基于需求驱动的出租车动态合乘问题研究

摘要

随着社会经济的快速发展和人们生活水平提高，城市客运交通需求量持续增加，出租车以快速、便捷、舒适的特性深受乘客青睐，受总量控制原则限制，出租车供给多年未增加，致使出租车交通供需矛盾日益突出，阻碍了出租车交通的可持续发展。出租车合乘作为交通需求管理(TDM)的一种有效手段，能够有效提升出租车运输能力和运输效率，促进出租车市场良性供需关系的形成，同时对改善交通拥堵、缓解环境污染、减少能源浪费具有重要意义。
　　本文首先运用交通供需理论，剖析了出租车合乘对出行乘客、出租车企业及出租车市场效益的影响，提出了需求驱动的出租车合乘自组织模式和组织技术;其次，为刻画出租车动态合乘的全过程，以可行行程集为纽带将动态合乘问题分解为合乘匹配问题和行程指派问题，以匹配成功率最大化为目标构建合乘匹配模型，以系统总成本最小化为目标构建行程指派模型;第三，设计了两阶段动态合乘算法求解出租车动态合乘问题，第一阶段设计travel函数检验可能行程获得可行行程集，第二阶段将行程指派问题转化为0-1整数规划，运用混合粒子群算法求解最优行程指派方案;最后，基于北京市出租车的GPS数据，提取100组乘客行程和40辆出租车作为测试集，验证模型和算法的有效性，并对影响合乘的关键参数进行灵敏度分析。
　　仿真测试结果表明，动态合乘模型能够较好地刻画出租车合乘全过程，在合乘情况下，系统总成本降低10.29％，乘客平均费率降低8.03％，运营平均费率降低13.48％，平均搭载乘客数提升1.5倍。参数敏感度分析表明，乘客请求规模和到达率对合乘匹配成功率影响较小;乘客对等待时间和延误时间的期望值不同，延误时间增加对合乘匹配成功率的影响更大。

目录

声明

致谢

摘要

1．1．1研究背景

1．1．1研究意义

1．2国内外研究现状

1．2．1国外研究现状

1．2．2国内研究现状

1．2．3国内外研究综述

1．3研究框架及内容

1．4主要创新点

2 供需关系及合乘组织分析

2．1 出租车合乘供需关系分析

2．1．1 出租车合乘对乘客效用的影响

2．1．2 出租车合乘对企业效益的影响

2．1．3 出租车合乘对市场效益的影响

2．2出租车合乘组织分析

2．2．3合乘组织原则

2．2．2合乘组织模式

2．2．3合乘组织技术

2．3本章小结

3 基于需求驱动的出租车动态合乘模型构建

3．1 问题描述

3．2模型假设

3．3符号定义

3．4合乘匹配模型

3．4．1模型构建思路

3．4．2模型构建

3．5行程指派模型

3．5．1模型构建思路

3．5．2模型构建

3．6本章小结

4 出租车动态合乘算法设计

4．1 动态合乘算法设计思路

4．2路径寻优算法设计

4．2．1算法设计思路

4．2．2路径方案生成及优化算法

4．2．3给定路径方案约束检验模块

4．3合乘匹配算法设计

4．3．1初始匹配

4．3．2可行行程集构建

4．4行程指派算法设计

4．4．1 问题转化

4．4．2初始行程指派方案

4．4．3最优行程指派方案

4．5本章小结

5仿真实验与结果分析

5．1 数据获取

5．1．1数据特征说明

5．1．2测试集的提取

5．2实验设计

5．2．1仿真实验流程

5．2．2仿真参数设置

5．3仿真结果分析

5．3．1模型有效性分析

5．3．2参数灵敏度分析

5．4本章小结

6．1 研究结论

6．2研究展望

参考文献

附录

作者简历

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