基于时间偏好异质性的交通走廊通勤行为研究

As a side-effect of urban development, the commuting distance continually increases, leading to the significance of investigating the influence of the traffic corridor among different urban regions. Due to the long commuting distance in traffic corridor, the heterogeneity of scheduling preferences exhibits great influences on commuting behaviors and the propagation of traffic flow. Therefore, this project firstly analyzes the heterogeneity of scheduling preferences for different commuters with data analysis and questionnaires. According to the knowledge of fluid mechanics, management theory and behavioral science, we then develops the heterogeneous scheduling preference function, based on which the dynamic models of commuting behavior in traffic corridor are proposed. Under this modeling framework, the influence of the heterogeneous scheduling preferences on the commuting process in traffic corridor is studied. Finally, we analyze the objective laws of commuting behaviors and dynamical propagation of traffic flow, which shed light on the optimal control model for the distribution of entry/exit in traffic corridor and control strategy of traffic flow. This research contributes to understanding complex traffic behaviors in traffic corridor. It provides a theoretical foundation for the the optimal design, improvement of the construction and management of urban traffic corridor, thus reducing traffic congestion of urban traffic system.

城市规模的扩大导致城市通勤距离逐年增加，交通走廊逐渐成为城市区域间通勤行为的重要载体。由于交通走廊通勤中的长距离特征，使得通勤者在时间偏好上的异质性很大程度上影响了走廊中的流量传播过程和区域间通勤行为规律。本项目就是运用流体力学、管理学和行为科学等知识，首先以分析交通走廊通勤者时间选择偏好性为切入点，通过数据分析和问卷等方式建立不同居住位置、不同人群的时间偏好异质性函数；其次，以时间偏好函数为基础，基于流量拥堵理论，建立交通走廊沿线通勤者出行行为动态模型；最后，基于出行行为模型探讨时间偏好异质性对交通走廊动态出行行为的影响过程，分析城市交通走廊系统中通勤行为基本特征和流量的动态传播机理，为交通走廊出入口分布和交通流量管控策略建立优化模型并进行对比分析。本研究有助于加深对复杂交通行为的理解，为优化城市交通走廊布局、改进交通走廊结构设计与管理、改善城市交通拥堵状况，提供科学依据。

随着社会经济的飞速发展与汽车保有量的激增，交通拥堵已经成为影响城市居民生活水平的重要难题之一，且这一问题在高峰期通勤时段显得尤为突出。为了应对这一问题，近年来城市交通网络的建设到达了新的高度，其中以城市主干道、快速路等构成的交通走廊成为交通网络的重要一环，在交通流量传输过程中发挥了重要作用，故交通走廊沿线的通勤行为规律与特征直接影响了交通系统高峰期的承载能力，是交通科学研究者和交通管理人员重点关注的对象。基于此背景，本项目以交通走廊为研究对象，考虑出行者时间偏好异质性对通勤行为的影响，分析通勤过程中的出行时间选择规律，探究交通走廊中拥堵的形成、传播和演化机理。项目研究内容包含三个方面：首先，通过数据分析、参数标定、模型推导等方式构建适应于不同交通走廊的时间偏好函数，以此函数描述出行者的出行时间选择行为特征；其次，在考虑时间偏好异质性的前提下，分析交通走廊通勤行为的基本规律，包括用户均衡和社会最优状态下的流量分布形态、交通走廊出发率与到达率的演变趋势、走廊中交通流量随时间推移而产生的动力波传播特性等；再次，在考虑时间偏好异质性的前提下，探讨单步收费、最优收费、错峰出行等管控措施的可行方案、实施效果及优化方向，为交通科学的研究与交通流量的控制提供一定的理论支撑。项目研究结果表明，连续时间偏好函数、指数时间偏好函数等形式，可以更好的描述交通走廊出行者的出发时间选择行为特征。此外，项目研究成果揭示了考虑时间偏好性时，单步收费政策对交通流量动态传播特征的影响，获得了线性错峰出行的优化配置方案，并对通勤过程中的微观交通行为进行了应用研究。本项目的研究成果，提升了对通勤过程中时间偏好异质的认识，促进了对交通走廊通勤行为规律的理解，加强了对走廊交通流量动态特征的预估能力，为交通走廊通勤过程中的流量管控措施提供了理论上的参考依据。