基于双层规划的水利枢纽通航拥堵收费机制研究

摘要

针对水利枢纽通航拥堵问题,探讨了引入拥堵收费机制的通航改善策略。首先,在考虑过坝方式异质性的条件下,通过建立过坝成本函数来反映船舶在过坝时段及方式上的转移规律,并据此分析了缓解通航拥堵的关键船舶类型。其次,采用双层规划模型,以过坝系统总成本与船舶经济-环境成本为上下层优化目标,探寻了通航建筑物收费和翻坝运输降费的协同机制。最后,以三峡工程为例进行分析。结果表明:高载货量船舶是导致通航拥堵的主要船型,引入收费机制能显著改善通航拥堵状况,但会增加过坝系统的总成本;翻坝运输可以弥补大坝通过能力的不足,却无法在特定时段上缓解通航拥堵;实施翻坝公路降费与拥堵收费的协同策略,能在增加通航效率的情形下进一步控制总成本,但降费幅度要与其通过能力相匹配。