综合运输通道内不同运输方式客流分担博弈模型

摘要

交通运输业发展的优劣直接影响到国民经济发展的快慢,构建绿色、协调、高效的综合运输体系是我国交通运输业发展的必然趋势。综合运输通道是一个国家交通运输系统的重要组成形式,随着综合运输通道内基础设施的日益健全,综合运输通道内多种运输方式并存的现象越来越普遍,不同运输方式间的竞争越演越烈。本文在分析综合运输通道国内外相关研究现状的基础上,在通道内各种运输方式激烈竞争的背景下,对综合运输通道内的客运系统及客流分担影响因素进行分析,从而构建综合运输通道内各种运输方式客流分担博弈模型,通过对兰西客运通道的实例计算分析,验证了模型的实效性。
　　本文首先,对综合运输通道内客运系统进行分析,简单叙述了综合运输通道的概念及分类,详细分析了铁路、高速公路以及民航三种快速运输方式的经济技术特征,对这三种运输方式目前存在的问题进行了阐述,并给出相关的对策,同时对影响综合运输通道高效协调发展的因素进行了分析。
　　其次,从运输方式供给差异因素、旅客需求决定因素和客运市场外部环境影响因素三个方面对综合运输通道客运分担情况进行了分析,研究并确定了旅客对于各种运输方式的效用函数,并给出了各指标权重的计算。
　　然后,根据综合运输通道各种运输方式间的竞争协作关系构建斯坦伯格双层博弈模型,上层是各运输方式运营商之间的博弈,把运营商制定的票价策略作为决策变量,运营商经济效益最大化作为上层目标;下层是旅客与各运输方式运营商间的博弈,同样以运营商制定的票价策略作为决策变量,旅客对各种运输方式的效用值最大化作为下层目标。各运输方式运营商与旅客经过反复的博弈,当上层运营商最满意的票价与下层旅客最满意的票价十分接近时博弈达到均衡状态。在均衡状态的客运走廊中,各种运输方式的票价能够使旅客的广义出行效用值达到最大;同时,由旅客对各种运输方式的效用值所决定的客流量可以使各种运输方式的收益同时达到最大。当博弈达到均衡状态时,任何一种运输方式的运营商均不能通过改变票价而获得更大的收益,此时各运输方式的客流量已达到最优。均衡状态是所有参与者针对其他参与者的最优反应,运输走廊内各种运输方式均衡状态下的客流分担率是多阶段演化后的结果。根据整个博弈流程给出了模型的MSA求解算法。
　　最后,把兰西客运通道内铁路、高速公路及民航三种运输方式作为研究对象,以旅客的平均旅行时间价值为基准分别计算出这三种运输方式的经济技术特性量化值,以各运输方式运营商提供的不同票价策略为决策变量研究这三种运输方式竞争条件下的客流分担博弈模型。利用Matlab软件编制出求解模型的MSA算法程序,运行程序得到了博弈均衡状态下的客流分担结果,并绘制出MSA算法收敛曲线图,验证了本文所建模型及算法的实效性。对该三种运输方式的客流分担结果进行分析并提出相应的的建议,为综合运输通道内各种运输方式的合理竞争、协调发展提供理论参考。

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1绪论

1.1研究背景

1.2研究意义

1.3国内外研究现状综述

1.4研究内容与技术路线

2综合交通运输通道客运系统分析

2.1综合运输通道基本概念

2.2综合运输通道内客运方式技术经济特征分析

2.3我国主要运输方式面临的问题及对策分析

2.4综合运输通道发展影响因素分析

2.5本章小结

3综合运输通道客流分担影响因素分析

3.1运输方式供给差异因素

3.2旅客需求决定因素

3.3客运市场外部环境因素

3.4旅客对运输方式的效用函数研究

3.5本章小结

4.客流分担博弈模型构建及算法设计

4.1博弈论简介

4.2博弈模型的构建

4.3 MSA求解算法

4.4本章小结

5.兰西客运通道实例分析

5.1兰西客运通道各运输方式分担率计算

5.2博弈结果分析及建议

5.3本章小结

结论

致谢

参考文献

附录：Matlab程序

攻读学位期间的研究成果