基于弹性需求的城市轨道交通票价优化方法研究

摘要

近年来随着城市化进程的加快，交通拥堵问题开始越来越突出。常规的公共交通方式显然已经无法适应城市快速发展的需要。轨道交通是一种新型交通工具，相较于其他交通方式，它具有快速、安全、准时、运能大、无污染等优势，这使得它在缓解城市交通拥堵问题上起到非常重要的作用。因此发展轨道交通已经成为大中城市解决交通拥堵问题的最佳选择。在城市轨道交通建设和发展过程中，如何制定合理的轨道交通票价方案不仅关系到政府、居民的利益，还会对轨道交通运营企业利益以及轨道交通的健康发展产生影响。因此，研究轨道交通票价的制定具有非常重要的现实意义。
　　本论文主要研究了不同票制下的城市轨道交通票价水平，提出了基于弹性需求的轨道交通票价双层规划优化模型，通过对比分析单一票价票制、基于OD定价的计程票制票价以及基于路径定价的计程票制的最优票价水平、客流需求量以及轨道交通企业收益，给城市轨道交通企业在制定票价策略上提供理论参考。主要工作有以下几个方面:
　　(1)城市轨道交通票制票价分析和概述。对国内外城市轨道交通的发展现状以及票价研究进展进行总结，阐述了制定合理的轨道交通票价方案对城市公共交通以及轨道交通发展的重要意义。其次，介绍了经济学理论中相关的定价模型，总结了影响轨道交通票价制定的相关因素，如客流需求、乘客收入水平等，为制定合理的票价方案以及策略提供基础依据。
　　(2)对轨道交通网络进行描述，建立基于弹性需求的随机均衡配流模型。结合轨道交通网络的特征对轨道交通网络进行描述，其次分析轨道交通路网的有效路径和出行费用组成，提出了轨道交通网络的路径广义费用模型，结合Logit模型的基础上建立了基于弹性需求的轨道交通随机均衡配流模型。
　　(3)建立轨道交通票价优化双层规划模型以及算例分析。基于轨道交通网络随机均衡配流模型，综合考虑轨道交通客流弹性需求变化以及政府在票价制定过程中的作用，以轨道交通票价收入最大化为目标函数，建立了基于弹性需求的轨道交通票价优化双层规划模型。并以北京市轨道交通网络部分线路为研究对象进行算例分析，通过算法得到单一票价制式、基于OD定价的计程票制以及基于路径定价的计程票制下的最优票价水平和实际客流需求量，对票价水平以及相关参数的变化进行敏感性分析，最后通过票价评价指标对不同票制票价策略进行评价对比分析，并给城市轨道交通提供建议性票价方案以及理论参考。

目录

声明

致谢

摘要

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外票价研究现状

1．2．1 国外票价研究现状

1．2．2 国内票价研究现状

1．3 主要研究内容及论文结构

1．4 本章小结

2 城市轨道交通票价定价综述与配流理论基础

2．1 国内外城市轨道交通票价概况

2．1．1 国内城市轨道交通票价

2．1．2 国外城市轨道交通票价

2．2 定价理论、影响因素与策略

2．2．1 交通运输定价理论

2．2．2 定价影响因素

2．2．3 定价策略

2．3 城市轨道交通票价制式

2．4 城市轨道交通配流理论基础

2．4．1 最短路算法

2．4．2 有效路径搜索算法

2．4．3 多项式Logit模型

2．5 本章小结

3 基于弹性需求的轨道交通随机均衡配流模型

3．1 轨道交通网络基本特征

3．2 轨道交通网络描述

3．3 轨道交通网络有效路径

3．4 乘客路径出行广义费用

3．4．1 轨道交通票价不同定价策略

3．4．2 费用影响因素

3．4．3 乘客出行广义费用模型

3．5 轨道交通需求弹性

3．6 基于弹性需求的城市轨道交通随机配流模型

3．6．1 弹性需求下轨道交通均衡状态定义

3．6．2 基于弹性需求的轨道交通随机均衡配流模型

3．7 本章小结

4 基于弹性需求的轨道交通票价优化方法研究

4．1 双层规划模型应用与假设

4．1．1 双层规划模型简介

4．1．2 双层规划模型应用与假设

4．2 基于弹性需求的轨道交通票价优化双层规划模型

4．2．1 上层规划

4．2．2 下层规划

4．2．3 模型建立

4．3 双层规划模型求解算法

4．3．1 上层规划求解算法

4．3．2 下层规划求解算法

4．4 本章小结

5 算例分析

5．1 路网基本信息

5．2 最优票价策略

5．2．1 最优票价策略结果

5．2．2 最优票价策略客流分析

5．3 敏感性分析

5．3．1 客流需求随票价水平变化的敏感性分析

5．3．2 相关参数敏感性分析

5．4 票价策略评价与对比分析

5．4．1 票价策略评价指标

5．4．2 票价策略对比分析与结论

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 论文主要工作与结论

6．2 工作展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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