基于交通出行数据的可持续道路网络设计与投融资分析

With the active encouragement of the government on the introduction of the private capitals on the infrastructure investment and management, the financing forms of the highway system turn to more diversified, which brings the new challenges and issues for the highway network design and maintenance in theory research and practice. Based on the diversification of the road financing forms of our country, according to the traffic data on the road network, this project adopts the OD traffic matrix estimation technology and network equilibrium theory, builds the traffic data-driven traffic matrix prediction model and proposes the joint decision of the road capacity、toll、operation period and investment timing according to the social welfare and profit, finally, empirically studies on the Hubei province road network design and financing decision based on the actual survey data. Our study enriches the mathematical models and theory of the transportation network design by introducing the data-driven sustainable transportation network design and financing model. And, in practice, our study can provide scientific and theoretical guidance for the local and central government in road network design, and is one of the decision support systems for the development of transport infrastructure and long-term planning of the country.

随着政府积极鼓励与大力引进民间资本，道路项目的投融资模式趋于多样化，道路网络设计与维护既要考虑道路容量与费率等物理要素，又要考虑项目投资时机、经营期限与资本结构等投融资要素，在理论研究与实践中都提出了新的挑战。本项目针对道路网络投融资模式的多样性，利用道路网络出行数据，借助OD矩阵反推技术和网络平衡理论，构建基于交通出行数据的OD矩阵动态预测机制，根据社会福利与经济收益等多种目标确定新旧道路项目的物理要素和投融资要素，并基于湖北省道路网络进行实证研究。通过本项目的研究，在理论上构建出行矩阵预测-交通网络设计与投融资决策的关联动态数学模型，提出交通出行数据驱动的可持续交通网络设计与投融资决策机制，丰富交通网络设计问题的理论与模型，在实践上为地区及全国道路网络规划调整与投融资决策提供科学理论指导，为交通基础设施发展中、长期规划提供决策支持。

随着政府积极鼓励与大力引进民间资本，道路项目的投融资模式趋于多样化，道路网络设计与维护既要考虑道路容量与费率等物理要素，又要考虑项目投资时机、经营期限与资本结构等投融资要素，在理论研究与实践中都提出了新的挑战。本项目针对道路网络投融资模式的多样性，利用道路网络出行数据，借助OD矩阵反推技术和网络平衡理论，构建基于交通出行数据的OD矩阵动态预测机制，根据社会福利与经济收益等多种目标确定新旧 道路项目的物理要素和投融资要素，并基于湖北省道路网络进行实证研究。在项目实施过程中，作为一作和/或通讯发表交通运输类国际权威期刊《Transportation Science》1篇、《Transportation Research Part C、D、E》7篇、《Applied Energy》1篇、《系统工程理论与实践》1篇、其他SCI期刊论文3篇；撰写交通运输部部领导批示2份；培养管理科学与工程方向硕士研究生3名，在读硕士研究生2名、在读博士生5名，其中硕士研究生获国家研究生奖学金2人次、学校学业一等奖学金1人次、指导学生获学术会议优秀论文奖4人次；被任命《Transportation Research Part E》编委；邀请国际著名交通学者及其他多名国际知名学者进行学术访问与线上线下交流；作为副主席协作第七届东亚运输与物流国际会议等。