多用戶、多準則交通均衡效率損失上界研究 ------ 變分方法(清華匯智文庫) 97873 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳剋東，李躍文 著

圖書標籤:

• 交通均衡
• 多準則決策
• 效率損失
• 變分方法
• 網絡優化
• 博弈論
• 運籌學
• 清華大學
• 匯智文庫
• 數學模型

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302320869

商品編碼：29663596153

包裝：平裝

齣版時間：2013-06-01

基本信息

書名:多用戶、多準則交通均衡效率損失上界研究 ------ 變分方法(清華匯智文庫)

：38.00元

售價：25.8元,便宜12.2元,摺扣67

作者:陳剋東,李躍文

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2013-06-01

ISBN：9787302320869

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.159kg

編輯推薦

《多用戶多準則交通均衡效率損失上界研究－－變分方法／清華匯智文庫》編著者陳剋東、李躍文。本書大量運用瞭近年來該領域的一些新研究成果，在此嚮相關文獻的作者錶示誠摯的謝意。本書的研究內容及成果是作者在復旦大學攻讀博士期間，得到硃道立教授的指導而完成的，感謝硃教授的辛勤指導。同時本書的齣版得到瞭上海工程技術大學吳忠教授的大力支持，吳教授審閱瞭書稿，並提齣瞭寶貴的修改意見。另外，本書的齣版還得到瞭上海地方本科院校“十二五”內涵建設“現代綜閤交通智能化管理工程”（項目編號：0852011XKZYl5）、上海市科委高校能力建設“上海軌道交通信息集成平颱”（項目編號：09220502900）和上海市教委“軌道交通信息係統工程”（項目編號：JZ0907）的資助，在此一並錶示感謝！

內容提要

《多用戶多準則交通均衡效率損失上界研究－－變分方法／清華匯智文庫》編著者陳剋東、李躍文。

《多用戶多準則交通均衡效率損失上界研究－－變分方法／清華匯智文庫》隻考慮通過擁擠收費控製 均衡係統的情況，運用變分方法探討瞭無限類彆、多準則交通均衡問題中的效率損失上界問題，根據係統 成本以費用或時間度量，以及係統成本包含和不包含收費等情況分彆給齣瞭POA的上界。所取得理論成果 對交通政策設計者和管理者有重要的參考藉鑒價值。

目錄

第l章 多用戶、多準則交通均衡問題概述

1.1 問題的研究背景和研究意義

1.2 預備知識和基本假設

1.2.1 無限維交通網絡均衡問題模型

1.2.2 延遲映射的性質和一些假設

第2章 多用戶、多準則交通均衡效率損失上界研究

2.1 基於時間成本的交通均衡效率損失上界

2.1.1 係統成本包含收費的POA上界

2.1.2 係統成本不包含收費的POA上界

2.2 基於費用成本的交通均衡效率損失上界

2.2.1 係統成本包含收費的POA上界

2.2.2 係統成本不包含收費的POA上界

2.3 算例

2.4 小結

第3章 對多用戶、多準則交通均衡效率損失上界的進一步研究

3.1 引言

3.2 基於時間成本的交通均衡效率損失的新上界研究

3.2.1 係統成本包含收費的POA上界

3.2.2 係統成本不包含收費的POA上界

3.3 基於費用成本的交通均衡效率損失的新上界研究

3.3.1 係統成本包含收費的POA上界

3.3.2 係統成本不包含收費的POA上界

3.4 帶強有效收費的交通均衡效率損失上界研究

3.5 算例

3.6 小結

第4章 求解無限維係統優化問題的序列近似綫性化方法.

4.1 引言

4.2 無限維非綫性規劃問題的序列近似綫性化方法

4.3 多用戶、多準則交通均衡的無限維係統優化問題的序列近似綫性化方法

4.4 小 結

第5章 總結與展望

5.1 全文總結

5.2 研究展望

參考文獻

作者介紹

文摘

序言

多目標協同下的交通係統最優配置與公平性探析 導論：復雜交通係統中的挑戰與機遇 在日益繁忙的現代都市中，交通係統承載著巨大的經濟與社會功能，其效率與公平性直接關係到居民的生活質量和城市的可持續發展。然而，傳統的交通理論往往聚焦於單一目標下的係統優化，例如純粹追求齣行時間的最小化或通行能力的極緻發揮。這種單點式的視角在麵對復雜多變的實際交通需求時，顯得力不從心。個體齣行者在決策時，並非隻考慮齣行時間，還會權衡齣行成本（包括燃油、擁堵費、停車費等）、舒適度、安全性、環境影響以及對自身便利性的考量。同時，不同的社會群體對於交通服務的需求和承受能力也存在顯著差異，這使得如何在滿足多樣化個體需求的同時，實現交通係統的整體效率，並兼顧不同群體間的公平性，成為一個亟待解決的難題。 傳統交通均衡模型，如Wardrop的第一原理，主要描述瞭在個體理性選擇下，齣行者趨於選擇旅行時間和成本最低的路徑，從而形成一個“自私”但可能達到“整體最優”的均衡狀態。然而，這一模型在麵對多重齣行目標以及潛在的公平性考量時，其解釋力和指導性便會受到限製。例如，當齣行者同時考慮時間、成本和環境影響時，原有的均衡條件將不再適用，需要新的模型框架來捕捉這種多準則下的決策行為。更進一步，當我們將目光從個體行為轉嚮係統層麵的配置和管理時，如何設計能夠有效引導個體行為，並最終實現全局最優效率與公平性的交通政策和基礎設施，便成為研究的焦點。 本研究正是基於對上述復雜交通係統特性的深刻認識，將研究視角聚焦於“多用戶、多準則”的交通均衡問題，並在此基礎上，深入探討如何量化和控製交通係統運行過程中可能産生的“效率損失”，進而提齣一套基於變分方法的研究框架，旨在為交通係統的規劃、設計和管理提供更具理論深度和實踐價值的解決方案。我們將不再局限於單一維度的優化，而是試圖構建一個能夠同時兼顧個體齣行者的多重需求與整體交通係統運行效率的綜閤性模型。 一、 多用戶、多準則下的交通行為建模：超越單一目標的局限 在現實世界的交通網絡中，每一個齣行者都是一個獨立的決策主體，他們擁有不同的齣行目的、資源限製和偏好。因此，他們的行為並非由單一的齣行時間或成本所驅動。例如，一個趕時間的商務人士可能會優先選擇速度最快的路徑，即使其通行費較高；而一個注重環保的市民則可能傾嚮於選擇公共交通或自行車，即使其齣行時間稍長；一個傢庭齣行的車主則會綜閤考慮燃油經濟性、停車便利性和道路安全性。 為瞭準確刻畫這種復雜性，我們需要構建能夠反映多重齣行準則的齣行者行為模型。這涉及到： 多維效用函數構建： 傳統的齣行者模型通常假設齣行者的效用函數是關於旅行時間和旅行成本的綫性組閤。在本研究中，我們將擴展這一概念，允許齣行者的效用函數包含更多維度，如旅行時間、旅行成本（包括燃油、停車、過路費等）、齣行擁擠程度、齣行安全性、環境影響（如碳排放）、便利性（如換乘次數、步行距離）以及對特定交通方式的偏好等。如何量化這些非價格性的因素，並將其納入齣行者的決策框架，是模型構建的關鍵。例如，可以通過社會調查、心理學研究或數據挖掘等方法，為不同齣行準則賦予權重，從而形成一個能夠反映個體差異化偏好的多維效用函數。 廣義均衡的概念： 在多準則環境下，原有的Wardrop均衡原理需要被重新審視。傳統的Wardrop原理認為，在一個“自私”的均衡狀態下，任何兩條被使用的路徑，其旅行成本（或時間）應相等，且低於任何未被使用的路徑的旅行成本。當存在多個決策準則時，我們需要引入“廣義均衡”的概念。這可能意味著，在均衡狀態下，對於任何兩種被同樣優先考慮的齣行準則，所有被使用的路徑在這些準則上的“成本”或“效用”水平應達到某種一緻性。例如，如果齣行者同時關注時間和金錢，那麼在均衡狀態下，可能存在一係列的路徑，它們在時間和金錢的某種組閤下的“廣義成本”相等。這需要發展新的數學錶述來定義和尋找這種廣義均衡。 用戶異質性處理： 現實中的齣行者並非同質的。他們的年齡、收入、職業、生活方式、居住地點以及對交通工具的熟悉程度等都會影響其齣行決策。因此，在模型中引入用戶異質性至關重要。這可以通過將齣行者劃分為不同的群體，為每個群體設定不同的效用函數參數或決策規則來實現。或者，可以采用更精細的隨機效用模型，以概率的方式來描述齣行者在不同路徑和不同準則下的選擇行為。 二、 效率損失的量化與上界研究：理解係統運行的瓶頸 交通係統的運行效率並非總是最優。由於信息不對稱、個體決策的局部最優性、基礎設施的容量限製以及外部因素（如突發事件、天氣）的影響，實際交通流量的分布往往會偏離理想的、能夠最大化整體效益的配置，從而導緻效率損失。研究效率損失的上界，有助於我們理解係統可能達到的最差運行狀態，並為製定緩解策略提供依據。 效率損失的定義與度量： 效率損失可以從多個維度來度量，與齣行者的多重準則相對應。例如，如果以總齣行時間為效率目標，那麼效率損失就是實際總齣行時間與理論最優總齣行時間之差。如果考慮多重準則，則需要定義一個綜閤性的“係統效益”度量。例如，可以構建一個基於齣行者效用的總和，或者一個基於資源分配最優性的指標。效率損失的上界研究，就是要找到在給定網絡結構、需求模式以及齣行者行為模型下，係統運行效率可能達到的最低點，或者說，係統運行效率偏離最優狀態的最大幅度。 變分方法的應用： 變分方法是研究優化問題和均衡問題的強大數學工具。它能夠處理涉及函數空間和積分的優化問題，尤其適用於描述連續介質或大量離散元素的整體行為。在本研究中，變分方法可以被用來： 刻畫交通流的分布： 將交通網絡中的齣行者視為一個連續的流體，其在網絡上的分布可以通過一個密度函數來描述。齣行者的多重準則和用戶異質性可以被整閤到定義這個流體行為的“勢能”或“自由能”函數中。 推導均衡條件： 通過最小化某個“總勢能”或“總成本”泛函，可以自然地推導齣廣義均衡條件。這種方法能夠以一種統一的框架來處理多種不同的均衡概念，並能夠直接導齣數學上嚴謹的均衡方程。 分析效率損失： 效率損失可以被理解為實際均衡狀態與理論最優狀態之間的“距離”或“差距”。變分方法可以用於找到這個最優狀態（例如，最大化總係統效益的流量分配），並與實際均衡狀態下的效益進行比較，從而量化效率損失。更重要的是，變分方法可以幫助我們推導齣效率損失的上界。這可能涉及到研究某些泛函的界限，或者分析特定條件下均衡解的性質。例如，可以通過研究能量函數或成本函數的凸性，來推斷是否存在全局最優解以及其附近的局部最優解的性質。 三、 優化配置與公平性考量：走嚮可持續的交通未來 在理解瞭多用戶、多準則下的行為特性以及效率損失的度量後，我們便可以著手於研究如何通過優化交通係統的配置來提升效率並兼顧公平性。 係統配置的決策變量： 係統配置可以包括多個方麵，例如： 基礎設施規劃： 道路網絡的建設和改造，公共交通綫路的設置，停車設施的布局等。 交通控製策略： 信號燈配時優化，匝道控製，擁堵收費的實施等。 公共交通服務水平： 班次頻率，票價結構，服務區域覆蓋範圍等。 齣行需求管理： 鼓勵錯峰齣行，推廣綠色齣行方式等。 效率與公平性的權衡： 在很多情況下，追求極緻的係統效率可能會犧牲一部分用戶的利益，導緻不公平。例如，實施擁堵收費可能會使低收入群體難以承擔，從而限製瞭他們的齣行。因此，如何在提升係統整體效率的同時，確保不同社會群體的齣行機會和齣行成本的公平性，是政策製定中的核心挑戰。這需要： 多目標優化框架： 將係統效率（例如，總社會效益最大化）和公平性指標（例如，基尼係數、最弱群體齣行成本）作為需要同時優化的目標。 公平性指標的量化： 定義清晰、可量化的公平性指標，例如，不同收入群體在平均齣行時間和齣行成本上的差異，或者特定群體（如老年人、殘疾人）獲得交通服務的可及性。 帕纍托最優與理想邊界： 研究在效率和公平性之間可能存在的權衡關係，尋找能夠達到帕纍托最優的配置方案，即不存在一個方案能夠在不犧牲另一項指標的情況下同時提升兩項指標。進一步，可以探討如何通過政策設計，將係統運行推嚮“理想邊界”，即盡可能高的效率和盡可能公平的組閤。 變分方法在優化配置中的作用： 變分方法不僅可以用於分析現有係統的行為，也可以用於設計最優的係統配置。通過將係統配置的決策變量納入到變分問題的框架中，例如，通過改變網絡結構或控製參數來影響“勢能”函數，可以找到能夠最大化目標函數（如總社會效益）的最優配置參數。這種方法可以提供一種係統性的、全局性的視角來解決復雜的交通規劃問題。 結論：邁嚮智能化、精細化的交通管理新時代 本研究通過深入剖析多用戶、多準則下的交通行為特性，並藉助變分方法這一強大的數學工具，為理解和解決交通係統中的效率損失問題提供瞭新的視角和方法。我們不再孤立地看待交通係統的某一方麵，而是將其置於一個復雜的、多維度交互的係統中進行考察。通過量化和研究效率損失的上界，我們能夠更清晰地認識到係統運行的潛在瓶頸，並為製定有效的緩解策略奠定基礎。 最終，我們的目標是通過優化交通係統的配置，在提升整體運行效率的同時，兼顧不同用戶群體的公平性需求，從而構建一個更具可持續性、更人性化的未來交通係統。這需要跨學科的閤作，將交通工程、運籌學、經濟學、社會學以及數學等領域的知識融會貫通，纔能真正應對現代交通發展所麵臨的挑戰，並為城市居民提供更優質的齣行體驗。研究成果的轉化和應用，將有助於政府部門和交通規劃者做齣更科學、更明智的決策，推動交通管理嚮智能化、精細化和以人為本的方嚮邁進。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對城市生活充滿好奇心的普通市民，我對城市交通的擁堵狀況深有體會。每天上下班高峰期，望著緩慢移動的車流，我常常在想，為什麼會齣現這種情況？有沒有什麼辦法能讓交通變得更順暢？“效率損失”這個詞，很容易讓我想到這些日常的煩惱。雖然“多用戶、多準則交通均衡”這樣的術語聽起來很學術，但它背後隱藏的，很可能就是對我們每個人齣行選擇的綜閤考量，以及交通係統如何在一個復雜的多重目標下尋求平衡。這本書提到“上界研究”，我理解為是在探討在各種製約條件下，交通效率可能達到的最佳限度，或者說，我們應該如何去努力，纔能盡量縮小與理想狀態的差距。這種探索，讓我覺得很有意義，因為它直接關係到我們生活質量的提升。我期待這本書能用一種相對易懂的方式，解釋清楚這些復雜的理論，讓我能更好地理解城市交通運行的邏輯，甚至對改善交通問題提齣一些啓發性的思考。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的書名中，我感受到瞭其研究的宏大和細緻。“多用戶”意味著需要考慮不同齣行者之間的互動和決策，這在現實交通中是極其普遍的；而“多準則”則強調瞭在評價交通係統時，不能僅僅單一地考慮某一個指標，而是要綜閤考慮諸如齣行時間、費用、環境影響等多個維度，這更符閤現實世界的復雜性。“交通均衡”本身就是一個核心概念，而“效率損失”則聚焦於係統中的“不理想”狀態，並試圖去度量它。“上界研究”則進一步將問題縮小到尋找一個“最壞情況”或“最優化努力”的限度，這在風險評估和策略製定上都非常有價值。我推測，作者們很可能運用瞭高級的數學工具，比如這裏提到的“變分方法”，來構建精密的模型，並推導齣具有普遍意義的結論。這本書，在我看來，不僅是一項深入的理論探索，其研究方法和結論，很有可能為未來的交通規劃和管理提供新的思路和解決方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者群和齣版機構，給我的第一印象就是權威和專業。清華大學作為國內頂尖的工科院校，其在交通工程和數學領域的實力毋庸置疑，“清華匯智文庫”也一直是學術研究的前沿陣地。因此，我對這本書的學術深度和創新性充滿信心。“多用戶、多準則交通均衡效率損失上界研究”這個題目，涵蓋瞭交通係統建模、博弈論、優化理論等多個交叉學科的知識，錶明其研究的復雜性和前瞻性。尤其是“變分方法”的引入，預示著作者們可能在理論方法上有所突破，能夠以一種全新的視角來分析交通均衡問題，並為效率損失的量化提供一種嚴謹的數學工具。我猜想，這本書的研究成果，對於推動交通科學的發展，尤其是在復雜交通係統建模與優化領域，將具有重要的理論價值和潛在的應用前景。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就吸引瞭我，那種沉穩而又不失現代感的風格，配上“清華匯智文庫”的金字招牌，立刻讓人感受到一種學術的嚴謹和前沿的氣息。“多用戶、多準則交通均衡效率損失上界研究”這個書名，雖然初聽有些晦澀，但“交通均衡”和“效率損失”這些詞匯，很容易勾起我對於城市交通擁堵、齣行選擇睏境等日常體驗的聯想。我一直對交通規劃和城市發展方麵的東西很感興趣，特彆是那些能解釋我們身邊現象的理論。這本書的標題暗示瞭它可能提供一種新的視角來理解和量化交通係統中的“不完美”之處，並且“上界研究”這個提法，更是顯得非常專業，似乎是在為解決這些問題尋找一個理論上的極限，進而指導實踐。封麵上的那些復雜的公式和圖錶，雖然我暫時看不懂，但它們本身就散發著一種知識的力量，讓我對書的內容充滿瞭好奇和期待。這本書，在我看來，不僅僅是一本學術著作，更可能是一把鑰匙，幫助我打開理解復雜交通係統的一扇新窗戶。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在城市規劃部門工作多年的從業者，每天都要麵對各種交通問題，從規劃設計到日常管理，都離不開對交通係統運行規律的理解。這本書的書名，特彆是“多準則交通均衡效率損失上界研究”這一部分，立刻引起瞭我的高度關注。在實際工作中，我們經常會遇到各種各樣的“次優”情況，比如道路容量限製、不同齣行方式的偏好差異、甚至是不同利益相關者之間的博弈，這些都會導緻交通係統無法達到理論上的最優狀態，從而産生效率損失。如何去量化這些損失，並且找到一個可以接受的“上限”，這對於我們製定更科學、更有效的交通政策至關重要。“變分方法”這個關鍵詞，更是讓我眼前一亮，因為我知道這是一種非常強大的數學工具，在很多優化問題上都有著廣泛的應用，如果能將其成功應用於交通均衡的研究，那無疑將為我們提供一個更精準、更係統的分析框架。我相信這本書中的理論研究，能夠為我們解決實際交通難題提供重要的理論支撐和方法指導。