基于信用的拥堵收费：均衡性质与最优方案设计
计算机科学与博弈论
2022-10-31 v1 多智能体系统
最优化与控制
摘要
基于信用的拥堵收费（CBCP）已成为一种缓解道路拥堵收费所引发的社会公平担忧的机制——拥堵收费是一种颇具前景的交通拥堵缓解策略——其通过向低收入用户提供出行信用额度以抵消部分通行费支出。尽管CBCP在解决阻碍拥堵收费实际可行性的公平问题方面潜力巨大，但其在实践中的部署尚处于起步阶段，CBCP方案的潜在效能与最优设计仍有待形式化。本文研究CBCP方案的设计以实现特定社会目标，并探讨在多车道高速公路设有快车道、且具备不同时间价值（VoTs）的异质用户进行路径选择时，CBCP对其交通模式的影响。我们引入一种新的混合经济非原子拥堵博弈模型，其中符合条件的用户获得出行信用，其余不符合条件的用户则需自费使用快车道。在此设定下，我们通过刻画相应纳什均衡的性质（即存在性、比较静态分析）来研究CBCP方案对交通模式的影响，并在符合条件的用户具有时不变VoTs的设定下，构建凸规划以计算这些均衡。我们进一步提出一个双层优化框架，用于设计最优CBCP方案以实现中央计划者的社会目标。最后，我们基于圣马特奥101快车道项目（北美首批CBCP试点之一）的案例研究进行数值实验。结果表明，CBCP有潜力使低收入出行者享受快车道拥堵收费带来的出行时间节省，同时对其他道路使用者出行成本的影响相对较小。
引用
@article{arxiv.2210.15907,
title = {Credit-Based Congestion Pricing: Equilibrium Properties and Optimal Scheme Design},
author = {Devansh Jalota and Jessica Lazarus and Alexandre Bayen and Marco Pavone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.15907},
year = {2022}
}