现代交通管理技术背景下的交通网络均衡分析与模型研究,是未来交通规划、交通网络改造、交通政策制定、道路收费标准决策以及交通管理技术评价与选择的重要基础。最近关于网络均衡问题的研究已经证明：在交通信息系统作用下出行者的选择行为表现出混合策略的特性；而道路收费背景下的网络均衡问题则具有多类型、多准则的特点。然而考虑以上两项重要的交通管理技术综合作用下的网络均衡行为研究还极为罕见。本文在网络均衡理论的基础上,围绕出行者的路径选择、是否出行以及交通信息系统选择等几个重要的决策环节,对于多车型、多准则、混合策略(UE、SO、CN)的网络均衡过程展开系统分析与模型研究。在此基础上针对这一网络均衡形态的特性,分别从补贴和收费的角度探讨了有效提高网络效率的两种交通管理方案,研究了SO策略补偿方案的优化模型与网络拥挤收费的边际成本定价方法。进一步针对公路网络中存在收费道路的特点,研究了多车型、多准则、混合策略网络均衡形态下的道路通行费优化方法。具体研究内容如下： 1.针对交通信息系统与道路收费作用下出行者路径选择行为的多元化与差异性特点,提出依据车型与策略进行出行者类型划分的方法,建立了感知广义行程时间函数来描述出行者路径选择中的行为特性,其中行程时间、行程费用以及时间价值等相关参数的设置,可以反映不同类型出行者在行驶速度、收费标准以及时间价值方面的差异性,而函数结构则可以表现不同策略出行者各自的决策目标。 2.为了描述各类型出行者路径选择行为所形成的网络均衡形态,在感知行程时间函数的基础上,采用变分不等式理论,建立了多车型、多准则、混合策略的网络均衡模型,可以预测均衡状态下的流量分布形态以及网络效率指标。 3.为了描述各类型出行者路径选择与是否出行决策相互作用下的网络均衡形态,通过引入策略相依的需求弹性函数,建立了弹性需求下的多车型、多准则、混合策略网络均衡模型,可以预测均衡状态下的需求分布和流量分配形态以及网络效率指标,反映交通信息系统与道路收费在调解出行需求、诱导流量分布方面所发挥的综合效益。 4.为了描述各类型出行者路径选择与信息系统选择相互作用下的网络均衡形态,首先针对网络效益在不同策略出行者间的不公平分配特点,提出通过对于SO策略出行者予以补偿,从而调节网络中出行者的策略比例,以实现提高网络效率的思想,进而采用期望效用理论和Logit选择模型建立了描述出行者策略选择决策的需求分离函数,在此基础上建立了考虑策略选择因素的多车型、多准则、混合策略网络均衡模型,可以预测特定SO策略补偿方案下,网络均衡状态时出行者的需求分布、策略比例和流量分配形态以及网络效率指标。 5.针对SO策略补偿方案、出行者的策略比例以及网络效率提高程度三者之间相互关系的特点,从成本效益的角度出发,采用双层规划理论,描述了SO策略补偿方案制定决策中交通管理者与出行者之间的Stackelberg博弈过程,建立了SO策略出行者补偿方案的优化模型,可以获得具有最高成本效益比的SO策略补偿方案以及相应的SO策略出行者需求比例与分布形态。 6.针对混合策略网络均衡形态中并非所有类型出行者都采用个人边际成本进行路径选择的行为特点,建立了多车型、多准则、混合策略网络均衡形态下道路拥挤收费的边际成本定价方法,从经济学角度描述了不同策略、不同车型出行者面对网络拥挤效应的行为特性,可以获得以实现系统最优网络形态为目标,针对各出行者类型(车型、策略)的最佳道路拥挤收费方案。 7.针对道路通行费标准、网络均衡形态、道路收费收入以及网络效率间相互关系的特点,在雷姆西定价理论的基础上,采用双层规划方法,描述了交通管理者、收费道路建设经营者和道路使用者在通行费制定决策中的博奕关系,在固定需求与弹性需求的多车型、多准则、混合策略网络均衡形态下,分别建立了收费道路的通行费费率优化模型,可以获得针对各出行者类型(车型、策略)的最佳道路通行费方案,方案的实施可以在满足道路经营者预期收费收入的前提下,最大程度上实现交通网络的社会效益。 此外,本文中以丰富的算例分析,验证了以上模型的应用效果,并进一步揭示了现代交通管理技术背景下,各决策环节中出行者的行为特性与网络均衡形态的特征,分析了SO策略补偿方案成本效益特点,以及拥挤收费与道路通行费对于网络形态的影响作用与车型、策略针对性道路定价的重要意义。算例分析中获得的众多有益结论不仅充实了模型研究的成果,并且为交通管理者相关政策的制定、管理技术的选择与评价,提供了具有现实意义的参考信息。