基于出行需求分析的网约拼车匹配与路径优化问题研究

发布时间：2020-11-05 01:34

　　 生活水平的日益提高使得人民向更加快捷舒适的交通方式进行转移,私人小汽车则充分满足了人民的出行需求。近十年来私人小汽车保有量迅猛增长,使得道路拥堵、环境污染、能源消耗等问题日益严峻。在交通高峰期,大容量公共交通拥挤,出租车打车难,乘客的出行需求得不到有效的满足。出行线路相似的乘客共享一辆车的拼车出行方式能够有效利用私家车辆空余座位资源,使得乘客获得快捷舒适的出行,又能为车主分担一部分出行成本。经济而又快捷舒适的拼车出行被越来越多的人所接受。用户间合理匹配是实现拼车出行的基础,因此,依靠合理的用户匹配与路径优化模型与算法实现车主与乘客间的高效合理匹配与路径优化的研究也就显得尤为重要。根据不同因素的影响和特性,对拼车模式进行分类,确定网约拼车为含有时间窗多车辆静态拼车模式。本文将网约拼车匹配与路径优化问题归为静态的车辆路径问题。依据居民拼车出行需求特性以及影响因素,结合车辆路径问题理论,构建网约拼车匹配与路径优化模型。不同于以往单一的以出行成本或者路径最短为目标的数学模型,本模型综合考虑了系统、车主和乘客三方的利益,构建以拼车乘客数最大化、拼车车辆出行成本最小和乘客出行时间最短为目标函数模型。该模型在满足车辆出行成本、车辆容量、车主和乘客出行时间窗等约束条件下,实现多车辆与多乘客间的最佳匹配和拼车出行路径的优化。针对模型特点设计高效合理的遗传算法,运用MATLAB工具求解算例,验证了算法的有效性。通过对结果分析,表明网约拼车出行所带来的效益。
【学位单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U491
【部分图文】：

西南交通大学硕士研究生学位论文 第 1第 2 章 网约拼车问题与需求特性分析1 网约拼车问题的概述.1 网约拼车概念拼车是指具有拼车意愿并且路线相近的乘客搭乘同一辆车，并平摊出行费用有利于减少在路车辆数、减少交通拥堵和保护环境，同时还可以降低车主与乘行成本[57]。具体表现形式如下图 2-1。

图 2-2 多车辆拼车模式2．按照乘客中途是否换乘其他车辆，可以分为带换乘拼车与不带换乘拼车。带的车辆匹配问题允许乘客通过搭乘多辆车以到达目的地，它是一类近似于多辆车进行接力来满足乘客需要的搭乘方案。乘客按照时间要求在一个地方等待第一辆到来，第一辆车它仅需完成与该乘客路线统一的那一段路程服务任务即可。乘客等待，第二辆车需在规定的时间到来，再完成其负责的相应搭乘路程。以此类推至最后一辆车把乘客送到其最终的目标地点，本次拼车匹配即完成，基本过程见[60]。一般需要采用换乘的方式才能完成乘客的需求的原因主要有以下两个：第客的出行需求与匹配系统内的任何一辆车的出行线路都不相似。第二，由于车辆座位限制或者已搭载的乘客不同意与其他人拼车等原因，只能选择中途换乘，由辆接力的方式完成出行。但是，在含换乘的拼车模式有诸多不足，诸如中途换乘繁琐，车辆之间能够恰当协调难以确定。

直至最后一辆车把乘客送到其最终的目标地点，本次拼车匹配即完成，基本过程见图2-3[60]。一般需要采用换乘的方式才能完成乘客的需求的原因主要有以下两个：第一，乘客的出行需求与匹配系统内的任何一辆车的出行线路都不相似。第二，由于车辆空余座位限制或者已搭载的乘客不同意与其他人拼车等原因，只能选择中途换乘，由多车辆接力的方式完成出行。但是，在含换乘的拼车模式有诸多不足，诸如中途换乘程序繁琐，车辆之间能够恰当协调难以确定。图 2-3 含换乘拼车模式3．按乘客与车主是否对上下车点有明确的时间要求，可以分为带时间窗与不带时间窗的拼车。时间窗指的是一个时间范围，包括最早服务时间和最晚服务时间。在无时间窗的这类拼车问题里面，乘客和车主在时间上皆并不存在所谓的特定要求，车主只需依照约定将乘客由起点送至乘客预先定好的终点就算任务完成[61,62]。在有时间窗限定的拼车问题里面，车主以及乘客双方皆会有时间限定条件，带时间窗的这类拼车问题还能够被进一步地细化成硬、软时间窗这两大问题。硬时间窗问题要求车主必须
【参考文献】

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本文编号：2870916