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2020年12月，交通運(yùn)輸與運(yùn)籌管理領(lǐng)域頂級期刊《Transportation Research Part B》發(fā)表了我校經(jīng)管學(xué)院肖玲玲副教授、北京航空航天大學(xué)劉天亮教授、黃海軍教授和英國利茲大學(xué)劉蓉暉教授在共享出行方面的最新研究成果“Temporal-spatial allocation of bottleneck capacity for managing morning commute with carpool”。
拼車專用車道（又稱多乘員專用車道）20世紀(jì)60年代在美國興起，并在臨近城市的高速公路上得到廣泛應(yīng)用。進(jìn)入21世紀(jì)，我國部分城市，比如深圳、成都，也開始在常發(fā)高峰期擁堵的城市道路上試點(diǎn)劃分拼車專用車道和普通車道。一般認(rèn)為，推行拼車專用車道是鼓勵拼車出行以緩解高峰期擁堵的有效解決方案之一。然而，擁堵緩解效果如何依賴于通勤者的拼車行為與成本，其機(jī)理尚不清楚。道路瓶頸容量在時(shí)間和空間維度上的聯(lián)合分配將產(chǎn)生怎樣的綜合效應(yīng)，也需要回答。
為了抓住上述問題的本質(zhì)，研究團(tuán)隊(duì)通過引入與普通車道分享瓶頸容量的拼車專用車道，對諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎獲得者William Vickrey 1969年提出的經(jīng)典的瓶頸模型框架進(jìn)行了擴(kuò)展，用以分析早高峰通勤者拼車還是自駕、什么時(shí)刻出發(fā)的選擇決策行為以及博弈均衡結(jié)果。除了排隊(duì)延誤時(shí)間成本和計(jì)劃時(shí)刻延遲成本之外，通勤者還需要付出額外的拼車成本，由一個(gè)與出行距離或自由流時(shí)間有關(guān)的常數(shù)分量和一個(gè)隨排隊(duì)延誤時(shí)間成比例的分量構(gòu)成。這兩個(gè)拼車成本分量皆可正可負(fù)，反映了選擇拼車出行的相對障礙和吸引力。
考慮拼車成本分量的不同取值組合，研究團(tuán)隊(duì)解析出了引入拼車專用車道前的三種典型的早高峰動態(tài)通勤均衡態(tài)，即：拼車者在高峰時(shí)段的中心通過瓶頸，自駕者在首尾兩端通勤（圖1(i)）；自駕者在高峰時(shí)段的中心通過瓶頸，拼車者在首尾兩端通勤（圖1(ii)）；所有人自駕通勤。
圖1 引入拼車專用車道之前的通勤均衡態(tài)
引入拼車專用車道后的典型均衡態(tài)如圖2所示。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)提出了最優(yōu)的道路瓶頸容量時(shí)空分配方案，推導(dǎo)了非最優(yōu)方案下系統(tǒng)效率損失的理論上界。在論文的數(shù)值部分，還分析了理論上界值是如何隨相關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)營和行為參數(shù)變化的。研究參數(shù)包括瓶頸容量的空間分配比、拼車窗口起止時(shí)刻自駕通過瓶頸的排隊(duì)延誤成本、車內(nèi)拼乘人數(shù)和道路高峰時(shí)長。
（iii）
圖2 引入拼車專用車道之后的通勤均衡態(tài)
該工作得到國家重點(diǎn)研究發(fā)展計(jì)劃（2018YFB1600900）、國家自然科學(xué)基金（71501012、71771007、71890970、71971020、71961137005）、北京市社會科學(xué)基金（16GLC054）、英國交通部“未來街道”項(xiàng)目和中歐合作項(xiàng)目(‘U-PASS’, 71961137005)的資助。
【成果分享】我院王雅璨教授課題組論文在交通研究頂級期刊Transportation Research Part B: Methodology發(fā)表