基本信息
- 項目名稱：
- 出租車合乘路徑選擇與費用優(yōu)化
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本課題針對出租車合乘的兩個關(guān)鍵難題，即出租車的合乘路徑以及費用分攤進行研究。以社會福利最大化為目標，綜合考慮駕駛員以及乘客合乘收益、車輛合理路徑、容量、時間窗、運行時間等約束,建立非線性混合整數(shù)規(guī)劃模型，采用遺傳算法求解，并用Matlab編程實現(xiàn)。通過對長沙某區(qū)域進行實證研究，結(jié)果表明該方法可一次性得到出租車合乘路徑與費用折扣方案，對于出租車合乘調(diào)度具有良好的實用性。
- 詳細介紹：
- 在傳統(tǒng)出租車運營模式下，由于需求的時空不均衡性，在高峰時段，一方面由于出租車難以滿足乘客的需求，引發(fā)乘客的不滿；另一方面，出租車的平均載客人數(shù)在1.6以下，仍有大量空位沒有得到充分利用，造成資源浪費。出租車合乘作為一種新型運營模式，可大幅度提高運營組織效率，降低能源消耗，減少乘客費用，提高出租車駕駛員收入，實現(xiàn)社會、司機以及乘客多方共贏，從而有效解決以上困境。然而，由于存在多個制度與技術(shù)難題，目前我國多個城市嘗試合乘制均沒有取得成功。 本課題針對出租車合乘的兩個關(guān)鍵難題，即出租車的合乘路徑以及費用分攤進行研究。以社會福利最大化為目標，綜合考慮駕駛員以及乘客合乘收益、車輛合理路徑、容量、時間窗、運行時間等約束,建立非線性混合整數(shù)規(guī)劃模型，采用遺傳算法求解，并用Matlab編程實現(xiàn)。通過對長沙某區(qū)域進行實證研究，結(jié)果表明該方法可一次性得到出租車合乘路徑與費用折扣方案，對于出租車合乘調(diào)度具有良好的實用性。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 在能源短缺以及城市交通日趨擁擠的今天，提高出租車的運營效率具有重要意義。出租車合乘是一種有效提升運營效率的方法。從國外的經(jīng)驗看，合乘可實現(xiàn)社會、駕駛員與乘客三者的共贏。然而，在我國實行出租車合乘，還面臨很多制度與技術(shù)的難題。其中，如何確定出租車的合乘路徑以及費用如何分擔(dān)是兩個關(guān)鍵問題。 本研究的目的在于：針對路徑選擇與費用分擔(dān)兩個問題，探求解決辦法。運用最優(yōu)化方法，建立數(shù)學(xué)模型，提出有效算法，并提出基于MATLAB的軟件實現(xiàn)方法。 創(chuàng)新點包括： 1.同時考慮了合乘乘客的時間與費用的優(yōu)化問題 2.對出租車的合乘問題分區(qū)域分時間段進行研究。 3.對出租車合乘的動態(tài)模式進行規(guī)劃，能夠及時有效地對已規(guī)劃的調(diào)配路線進行再調(diào)整，使得調(diào)配效率進一步提高。 本研究采用非線性整數(shù)規(guī)劃模型進行模型構(gòu)造，運用遺傳算法求解，并用MATLAB實現(xiàn)
科學(xué)性、先進性
- 與傳統(tǒng)出租車運營模式相比，合乘制有利于提高運營組織效率，降低能源的消耗，減少乘客的費用，提高出租車駕駛員的收入，實現(xiàn)多方共贏。 本研究綜合考慮了駕駛員收益、乘客合乘收益、時間窗、運行時間等約束,建立非線性混合整數(shù)規(guī)劃模型，采用遺傳算法求解，并用Matlab編程實現(xiàn),可一次性得到出租車合乘路徑選擇與費用折扣方案。所建立的模型緊密結(jié)合實際，提出的算法可處理大規(guī)模的運算。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型 磁盤 現(xiàn)場 演示錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本研究所提出的模型與算法，可一次性得到合乘的路徑選擇與費用分擔(dān)，為合乘的實施提供理論依據(jù)。以此為基礎(chǔ)，可進一步開發(fā)出租車控制中心合乘車輛調(diào)度軟件以及合乘計價器的開發(fā)，具有很好的應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)外學(xué)者主要研究的是合乘的基本理論，對于合乘的路徑選擇方面，幾乎都針對一對多組織模式建立的數(shù)學(xué)模型，且考慮的因素與約束比較單一，對模型的計算進行了研究，主要采用的是啟發(fā)式算法與貪婪式算法來解決車輛的行駛路徑問題。其次，對其費用方面，研究內(nèi)容比較少，基本是固定的費用，例如每個乘客交付路程費率的百分之幾十，這固然解決了費用的分攤，但是沒考慮合乘路徑的繞行問題，所以這種計費方式欠周全。尚未發(fā)現(xiàn)同時，考慮路徑選擇與費用分擔(dān)的研究成果。
