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《西南科技大学》 2016年
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基于系统动力学的高速公路可变收费机制研究

邹艾娟  
【摘要】:随着我国经济的发展,人们的运输需求以及私家车数量也显著增加,然而在道路建设速度无法满足运输需求增长的情况下,高速公路高峰时段产生了严重的道路拥挤问题,而低峰时段高速公路却只能闲置。高速公路交通量分配不均不仅会使高速公路使用者效用降低,也会导致高速公路运营管理成本上升。影响高速公路收费标准制定的因素有很多,本文从高速公路使用者和经营者的角度出发,选择了几个具有代表性的影响因素,比如GDP,机动车保有量,使用期间的道路维修成本等。根据高速公路双峰出行特征将高速公路使用时间划分为高峰时段和低峰时段,对不同时段设置不同的收费标准,不同的收费标准通过logit效用函数影响下一天的出行选择。在此基础上通过系统动力学方法建立系统模型,并将整个系统划分为社会经济子模型,道路维修成本子模型和出行选择子模型。根据模型的模拟来展现交通运输政策的改变对高速公路的出行需求影响,进而探讨交通管理政策改变对于高速公路的使用成本变化。最后利用系统动力学仿真专用工具Vensim软件,以成渝高速公路四川段为例,进行实证分析。通过模拟比较高低峰时段不同的收费标准对高速公路社会成本与通行费收入的影响情况,最终得出一个相对较优的方案,即社会成本较低,同时通行费收入较高,满足社会效益、经济效益皆较优。系统动力学方法克服了孤立地从某一方面出发制定收费标准的缺陷,在一定程度上能为高速公路收费标准提供更合理、更具针对性的理论建议和实践论证。
【关键词】:系统动力学 高速公路 可变收费 交通管理政策
【学位授予单位】:西南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:N941.3;F542
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 1 绪论8-17
  • 1.1 研究背景8-9
  • 1.2 研究意义9-10
  • 1.3 国内外研究现状10-14
  • 1.3.1 国外研究现状10-11
  • 1.3.2 国内研究现状11-13
  • 1.3.3 系统动力学在交通运输行业的应用13-14
  • 1.4 论文主要内容和创新之处14-17
  • 1.4.1 论文主要内容14-15
  • 1.4.2 论文创新之处15-17
  • 2 高速公路可变收费概述17-25
  • 2.1 可变收费理论基础17-22
  • 2.1.1 高速公路收费效应与消费者选择17-18
  • 2.1.2 高速公路可变收费理论概述18-21
  • 2.1.3 出行者出行选择模型的理论基础21-22
  • 2.2 高速公路可变收费发展历程22-25
  • 3 高速公路可变收费系统动力学模型25-44
  • 3.1 系统动力学方法介绍25-29
  • 3.1.1 系统动力学概念25-27
  • 3.1.2 系统动力学的基本原理与建模流程27-29
  • 3.2 高速公路可变收费系统动力学分析29-34
  • 3.2.1 高速公路收费标准影响因素分析29-30
  • 3.2.2 模型因果回馈关系30-32
  • 3.2.3 Logit效用模型的因果回馈关系32-34
  • 3.3 系统流图与方程34-44
  • 3.3.1 社会经济子系统36-38
  • 3.3.2 道路维修子系统38-41
  • 3.3.3 出行选择子系统41-44
  • 4 成渝高速公路可变收费模型实例分析44-73
  • 4.1 成渝高速公路概况44-45
  • 4.2 成渝高速公路交通量分布现状45-48
  • 4.2.1 2014年成渝高速公路四川段各路段日均交通量计算45-46
  • 4.2.2 2014年成渝高速公路四川段各路段日均交通量走势46-47
  • 4.2.3 2014年成渝高速公路四川段各时段交通量分布47-48
  • 4.3 系统动力学模型设计48-54
  • 4.4 模型有效性检验54-59
  • 4.5 政策模拟分析59-68
  • 4.5.1 条件假设59-60
  • 4.5.2 高速公路可变收费政策模拟60-68
  • 4.6 政策制定68-73
  • 结论与展望73-75
  • 致谢75-76
  • 参考文献76-81
  • 附录81-85
  • 攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文及研究成果85

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