[发明专利]一种考虑出行者和居民交通排放暴露的道路收费方法

说明书

本发明涉及一种考虑出行者和居民交通排放暴露的道路收费方法，属于交通管理技术领域。该方法包括以下步骤：S1：选取路网，确定路网中的OD对和交通需求量；S2：利用一体化模型估算交通排放污染物浓度；S3：量化出行者和非出行者的交通排放暴露；S4：基于交通管理者角度，构建三个管理目的不同的道路收费模型；S5：获得在不同管理目的下，路网中每条路段的收费标准，出行路径选择情况，以及出行者和非出行者的交通排放暴露情况。本发明通过分析三个不同管理目的下的道路收费方案，获得了不同的路网流量分配方案，以及出行者和非出行者交通排放暴露的变化情况，这些研究结果可为交通管理部分在制定道路收费方案时提供可靠的理论依据和参考方法。

技术领域

本发明属于交通管理技术领域，涉及一种考虑出行者和居民交通排放暴露的道路收费方法。

背景技术

道路收费是交通管理领域普遍认为比较有效的管理手段，最初主要考虑交通拥堵的外部性，随着交通排放引起的空气污染问题日益严重，交通排放的负外部性也越来越受到广泛的关注。目前，虽有研究通过利用道路收费手段来降低交通排放对人们身体健康的影响，即交通排放暴露。但是这些研究在计算交通排放暴露时，只考虑了道路周边的非出行者(居民)，忽视了道路中的出行者，且这些研究没有探讨交通活动与交通排放污染物浓度之间的关系。

基于此，本发明利用一体化模型量化了道路中的出行者和周边非出行者的交通排放暴露，站在交通管理者的角度，根据管理目的的不同，构建了考虑非出行者交通排放暴露最低、出行者交通排放暴露最低和系统交通排放暴露最低的三种道路收费模型。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种考虑出行者和居民交通排放暴露的道路收费方法。提出合理的道路收费方法来诱导路网中的出行者选择合理的出行路径，从而降低不同管理目的下的交通排放暴露。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种考虑出行者和居民交通排放暴露的道路收费方法，该方法包括以下步骤：

S1：选取路网，确定路网中的OD对和交通需求量；

S2：利用一体化模型估算交通排放污染物浓度；

S3：量化出行者和非出行者的交通排放暴露；

S4：基于交通管理者角度，构建三个管理目的不同的道路收费模型；

S5：采用Frank-Wolfe算法与连续平均法MSA相结合的混合算法对下层的用户均衡模型进行求解，再运用基于精英选择策略的遗传算法GAE对三个双层规划模型分别进行求解，获得在不同管理目的下，路网中每条路段的收费标准，出行路径选择情况，以及出行者和非出行者的交通排放暴露情况；

S6：比较不同管理目的下的收费标准，分析出行者和非出行者的交通排放情况，选择较为合理的道路收费方案，为交通管理部分利用道路收费手段来缓解路网中的交通排放暴露提供可靠的理论依据和参考方法。

可选的，所述S2中，交通流模型-交通排放估算模型-线源扩散模型为：