基于活动方法的瓶颈模型与拥挤收费问题研究

摘要

随着社会经济的快速发展，城市的私人小车数量逐年增多，但是道路的数量和容量难以随之迅速增加，交通的供需矛盾逐渐突显。因此在高峰期时间段，城市中心商业区与居民住宅区的出行路段经常发生拥挤排队的现象。交通拥挤问题已经成为一个世界共同关注并且急需解决的问题。目前的交通管理政策主要有两种：一种是修建新的道路或者扩大原有道路的通行容量，另一种是抑制私人小汽车的需求量。然而，修建或者扩建道路不仅在浪费时间、人力和资源，道路容量的增加还间接的刺激了私人小车需求的增长。在抑私人小车的需求量这方面，一般会有限制小车的拥有、增加小车的使用成本以及征收拥挤费用等策略。拥挤收费运用经济学中的价格杠杆来限制出行需求，而且拥挤收费的收入不仅可以用于补贴各种公共交通，改善居民的出行方式，还能用来承担实施拥挤收费所需消耗的各种设施成本、维护成本等。
　　本文对Vickrey的瓶颈模型进行了拓展，提出了基于活动的瓶颈模型来研究通勤者早晨上班出发时间决策问题，模型考虑了出行者对出行负效用与活动效用之间的权衡。在基于活动的瓶颈模型的基础上，分别研究了常数和线性边际活动效用下瓶颈动态拥挤收费和阶梯收费问题，并与传统的瓶颈模型的解进行比较。结果表明当活动的边际效用为线性函数时，瓶颈处最优动态收费曲线不再呈分段线性关系，而是分段二次曲线。算例分析结果显示与基于活动的瓶颈模型相比，传统的基于出行的瓶颈模型将高估瓶颈处的排队延误、阶梯收费水平，以及早高峰的开始和结束时间；基于出行的瓶颈模型和常数边际活动效用下的瓶颈模型导致的最优阶梯收费是最优动态收费最大值的一半，并且刚好消除瓶颈处排队延误的一半；与线性边际活动效用下的瓶颈模型相比较，两者低估了阶梯收费能消除的瓶颈排队，从而低估了阶梯收费的效率。

目录

声明

1 绪论

1.1研究背景与研究意义

1.2研究目的

1.3研究现状

1.4 主要研究内容

2 瓶颈模型与拥挤收费概述

2.1 瓶颈模型的理论基础

2.2 拥挤收费的内涵

2.3 静态拥挤收费理论

2.4 动态拥挤收费理论

3 基于活动方法的瓶颈模型

3.1 模型假设

3.2出行负效用

3.3活动的正效用

3.4模型总效用函数的表示

3.5模型的性质

4 最优收费和阶梯收费模型

4.1 基于活动方法的瓶颈的动态收费

4.2 最优动态收费

4.3 基于活动方法的瓶颈的阶梯收费

4.4 最优阶梯收费

4.5 算例分析

5 结论与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表论文和参与的课题项目