be solved using the penalty function method. The methods are extended to road network including several links. Numerical results of a parallel network c