考虑有限理性出行行为的重大节假日路网应急管控方法

Recently, the severe congestions happened on highways during the major holidays have been normalized and getting even worse. The effective emergency road network management and control strategies are urgently needed for the government. During the major holidays, the individual bounded-rational travel behavior and the road network degradation caused by accidents make it difficult to develop such strategies. The current research on the road network emergency management and control strategies usually developed for the sudden events, which are not suitable for the planned travel behavior on the major holidays. This research aims to investigate the individual travel behavior decision on the major holidays and propose a framework of dynamic emergency management and control methodologies based on traffic state of the road network. Its contents include: the uncertainty avoidance and bounded rational travel behavior decision mechanism; the relationships between congestion identification and control and guidance strategies in the degradable road network, and how to use such relationships in the proposed framework to ensure the network capacity. The research methodologies include: The data fusion of individual surveys and macro-observation; the fusion of individual behavior analysis and system simulation; the correlation analysis for decision making in the framework of the countermeasure frame. The results of this project can benefit not only emergency traffic management on major holidays in China, but also the theory of behavior decision and management and control methodologies under the unconventional demand.

近年来我国重大节假日高速公路拥堵现象已经常态化且愈演愈烈，制定有效的应急管控措施已成为政府部门的当务之急。重大节假日出行者由于缺少经验积累而导致行为有限理性，路网由于事故多发而引发容量降级，加剧了管控难度。现有非常规需求下路网应急管控研究多针对突发性事件，难以适用于具有计划性出行行为特征的重大节假日情形。本课题拟在重大节假日出行行为分析基础上,研究基于交通状态适时响应的路网应急管控方法。基于行为决策理论，在有限理性框架下分析出行者出行计划行为与在途管控策略响应行为；考虑路网降级影响，围绕系统容量可靠性保障目标，研究状态征兆与管控策略的关联关系，为对策启动判断和滚动抉择提供依据。研究以问卷调查与宏观观测建立信息基础，行为研究与仿真实验结合构建实验平台，对策框架下的关联分析形成决策支撑。成果不仅对重大节假日路网应急管理有实用价值，而且对非常规需求下的行为决策理论和不确定性管控方法亦有理论贡献。

研究针对重大节假日高速公路和国省干道流量分布不均衡问题，按照特征分析、机理解释和策略优化的研究思路，综合运用数据分析、问卷调查、决策分析和仿真推演等方法，对重大节假日高速公路和国省干道流量分布不均衡现象进行分析，提出缓解重大节假日高速公路严重拥堵的相关策略。.研究首先以上海“国庆黄金周”为例，对高速公路和国省干道交通流量特征和城际出行行为特征进行研究，采用数据分析方法分析了对外通道拥堵特征及其演化规律；在对国庆长假出行人群、目的、路径选择等进行问卷调查的基础上，分析了不同出行目的出行群体对路径选择的倾向。其次，基于问卷调查分析结论，采用决策场理论对重大节假日城际小汽车出行群体决策机理进行了研究，解释了重大节假日不同出行目的城际出行者群体的路径决策行为差异性。最后，结合重大节假日城际交通特征和不同群体的路径选择行为特征的研究成果，提出了重大节假日路网应急管控策略，并利用MATSim进行仿真模拟，验证和优化了不同应急管控策略可行性。.研究结果表明重大节假日上海市对外通道的高速公路和国省干道存在着严重的流量不均衡现象，而且出行群体及其出行特征有显著的异质性：出行群体按照出行目的可划分为探亲、访友、旅游和商务四类，其中探亲出行群体时间约束刚性，对收费价格敏感；旅行和商务群体时间约束弹性，对收费不敏感，但对路况熟悉的熟悉程度这一变量十分敏感。基于决策场理论建立了重大节假日城际出行者路径选择模型，模型结果能很好解释2015年国庆假期出行者的问卷结果，并利用该模型定量计算了探亲、访友、旅游和商务四类人群在高速公路收费改变、发布绕行信息和增加拥堵标志三种应急管控措施下的高速公路偏好强度，最后通过MATSim对京沪高速和曹安公路的实际路况进行仿真验证。论文研究成果将有助于重大节假日期间路网应急管控策略优化。