BOT模式下收费道路的随机广义Nash均衡研究

摘要

道路交通是一项关系到国计民生的基础设施，但是长期以来，我国的交通运输业严重制约着经济的发展。但是在发展的过程中出现局部道路非常拥挤，而局部道路资源过剩。这种不均衡现象使道路资源得不到合理的利用。不仅严重影响人们的日常生活方式和生活质量，而且会造成社会资源的极大浪费。根据经济学的描述，当资源在达到供需均衡的状态时，能够得到最优的配置。因此，我们应该积极寻求道路资源的均衡状态，使道路交通得到合理利用。
　　由于空间、土地、能源等资源的有限性，单从增大交通供给的角度是无法彻底解决交通拥堵问题，而且本为了缓解城市交通拥堵而开展的新建道路项目，也可能引起系统费用的不降反增。随着BOT模式在基础设施中的不断发展和运用，人们逐渐认识到交通需求管理的重要性，道路收费政策成为其中一项可探讨的措施。
　　首先，通过相关文献的调查和资料搜集，本文首先对BOT模式在道路交通中的运用，道路交通的均衡和道路交通的随机性的研究现状进行了梳理和总结，接着依托道路交通网络均衡理论、交通配流理论、相关博弈理论以及拥挤收费理论，分别分析了运营商之间的竞争机制和其所对应的效用函数，出行者的配流的客观条件和出行者的出行成本函数，同时对运营商和出行者之间存在的广义Nash均衡博弈关系进行了分析。
　　其次，本文对道路交通系统的随机性因素进行分析的基础上，建立了道路收费的随机广义Nash均衡模型，并通过SAA方法进行了求解。
　　最后，本文得到收费道路的均衡价格和均衡流量，并且得出对道路进行适当的收费，确实能够减少道路的出行流量，从而缓解交通拥堵。同时，通过对数值实验结果的分析，得出收费道路的均衡价格和均衡流量受到路网透明度（离差参数）的影响，随着路网透明度的增加，均衡价格和均衡流量都会减少，这可能会造成运营商的利润减少。这与运营商利润最大化的目标相违背，因此，政府应该给予运营商适当的补贴，以防运营商联合起来降低路网的透明度。
　　从而为道路收费政策的实施提供理论参考，具有重要的现实意义。

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1绪论

1.1选题依据和立论背景

1.2论文研究的目的和意义

1.3相关研究现状

1.4研究的主要内容和方法

1.5研究技术路线

2理论基础

2.1交通网络均衡理论

2.2交通配流理论

2.3相关博弈理论

2.4拥挤收费理论

3BOT模式下收费道路的随机广义Nash均衡模型构建

3.1问题描述

3.2BOT模式下收费道路的广义Nash均衡分析

3.3BOT模式下收费道路的随机广义Nash均衡模型

4BOT模式下收费道路的随机广义Nash均衡模型求解

4.1样本均值（SAA）方法

4.2SAA模型的求解

5数值实验

5.1实验算例及结果

5.2实验结论

6总结与展望

6.1总结

6.2不足与展望

参考文献

致谢

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