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      基于雙層規(guī)劃模型的高速公路差異化收費(fèi)定價研究

      2023-10-26 09:07:53程思潔邵曉明李鎮(zhèn)王江鋒
      山東科學(xué) 2023年5期
      關(guān)鍵詞:國省道費(fèi)率路段

      程思潔 邵曉明 李鎮(zhèn) 王江鋒

      摘要:為了提高高速公路利用率,減輕平行國省道的交通負(fù)擔(dān),綜合考慮高速公路經(jīng)營者和使用者雙方的利益,建立了以實(shí)現(xiàn)高速公路運(yùn)營收益增加為上層目標(biāo),以實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)多用戶隨機(jī)均衡分配為下層目標(biāo)的差異化收費(fèi)定價模型,設(shè)計了遺傳算法和模擬退火算法與迭代加權(quán)法組合的模型求解算法。在分析山東省龍青高速及其平行國省道交通流特征的基礎(chǔ)上,運(yùn)用設(shè)計的模型有針對性地制定分出入口路段、分時段、分車型的高速公差異化收費(fèi)方案。研究結(jié)果表明最優(yōu)的差異化收費(fèi)方案能使龍青高速北向南方向的運(yùn)營收益增加786.19萬元/年,道路使用者的出行成本減少716.51萬元/年,驗(yàn)證了差異化收費(fèi)定價模型的實(shí)用性,進(jìn)一步完善了高速公路多模式差異化收費(fèi)方案。

      關(guān)鍵詞:高速公路;差異化收費(fèi);雙層規(guī)劃;廣義費(fèi)用函數(shù);多用戶隨機(jī)均衡分配;遺傳算法;模擬退火算法;迭代加權(quán)法

      中圖分類號:U491.1+22?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A?? 文章編號:1002-4026(2023)05-0093-09

      Research on differentiated toll pricing for highways based on bi-level programming

      CHENG Sijie1,SHAO Xiaoming2,LI Zhen3,WANG Jiangfeng1*

      (1. Key Laboratory of Transport Industry of Big Data Application Technologies for Comprehensive Transport, School of Traffic and Transportation, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China;2. Shandong Provincial Communications Planning and Design Institute Group Co.Ltd,Jinan 250101, China;3. Shandong Hi-speed Company Limited,Jinan 250013, China)

      Abstract∶To improve the utilization of highway resources and the traffic situation in parallel national and provincial roads, in this study, the interests of highway operators and users was comprehensively accounted; a differentiated toll pricing model with the upper-level objective of increasing highway operating revenues and the lower-level objective of achieving multiclass stochastic traffic network equilibrium was established; and a model incorporating the genetic algorithm, simulated annealing algorithm, and iterative weighting method was developed. Based on the analysis of the traffic characteristics of the Longqing highway and its parallel national and provincial roads in the Shandong Province, the proposed model was used to develop differential toll schemes for entrance and exit sections, time periods, and vehicle types on the highway. The results show that the optimal differentiated tolling schemes can increase the operating revenue of the Longqing highway in the north-south direction by 7861900 yuan/year and reduce the travel cost of the road network by 7 165 100 yuan/year, which confirms the practicality of the proposed model and the effectiveness of the multimode differentiated tolling schemes for highways.

      Key words∶highway; differentiated tolling; bi-level programming; generalized cost functions; multiclass stochastic traffic network equilibrium; genetic algorithm; simulated annealing algorithm; iterative weighting method

      公路是我國覆蓋范圍最廣、通達(dá)程度最深的交通基礎(chǔ)設(shè)施。近年來公路網(wǎng)交通流分布不均衡的問題日益嚴(yán)重,國省道公路擁堵頻發(fā),部分路段交通流量過大,給路面造成了巨大的損耗,增加了公路養(yǎng)護(hù)和維修的成本。高速公路憑借良好的道路條件、高效的運(yùn)輸效率,承擔(dān)起了支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展“大動脈”的作用,但其通行費(fèi)率依舊在車輛的出行成本中占據(jù)較大的比重,高額的出行成本影響了高速公路的競爭力。差異化收費(fèi)是解決這一問題的有效方式,通過經(jīng)濟(jì)杠桿的作用提升道路交通吸引力,對路網(wǎng)的交通流進(jìn)行有效引導(dǎo),優(yōu)化路網(wǎng)交通流分配,從而有效提升路網(wǎng)使用效率,改善路網(wǎng)循環(huán)質(zhì)量、提高交通運(yùn)輸效率、降低運(yùn)輸成本,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展。

      高速公路收費(fèi)定價問題的研究涉及政府、道路使用者和運(yùn)營者等多方利益,需要考慮成本、收益、交通量、污染排放等因素[1-4]。目前主要的高速公路收費(fèi)定價模式包括基于級差效益的定價模式和基于成本的定價模式?;诩壊钚б娴亩▋r模式考慮的是道路使用者的利益,目的是讓道路使用者通過支付通行費(fèi)用換取運(yùn)輸量增加、運(yùn)輸成本降低、運(yùn)行距離減少、運(yùn)行時間節(jié)約等道路使用效益?;诖朔N模式,陳傳德等[5]考慮了車輛在途時間、維修保養(yǎng)費(fèi)用等因素,對高速公路的收費(fèi)定價進(jìn)行計算;安喬治等[6]將道路使用者的收益影響因素分為時間節(jié)省、油耗降低和安全性提高三個方面,構(gòu)建了高速公路收費(fèi)定價模型?;诔杀镜亩▋r模式考慮的是道路經(jīng)營者的利益,目的是為了實(shí)現(xiàn)道路建設(shè)項(xiàng)目及運(yùn)營的收支平衡[7]?;诖朔N模式,曾光輝[8]對高速公路的建設(shè)、運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)成本以及投資收益進(jìn)行分析,設(shè)計了高速公路基準(zhǔn)收費(fèi)定價模型。單一的定價模式僅考慮了道路使用者或出行者其中一方的利益,為了考慮多個主體的利益,Li等[9]、張歡等[10]、魏連雨等[11]建立了雙層規(guī)劃模型來描述高速公路的收費(fèi)定價問題。

      在差異化收費(fèi)研究方面,現(xiàn)有的方案大多面向單一場景。為了緩解高峰期擁堵問題,李金華等[12]和劉偉銘等[13]分別基于消費(fèi)者均衡理論和瓶頸模型,設(shè)計了重大節(jié)假日期間高速公路階梯式收費(fèi)定價方案;李明[14]提出對一天當(dāng)中兩個道路擁堵時段的高速公路通行費(fèi)率進(jìn)行降價調(diào)整;針對路段擁堵問題,Lee [15]基于道路飽和度指標(biāo)對高速公路擁堵路段區(qū)間進(jìn)行篩選,制定分路段差異化收費(fèi)策略;還有一些學(xué)者側(cè)重設(shè)計分車型的差異化收費(fèi)方案,王玉彤[16]和申科等[17]根據(jù)不同車型車輛對成本變化的敏感性,制定分車型差異化收費(fèi)方案;王海蘭等[18]和Figueiras等[19]為實(shí)現(xiàn)物流企業(yè)降本,專門設(shè)計了針對貨車的差異化收費(fèi)定價方案。

      現(xiàn)有的高速公路收費(fèi)方案往往難以同時滿足道路使用者、經(jīng)營者等多方的利益需求,且相關(guān)研究往往只針對某一種場景,缺少對多模式、適用性強(qiáng)的差異化收費(fèi)定價方案進(jìn)行設(shè)計。為了進(jìn)一步完善高速公路差異化收費(fèi)方案,本文考慮道路經(jīng)營者和使用者兩方面的利益,以增加高速公路運(yùn)營效益和實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)多用戶隨機(jī)均衡分配為目標(biāo),建立基于雙層規(guī)劃模型的高速公路差異化收費(fèi)定價模型,設(shè)計模型求解算法,并制定一套分路段、分出入口、分時段、分車型的高速公路差異化收費(fèi)方案,方案對于提高高速公路競爭力,促進(jìn)路網(wǎng)交通流合理分布,提升高速公路運(yùn)營收益有重要意義。

      1 研究方法

      1.1 差異化收費(fèi)定價模型

      差異化收費(fèi)定價問題中,道路經(jīng)營者和使用者是雙層決策者,二者間具有領(lǐng)導(dǎo)和跟隨關(guān)系,其中,道路經(jīng)營者是上層領(lǐng)導(dǎo)決策者,根據(jù)一定的目標(biāo)確定通行費(fèi)率,道路使用者是下層跟隨決策者,基于領(lǐng)導(dǎo)者制定的價格,綜合考慮行程時間等因素做出路徑選擇。領(lǐng)導(dǎo)者的決策會影響跟隨者的選擇,而跟隨者的決策又會反饋給領(lǐng)導(dǎo)者,在上下層決策相互作用、不斷迭代優(yōu)化的過程中,形成最優(yōu)的差異化收費(fèi)定價方案。為了充分發(fā)揮差異化收費(fèi)的價格杠桿作用,實(shí)現(xiàn)通行費(fèi)率降低、交通流分配優(yōu)化、運(yùn)輸效率和質(zhì)量提升的目的,本文同時考慮道路經(jīng)營者和使用者利益,設(shè)計雙層規(guī)劃模型進(jìn)行差異化收費(fèi)定價。

      1.1.1 上層規(guī)劃

      對于經(jīng)營性高速公路的運(yùn)營方而言,通行收費(fèi)是維持公路后期養(yǎng)護(hù)和運(yùn)營的關(guān)鍵。為了保證高速公路的正常運(yùn)行以及高速公路運(yùn)營企業(yè)的生產(chǎn)生存,將實(shí)現(xiàn)高速公路運(yùn)營方收益增加作為定價模型的上層規(guī)劃目標(biāo)。高速公路運(yùn)營方的收益由收費(fèi)總收入、道路養(yǎng)護(hù)成本、環(huán)境治理成本、管理運(yùn)營成本和設(shè)備成本構(gòu)成,計算公式如下:

      Smax=SN-SA,(1)

      SN=SR-SM-SE-SO-SD,(2)

      s. t.? ?SN≥SA ,(3)

      其中,S為差異化收費(fèi)定價方案實(shí)施后高速公路運(yùn)營方收益的變化量,單位為萬元/年;SN為施行差異化收費(fèi)方案后高速公路運(yùn)營方的收益;SA為施行差異化收費(fèi)方案前高速公路運(yùn)營方的收益;SR為高速公路收費(fèi)總收入;SM為道路養(yǎng)護(hù)成本;SE為環(huán)境治理成本;SO為管理運(yùn)營成本;SD為設(shè)備運(yùn)行成本。

      (1)高速公路收費(fèi)總收入

      其中,I為車型集合,根據(jù)交通運(yùn)輸部最新修訂的《收費(fèi)公路車輛通行費(fèi)車型分類》(JT/T 489-2019)[20]劃分,詳情見表1;J為高速路段集合;T為通行時段集合,包括客車通行高峰時段和平峰時段;fi,j為路段j上車型i的通行費(fèi)率,qi,j為路段j上車型i的交通流量,Lj為路段j的長度,Cj為路段j的通行能力。

      (2)道路養(yǎng)護(hù)成本

      其中,MO為日常養(yǎng)護(hù)成本;MR為中、大修均攤成本;FMO,j為路段j的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,據(jù)調(diào)研,山東省高速公路單車道的日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用為1.5萬元/km;lj為路段j的車道數(shù);k1為通車年限系數(shù),通車第3年取1,之后每增加1年調(diào)增8%;k2為地形地貌系數(shù),平原微丘區(qū)路段取1,山嶺重丘區(qū)路段取1.1;k3為通行費(fèi)收入系數(shù),每車道每公里年通行費(fèi)收入在62.5萬元以下取1,在62.5萬元~125萬元取1.1,高于125萬元取1.15;k4為交通量系數(shù),每車道年平均日交通量小于6 250輛取1, 6250~10 000輛取1.2,高于10 000輛取1.3;FMR,j為路段j的中、大修費(fèi)用,據(jù)調(diào)研,F(xiàn)MR,j取每10年100萬元/km。

      (3)環(huán)境治理成本

      其中,fp為標(biāo)準(zhǔn)車型的環(huán)境治理費(fèi)用,單位為元/公里,取值范圍一般為0.06~0.08元/km[21];kp為標(biāo)準(zhǔn)車型折算系數(shù)。

      (4)管理運(yùn)營成本

      其中,fO為管理運(yùn)營費(fèi)用,包括管理、養(yǎng)護(hù)人員工資等費(fèi)用,據(jù)調(diào)研,fp取35萬元/(km·a)。

      (5)設(shè)備成本

      其中,fD為設(shè)備支出費(fèi)用,包括監(jiān)控設(shè)備購買與安裝費(fèi)用、電費(fèi)等,據(jù)調(diào)研,fD取10萬元/(km·a)。

      1.1.2 下層規(guī)劃

      模型的下層規(guī)劃目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)多用戶隨機(jī)均衡分配,即各車型出行者均不能通過單方面改變路徑來降低估計的路段阻抗。定義一個廣義費(fèi)用描述路段阻抗,廣義費(fèi)用由時間成本和費(fèi)率成本兩部分組成,計算公式如下:

      其中,ri,l為車型i選擇路徑l的廣義費(fèi)用,單位為元;vi為車型i的時間價值,單位為元/min;

      Oi為車型i的百公里燃油費(fèi)用,單位為元;Fi為車型i的百公里油耗量,單位為L;Pf為燃油的月平均價格,單位為元/L;tj為路段j的行程時間;tj,0路段j的自由流行駛時間;α、β為阻滯系數(shù),分別取0.15和4[22]。

      出行者路徑感知阻抗的隨機(jī)誤差項(xiàng)服從Gumbel分布,令感知阻抗的負(fù)值為路徑的效用,基于最大效用理論,各車型出行者基于logit模型進(jìn)行路徑選擇。則下層規(guī)劃實(shí)現(xiàn)多用戶隨機(jī)均衡的條件如下[23]:

      其中,di(r,s)為車型i在r和s間的OD交通量;pi,l(r,s)為車型i選擇路徑l的概率。

      根據(jù)變分不等式理論,多用戶隨機(jī)均衡分配問題等價于求一個可行路徑流量,使以下變分不等式成立:

      其中,q(r,s)*為所求的路徑流量解;Ωq(r,s)為可行路徑流量集合。

      Ωq(r,s)滿足的約束條件如下:

      其中,δj,l(r,s)為路段-路徑相關(guān)變量,若路段j屬于路徑l,則δj,l(r,s)=1,否則δj,l(r,s)=0。

      由于變分不等式模型的可行域由線性和非負(fù)約束條件構(gòu)成,因此Ωq(r,s)是緊凸集,且路段阻抗函數(shù)ri(r,s)在Ωq(r,s)上是隨交通量變化的嚴(yán)格單調(diào)遞增連續(xù)函數(shù),因此存在并且具有唯一的解。

      1.2 模型求解算法

      基于雙層規(guī)劃的差異化收費(fèi)定價問題屬于非確定性多項(xiàng)式困難問題,使用精確算法求解難度很大且需要花費(fèi)大量時間,通常使用啟發(fā)式算法進(jìn)行求解??紤]到啟發(fā)式算法求解得到的是近似最優(yōu)解,本文分別使用遺傳算法(genetic algorithm,GA)和模擬退火(simulated annealing,SA)算法與下層規(guī)劃求解算法進(jìn)行組合進(jìn)行求解。

      1.2.1 遺傳算法求解步驟

      第一步:將各車型通行費(fèi)率的折扣率設(shè)為候選解,考慮實(shí)際情況將折扣率的取值范圍定為[0,10%],使用二進(jìn)制編碼法生成規(guī)模為20的初始種群,設(shè)置最大迭代次數(shù)為50次,令初始迭代次數(shù)k=1;

      第二步:基于種群中每個個體計算各車型通行費(fèi)率,代入下層規(guī)劃求解交通流分配結(jié)果,將高速公路運(yùn)營收益增量作為適應(yīng)度函數(shù),計算每個個體的適應(yīng)度;

      第三步:使用輪轉(zhuǎn)法進(jìn)行個體選擇,選擇概率為個體適應(yīng)度在種群總適應(yīng)度中的占比;使用單點(diǎn)變異進(jìn)行交叉運(yùn)算,交叉概率設(shè)為0.6;使用二進(jìn)制變異進(jìn)行變異運(yùn)算,變異概率設(shè)為0.08,生成新種群;

      第四步:若k>50,解碼輸出最優(yōu)個體對應(yīng)的折扣率,否則令k=k+1,返回第二步。

      1.2.2 模擬退火算法(SA)求解步驟

      第一步:設(shè)置初始溫度Ts為100,終止溫度Te為0,溫度下降比例為0.95,內(nèi)層循環(huán)次數(shù)為50,將現(xiàn)行初始費(fèi)率代入下層規(guī)劃,求解得到初始交通流分配結(jié)果,計算初始收益增值,令外層循環(huán)次數(shù)m=1,內(nèi)層循環(huán)次數(shù)n=1;

      第二步:在當(dāng)前溫度Tm下,以[0,10%]為折扣區(qū)間更新費(fèi)率,代入下層規(guī)劃,計算新的收益增值,令n=n+1;

      第四步:若n>50,轉(zhuǎn)到第五步,否則返回第二步;

      第五步:若Tm

      1.2.3 下層規(guī)劃求解算法

      下層規(guī)劃實(shí)現(xiàn)多用戶隨機(jī)均衡分配,采用迭代加權(quán)法(method of successive algorithm,MSA)進(jìn)行求解。

      第一步:按照各路段的初始阻抗對各車型的交通需求執(zhí)行隨機(jī)加載,得到各路段的初始混合交通流量xj,0,令循環(huán)次數(shù)m=1;

      第二步:基于各路段當(dāng)前的混合交通流量xj,m,使用廣義費(fèi)用函數(shù)計算各路段阻抗;

      第三步:基于新的路段阻抗,使用Dial算法對各車型的交通需求執(zhí)行l(wèi)ogit加載,得到各路段的附加混合交通量yj,m;

      第四步:使用MSA法計算各路段當(dāng)前的混合交通量

      2 研究區(qū)域

      本次研究的區(qū)域?yàn)樯綎|省東北部地區(qū),在現(xiàn)有行政區(qū)劃的基礎(chǔ)上,將研究區(qū)域劃分為16個交通小區(qū),信息如表2所示。

      各小區(qū)間的OD數(shù)據(jù)從山東省2021年高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)以及路段卡口數(shù)據(jù)中提取得到。研究區(qū)域內(nèi)的主要路段包括龍青高速青島段,以及3條與其平行的國省道,分別是G204煙滬線萊西至城陽段、S209蓬黃線萊陽至即墨段、S213龍青線萊西至即墨段。

      龍青高速研究路段全長78.10 km,起至萊西東收費(fèi)站,終點(diǎn)為城陽收費(fèi)站,由北向南途徑6個收費(fèi)站,按收費(fèi)站將龍青高速劃分為7個出入口段。龍青高速各路段和平行國省道兩個方向的交通量和交通飽和度VC比(即:最大交通量V /最大通行能力C)如圖2所示。

      由圖2可知,兩個方向的交通流在高速公路和平行國省道上的分布情況具有一定的相似性。具體而言,龍青高速路段H_3、H_7雙向的年平均日交通流量高于平行國省道,為國省道分擔(dān)了一部分的交通壓力;而高速路段H_1、H_2、H_4、H_5、H_6的交通流量都低于平行國省道,且國省道承擔(dān)了較大的交通流量,路段交通飽和度數(shù)值較大,道路資源不能充分滿足路段的交通需求,交通運(yùn)行效率將受到影響,面臨擁堵的問題。因此本文以龍青高速北向南方向?yàn)榇?,對交通流量低于平行國省道,且平行國省道交通飽和度比較大的高速公路路段H_1、H_2、H_4、H_5的通行費(fèi)率進(jìn)行調(diào)整。

      為了提高貨物運(yùn)輸效率,節(jié)約物流運(yùn)輸成本,本文還考慮對高速公路兩軸以上貨車(即3~6類貨車)的通行費(fèi)率進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整。首先對高速公路客車通行交通量時變情況進(jìn)行統(tǒng)計,結(jié)果如圖3所示。

      由圖3可知,高速公路客車車輛主要集中在6:00—18:00間出行,且經(jīng)過統(tǒng)計,這一時段客車通行量在一天通行量當(dāng)中占比為60%以上。為了在吸引中、大型貨車選擇高速公路的同時,減少貨車對高速公路高峰時期客車運(yùn)行的影響,本文以60%的比例為節(jié)點(diǎn),將日均出行交通量劃分為高峰出行交通量和平峰出行交通量,運(yùn)用雙層規(guī)劃模型對出行平峰期兩軸以上貨車的通行費(fèi)率進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)一步完善分時段、分車型的差異化收費(fèi)定價方案。

      3 龍青高速差異化收費(fèi)方案設(shè)計

      山東省高速公路現(xiàn)行通行費(fèi)率以及各車型收費(fèi)系數(shù)如表3所示。

      基于現(xiàn)狀各車型在OD間對高速公路和國省道的選擇結(jié)果,使用極大似然估計方法對各車型的時間價值Vi進(jìn)行標(biāo)定,結(jié)果如表4所示。

      首先保持各車型間的收費(fèi)系數(shù)不變,對需要調(diào)整費(fèi)率的龍青高速路段H_1、H_2、H_4、H_5進(jìn)行排列組合,制定15種不同的分出入口差異化收費(fèi)方案,使用第一節(jié)提出的雙層規(guī)劃模型以及兩種求解算法進(jìn)行求解,得到每種方案的高速公路運(yùn)營方年收益增值以及最優(yōu)費(fèi)率調(diào)整幅度,結(jié)果如圖4所示。

      由圖4可知,基于兩種算法求解得到高速公路收益增值及對應(yīng)的最優(yōu)折扣率結(jié)果具有一定的相似性,驗(yàn)證了近似最優(yōu)解的可信度。同時發(fā)現(xiàn)方案4、6、7、12實(shí)施后不滿足上層規(guī)劃中高速公路收益增值必須為正的約束條件,將這4個方案剔除。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步調(diào)整兩軸以上貨車在當(dāng)日18:00至第二天6:00這一平峰時段的通行費(fèi)率,11種方案中有5種方案能夠使高速公路收益得到進(jìn)一步提升。

      隨著高速公路通行費(fèi)率的調(diào)整,道路阻抗發(fā)生變化,出行者重新進(jìn)行路徑選擇,其出行時間、燃油費(fèi)用和通行費(fèi)率構(gòu)成的出行成本也隨之改變。為了從5種備選方案中選出效益最優(yōu)的方案,對差異化實(shí)施前后路網(wǎng)交通流的出行成本差值進(jìn)行計算,計算公式如下:

      其中,D為出行成本降低量,單位為萬元/年;ri,j為方案實(shí)施前車型i在路段j上的廣義費(fèi)用;qi,j為方案實(shí)施前路段j上車型i的交通流量;ri,j′為方案實(shí)施后車型i在路段j上的廣義費(fèi)用;qi,j′為方案實(shí)施后路段j上車型i的交通流量。

      經(jīng)過計算,得到5種備選方案實(shí)施后的效益如表5所示。

      由表5可知,方案14實(shí)施后能夠使龍青高速運(yùn)營方的年收益提升最多,增加了786.19萬元,同時使道路使用者出行成本降低716.51萬元/年,將其作為最終的差異化收費(fèi)定價方案,具體方案是在6:00—18:00客車出行高峰時段,對路段H_2、H_4、H_5各車型的通行費(fèi)率降價2%,并在此基礎(chǔ)上,再給予當(dāng)日18:00至第二天6:00平峰時段出行的兩軸以上貨車降價3%。龍青高速北向南方向各車型在高峰和平峰時段的通行費(fèi)率如表6所示。

      4 結(jié)語

      本文通過建立雙層規(guī)劃模型描述了道路經(jīng)營者和使用者對高速公路收費(fèi)定價的共同決策作用,對高速公路差異化收費(fèi)問題進(jìn)行研究。模型上層規(guī)劃考慮了高速公路收費(fèi)總收入、養(yǎng)護(hù)成本、環(huán)境治理成本、管理運(yùn)營成本等多個因素,以實(shí)現(xiàn)高速公路運(yùn)營收益增加為目標(biāo),下層規(guī)劃考慮了道路使用者的時間成本和費(fèi)用成本,以實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)多用戶隨機(jī)均衡分配為目標(biāo)。在分析路網(wǎng)交通流時空分布特征的基礎(chǔ)上,利用設(shè)計的模型有針對性地為山東省龍青高速青島段制定了分出入口路段、分時段、分車型的差異化收費(fèi)方案,其中最優(yōu)收費(fèi)方案能使龍青高速在北向南方向上的年收益增加786.19萬元,路網(wǎng)用戶出行成本降低716.51萬元。研究結(jié)果進(jìn)一步完善了多模式差異化收費(fèi)方案,促進(jìn)了方案的實(shí)施與推廣,使路網(wǎng)資源得到更加合理的配置,有效減輕平行國省道的交通負(fù)擔(dān),同時也為高速公路差異化收費(fèi)方案的制定提供理論支持和參考依據(jù)。

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