基本信息
- 项目名称：
- 出租车合乘路径选择与费用优化
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本课题针对出租车合乘的两个关键难题，即出租车的合乘路径以及费用分摊进行研究。以社会福利最大化为目标，综合考虑驾驶员以及乘客合乘收益、车辆合理路径、容量、时间窗、运行时间等约束,建立非线性混合整数规划模型，采用遗传算法求解，并用Matlab编程实现。通过对长沙某区域进行实证研究，结果表明该方法可一次性得到出租车合乘路径与费用折扣方案，对于出租车合乘调度具有良好的实用性。
- 详细介绍：
- 在传统出租车运营模式下，由于需求的时空不均衡性，在高峰时段，一方面由于出租车难以满足乘客的需求，引发乘客的不满；另一方面，出租车的平均载客人数在1.6以下，仍有大量空位没有得到充分利用，造成资源浪费。出租车合乘作为一种新型运营模式，可大幅度提高运营组织效率，降低能源消耗，减少乘客费用，提高出租车驾驶员收入，实现社会、司机以及乘客多方共赢，从而有效解决以上困境。然而，由于存在多个制度与技术难题，目前我国多个城市尝试合乘制均没有取得成功。 本课题针对出租车合乘的两个关键难题，即出租车的合乘路径以及费用分摊进行研究。以社会福利最大化为目标，综合考虑驾驶员以及乘客合乘收益、车辆合理路径、容量、时间窗、运行时间等约束,建立非线性混合整数规划模型，采用遗传算法求解，并用Matlab编程实现。通过对长沙某区域进行实证研究，结果表明该方法可一次性得到出租车合乘路径与费用折扣方案，对于出租车合乘调度具有良好的实用性。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 在能源短缺以及城市交通日趋拥挤的今天，提高出租车的运营效率具有重要意义。出租车合乘是一种有效提升运营效率的方法。从国外的经验看，合乘可实现社会、驾驶员与乘客三者的共赢。然而，在我国实行出租车合乘，还面临很多制度与技术的难题。其中，如何确定出租车的合乘路径以及费用如何分担是两个关键问题。 本研究的目的在于：针对路径选择与费用分担两个问题，探求解决办法。运用最优化方法，建立数学模型，提出有效算法，并提出基于MATLAB的软件实现方法。 创新点包括： 1.同时考虑了合乘乘客的时间与费用的优化问题 2.对出租车的合乘问题分区域分时间段进行研究。 3.对出租车合乘的动态模式进行规划，能够及时有效地对已规划的调配路线进行再调整，使得调配效率进一步提高。 本研究采用非线性整数规划模型进行模型构造，运用遗传算法求解，并用MATLAB实现
科学性、先进性
- 与传统出租车运营模式相比，合乘制有利于提高运营组织效率，降低能源的消耗，减少乘客的费用，提高出租车驾驶员的收入，实现多方共赢。 本研究综合考虑了驾驶员收益、乘客合乘收益、时间窗、运行时间等约束,建立非线性混合整数规划模型，采用遗传算法求解，并用Matlab编程实现,可一次性得到出租车合乘路径选择与费用折扣方案。所建立的模型紧密结合实际，提出的算法可处理大规模的运算。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型 磁盘 现场 演示录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本研究所提出的模型与算法，可一次性得到合乘的路径选择与费用分担，为合乘的实施提供理论依据。以此为基础，可进一步开发出租车控制中心合乘车辆调度软件以及合乘计价器的开发，具有很好的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 国内外学者主要研究的是合乘的基本理论，对于合乘的路径选择方面，几乎都针对一对多组织模式建立的数学模型，且考虑的因素与约束比较单一，对模型的计算进行了研究，主要采用的是启发式算法与贪婪式算法来解决车辆的行驶路径问题。其次，对其费用方面，研究内容比较少，基本是固定的费用，例如每个乘客交付路程费率的百分之几十，这固然解决了费用的分摊，但是没考虑合乘路径的绕行问题，所以这种计费方式欠周全。尚未发现同时，考虑路径选择与费用分担的研究成果。
