交通拥堵是城市发展过程中无法避免的难题,随着我国城镇化、机动化、现代化进程的快速推进,城市交通需求的增长超过道路交通设施的建设,交通拥堵日益严峻,如何有效控制和缓解交通拥堵迫在眉睫。单纯依靠增加交通供给无法从根本上缓解供需失衡的矛盾,供给的增加将诱发新的交通需求,交通供需不平衡的矛盾需要从控制需求和增加供给两方面解决。拥堵收费措施利用经济杠杆调控交通需求,通过调整出行成本引导出行决策,使得交通出行的外部成本得到价值补偿,在已有实践中对于缓解交通拥堵具有显著效果。然而,拥堵收费是否是我国城市解决交通问题的良方,我国城市是否具备实施拥堵收费的必要前提和基础,如何确定合理的收费标准,拥堵收费将如何影响出行决策及交通运行状况等关键问题仍需深入探讨。针对上述问题,论文围绕大城市交通需求管理及拥堵收费措施的关键问题进行研究,讨论交通需求管理的理论基础和实践应用,分析城市实施拥堵收费措施的可行性与必要性,探讨拥堵收费定价方法。以通勤者为研究对象,分析通勤者对拥堵收费的支付意愿,研究拥堵收费对通勤出行的调控作用,预测拥堵收费对路网流量分布和出行方式分担的影响。主要研究内容如下:首先,分析交通需求管理的基本理论。在总结前人研究成果的基础上,从交通需求管理重要性、调控出行需求的作用机理、交通需求管理策略及应用效果等方面,分析交通需求管理的理论基础。重点关注拥堵收费措施,利用供需平衡和外部成本理论分析拥堵收费的经济学原理,参考伦敦拥堵收费模式,从城市规划、拥堵收费研究、收费方案实施及调整、交通系统发展水平、民众支持率等多方面,总结伦敦拥堵收费的成功经验与适用条件。应用“三圈理论”的指导思想,从“价值、能力、支持”三个角度分析拥堵收费措施的可行性;从交通拥堵严重程度和公共交通发展水平方面,分析城市实施拥堵收费的必要性。提出拥堵收费措施的可行性与必要性评价指标,为城市实施拥堵收费的可行性与必要性分析提供技术支撑。其次,研究通勤者的拥堵收费支付意愿。拥堵收费支付意愿能够反映通勤者对拥堵收费的心理和经济承受能力,是其主观意愿的体现。以往研究多从客观角度分析评价拥堵收费及确定收费水平,然而通勤者作为交通系统的主要使用者,其主观意愿和行为是决定交通系统运行状态及拥堵收费措施效果的关键因素。论文以通勤行为和意愿调查数据为基础,应用条件价值评估理论对通勤者拥堵收费支付意愿进行分析,建立拥堵收费支付意愿Spike模型。分析拥堵收费支付意愿的显著影响因素,估计不同属性特征通勤者的支付意愿分布,结果表明通勤者年龄、收入、受教育程度、工作时间灵活性、通勤距离、通勤方式、对拥堵收费措施的有效性认知及拥堵收费水平对其支付意愿具有显著影响,不同属性特征通勤者其支付意愿具有较大差异。基于支付意愿影响因素分析,利用支持向量机回归理论建立拥堵收费支付意愿预测模型,预测通勤者的支付意愿及拒绝支付拥堵收费的概率。应用调查数据对预测模型精度和有效性进行检验,结果显示模型精度及有效性良好。再次,研究拥堵收费定价方法,建立拥堵收费定价模型。拥堵收费定价是拥堵收费研究的关键问题,论文从额外出行时间、环境污染和交通事故三方面,分析交通拥堵的外部成本,分别利用旅行成本法、实际发生法和GDP估值法进行三种外部成本的量化计算,基于边际外部成本理论建立拥堵收费定价模型。综合考虑拥堵收费措施和出行信息诱导对出行决策的引导和调控作用,实施动态拥堵收费策略,将交通管理者关于拥堵收费与出行诱导信息的决策与出行者的出行决策,抽象成管理者与出行者之间的非对称信息动态博弈问题,建立基于委托—代理博弈的动态拥堵收费定价模型。最后,研究拥堵收费对通勤出行的调控作用。分析拥堵收费对出行行为的调控作用是评价拥堵收费效果的基础,拥堵收费对路网流量及交通运行状况的影响是管理者的决策依据。利用非集计理论建立拥堵收费措施影响下通勤者出发时间与出行路径、出发时间与出行方式的联合选择模型,分析通勤者在通勤时间成本、货币成本及出行延误之间的权衡,研究拥堵收费对通勤出行决策的影响。利用随机系数Logit模型预测拥堵收费措施对通勤出发时间调整及出行方式转移的影响,分析通勤者出发时间及出行方式决策对拥堵收费水平的敏感性。论文主要围绕拥堵收费的关键问题进行了如下研究:可行性与必要性分析,拥堵收费支付意愿的估计与预测,拥堵收费定价方法,拥堵收费对通勤出行的调控及对路网流量分布、出行分担率的影响,论文的研究结果有利于完善拥堵收费理论以及推进拥堵收费的实践应用,可以为交通管理者制定科学合理的拥堵收费方案提供理论基础和依据。