交通系统中弹性出行管控措施的实验研究和理论建模

With the rapid development of urbanization and increasing demand for transportation, traffic congestion has become a bottleneck for the healthy development of our national economy. The main reason of traffic congestion is the conflict between supply and demand in traffic systems, however, we can not fundamentally solve the conflict only by increasing the transport infrastructure. In order to ease the conflict, transportation scientists propose lots of traffic management measures to guide the travel of commuters to a rational level, adjust the travel structure, and balance the traffic flow in road networks. Among them, the flexible travel management measures still lack experimental study and theoretical analysis. In this project, we mainly study flexible travel management, such as staggered working hour, flexible working hour, and flexible restriction, in traffic systems with the combination of traffic travel choice experiments, data analysis and theoretical modeling. We plan to detect the validation of those management measures and the travel choice behaviors, uncover the inherent and external factors that determine the travel-choice behaviors and its underlying mechanisms, and build theoretical models. According to the research results, we will provide rational suggestions for the travel choices of commuters, and propose more efficient traffic management measures to traffic management departments.

随着城市化进程的加快和交通需求量的增加，交通拥堵已经成为阻碍我国国民经济健康发展的瓶颈。交通供需不均衡是导致交通问题的主要原因，单纯增加道路基础设施并不能从根本上解决交通问题。为了缓解交通供需不平衡的矛盾，引导通勤者合理出行，调整出行结构，均衡道路交通流，交通科学家提出了一系列的交通出行管理措施。其中，弹性出行管控措施还缺少必要的实验验证和理论分析。本项目拟通过交通出行选择行为实验、数据复杂性分析和理论建模相结合的方式研究错峰上下班、弹性工作时间和柔性限行等弹性出行管控措施的有效性和群体的出行选择行为，挖掘个体和群体的出行选择行为模式，揭示影响出行选择行为的内部和外部因素及其深层机理，建立出行选择行为理论模型，为通勤者的出行提供合理的建议，为管理部门更加有效地制定综合交通管理措施提供科学依据。

由于交通供需失衡造成的交通拥堵成为社会发展的最为严重的阻碍之一。该项目通过理论计算、实验室实验以及问卷分析等方法研究了群体交通出行选择行为。主要的研究内容包括：柔性限行管理措施、随机交通状态下出行前信息的影响、模式选择中的均衡选择和转换、错峰出行管控措施等。在理论研究方面，提出了柔性限行模型、建立了随机交通状态下出行前信息对早通勤成本影响的模型，以及模式选择多均衡模型。通过均衡分析，求解出了上述模型的严格解析解，发现柔性限行措施能够在提高出行灵活性的同时减少出行成本，分析了随机交通状态下出行前信息对于早通勤成本影响的因素，并发现了准确信息在早通勤中所造成的“信息悖论”。在实验研究方面，进行了模式选择均衡选择和转换实验、随机交通状态对于出行选择行为的实验，以及错峰出行行为学实验。通过实验室行为实验，发现了多均衡系统中均衡选择和转换的影响因素，探究了随机交通状态以及错峰出行措施对于早通勤出行的影响。在问卷分析方面，通过分析匹兹堡弱势道路使用者在不同年份对于自动驾驶车的看法，我们发现年份、感知安全性以及自动驾驶事故在弱势道路使用者对自动驾驶车的看法有显著的影响。通过以上的研究，我们提出了一些交通管控措施，例如柔性限行；发现的早通勤“信息悖论”对于智能交通信息系统的发展提供了理论基础；发掘的影响模式选择均衡选择和转换的因素对于如何促进可持续交通的发展提供了政策建议；分析的弱势道路使用者对于自动驾驶车的看法对于我国自动驾驶车在城市内的测试有着借鉴意义。同时，在该项目的资助下，项目组收集了一批有价值的实验室数据，对于以后交通行为学实验的发展提供了良好的基础。总体看来，该项目的进行促进了群体交通出行选择行为理论和实验研究的发展，取得了良好的效果。