出租车合乘路径选择和费用优化.ppt

* * * * * * * * 第五届全国大学生交通科技大赛作品 作者：夏西 程杰 彭姗姗 刘小炜 石宝峰 指导老师：周和平 出租车合乘路径选择与费用优化 汇 报 提 纲 一、作品来源及国内外研究现状 二、作品研究过程、内容及成果 三、作品中原创成果及创新点 四、应用价值 一、作品来源及国内外研究现状 作品来源及国内外研究现状 国内出租车的容量利用率非常低，为提高出租车的运输效率，国外很多城市鼓励出租车合乘服务。合乘可实现社会、驾驶员、乘客三者的共赢，然而在我国实行出租车合乘还存在很多制度和技术上的难题，其中出租车合乘后路径的最优选择和乘客费用如何分担是其中的两个关键问题。本研究正是针对以上两个问题建立数学模型，采用遗传算法求解并用MATLAB编程实现寻求最优解，为出租车合乘信息控制中心提供技术支持。 二、作品研究过程、内容及成果 2、建立路径选择与费用优化模型 3、设计遗传算法对模型进行求解 4、对求解结果进行分析 1、合乘服务模式研究 研究过程与研究结果 二、作品研究过程、内容及成果 2.1出租车合乘服务模式研究 （1）网络信息平台的建立 （2）乘客信息的发布 （3）信息的管理与反馈 （4）车辆的调度 二、作品研究过程、内容及成果 控制中心工作流程的演示动画 二、作品研究过程、内容及成果 在出租车合乘问题中，乘客最关注的是费用和时间的花费，合乘规划必须是以费用和时间同时得到优化为目标来进行路径选择。另外合乘可能会造成乘客的绕行与拥挤即降低了服务质量，必须用合乘费用折扣来进行弥补且折扣率因乘客数与行车路线而异。所以本文以路径与合乘费用折扣率为决策变量建立模型。合乘费用、合乘路径的选择、出租车的载客量必须满足一定的约束条件。 2.2 建立路径选择与费用优化模型 二、作品研究过程、内容及成果 （1）将整个路网分区域分时段进行合乘规划； （2）车辆无故障且匀速运行； （3）各个分区域内出租车数目、乘客数、各乘客始终点已知； （4）各分区域调度时优先考虑本区域的出租车，若跨区域则直 接返回不再载客； （5）合乘费用以常规出租车价格为基础，按折扣计价，常规出 租车价格采用起步价+公里租价； （6）每个乘客都是相互独立的个体； （7）刷新信息进行再次调配时应优先将车内已有乘客送达目的 地； （8）若出租车在未刷新信息之前就已将乘客送完，则其待在最 后一点就地待命。 2.2.1 模型假设 二、作品研究过程、内容及成果 2.2.2数学模型 目标函数 驾驶员收益约束 乘客合乘收益约束 时间窗约束 运行时间约束 容量约束 车辆合理路径约束 二、作品研究过程、内容及成果 2.3设计遗传算法对模型进行求解 遗传算子设计 适应度函数设计 执行选择、交叉、变异操作 出租车1 出租车2 出租车n 二、作品研究过程、内容及成果 我们以一个存在10个需求点的路网图为算例来对模型进行求解 5 4 1 2 4 2 4 1 5 3 流量 (10,9) (9,7) (8,10) (7,9) (6,8) (5,10) (4,8) (3,5) (2,6) (1,4) 起讫点 2.3.1 算例 二、作品研究过程、内容及成果 2.3.2遗传算法求解仿真图 二、作品研究过程、内容及成果 　 1 / 2 2 2 / 1 1 1 / / / 下车人数 　 / / 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 上车人数 　 ⑦ ⑥ ⑨ ⑩ ⑧ ⑦ ⑥ ⑤ ④ ③ ② ① 路线3 　 　 　 　 　 　 1 / / 2 / / / 下车人数 　 　 　 　 　 　 / / 1 / 2 / / 上车人数 　 　 　 　 　 　 ⑨ ⑥ ⑦ ⑧ ⑥ ③ ① 路线2 4 / / 3 1 / 4 1 3 / / 2 / 下车人数 / / 4 / / 1 3 4 / / 1 3 2 上车人数 ⑥ ③ ② ⑦ ⑧ ⑥ ⑨ ⑩ ⑧ ⑥ ⑤ ④ ① 路线1 2.3.3求解结果 求解得到的调车方案： 求解得到的乘客合乘费用折扣率： 0.932 0.617 0.325 0.096 0.198 0.152 0.926 0.168 0.881 0.927 线路3 　 　 　 0.7874 0.5986 　 　 　 　 　 线路2 0.687 0.267 　 　 0.856 0.109 0.045 0.757 0.719 线路1 (10,9) (9,7) (8,10) (7,9) (6,8) (5,10) (4,8) (3,5) (2,6) (1,4) 　 二、作品研究过程、内容及成果 控制中