信息约束条件下的路网行程时间可靠性研究

发布时间：2018-03-25 16:11

本文选题：信息约束　切入点：城市路网　出处：《西南交通大学》2014年博士论文

【摘要】：随ITS系统相关设备陆续投入使用,实时交通信息从根本上改变了路网出行者的出行理念及出行模式。一方面出行过程中,实时信息加强出行结果的可预知性,对实时出行决策产生影响：另一方面信息环境下的出行经验积累、出行习惯的形成等也会发生变化。信息影响下出行行为的集计结果是路网性能时变随机性的主要致因,为减弱该随机性对出行质量的负面影响,要深刻解析信息约束下的出行行为微观机理及其对路网性能的稳定性的作用机制。信息环境下的出行行为研究是众多交通问题研究的理论基础。现有出行行为研究多孤立研究某个特定决策阶段(例如路径选择),且常假设出行者完全掌握当前路况并可作出完全理性决策(忽视心理因素)。本文围绕信息约束下的一系列完整的出行决策问题,在精确界定研究时域范围的基础上,将心理学、行为学与时变动态分析理论相结合,尝试在有限理性框架下对信息约束机理及信息约束下的出行行为分析并建模,在此基础上从出行者角度出发提出路网时变行程时间可靠性定义,并研究信息环境中出行者的动态选择行为与路网宏观性能之间的相互作用规律,即信息约束下的路网时变可靠性相关问题。首先,分别对出行行为研究现状和行程时间可靠性研究现状进行总结,指出存在的问题和不足之处,进而明确论文研究内容及技术路线。在此基础上对信息环境下路网交通流的动态性、随机性进行致因分析,描述了路网供、需时变随机性并引入行为分析理论分析决策随机性影响因素,论证时变概率分布在路网动态供需矛盾研究中应用的可行性。其次,解读信息对出行决策的约束机理。城市路网属有人参与复杂系统,因此引入认知心理学理论剖析出行者决策心理过程,再使用模糊数学方法近似模拟出行者识别机理,建立多源信息约束下的原型匹配模型,并在算例中借助计算机仿真技术构建多源信息环境,对原型匹配模型进行了参数标定。第三,对完整出行行为进行系统分析,细化出行阶段,挖掘出行者一系列选择现象本质,并在概率论框架下针对各类选择行为特征选取适合的数学方法构筑决策框架并最终建立选择模型。先引入认知结构理论合理划分出行阶段及各阶段的选择行为次序,选取与不同阶段、不同选择行为特征契合的理论分析各选择现象本质,再建立对应的选择模型。论文通过对比潜在类别模型、状态转移模型适用性,建立区分出行者类别的出行前偏好出行方式选择模型,进而基于认知结构顺应理论构建偏好路径选择模型,同时结合前景理论建立计划出发时刻选择模型；在上述基础上考虑信息约束及出行者的不完全理性特征构建出行方式、路径变更模型,并分析了驾驶员安全行为可靠性与路网时变供给的关系。第四,基于不动点理论提出了时变路径行程时间的计算方法。论文根据行为研究结论合理进行行为假设,构建了随机动态用户最优原则框架下的路网流量时变随机分配模型,进一步定义路网时变行程时间可靠性概念并设计相应算法。最后在算例中对比了有信息约束和无信息约束的时变随机路网路径流量演化轨迹、行程时间及行程时间可靠性的变化过程。验证了实时信息在一定程度上有助于提高人们的出行效用。
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【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U491

【参考文献】