基于出行者属性差异的拥挤收费政策分析

运用经典瓶颈模型,引入出行者属性差异,分析了实行拥挤收费政策前后不同出行方式的出行分布,给出了收费政策影响下出行者行为策略的选择.进一步,分析了基于政府拥挤收费政策下,小汽车和公交车共用同一路线时,道路使用成本、政府调控目标及费率的关系.研究结果表明,政府可以通过设置恰当的收费费率,调节不同出行方式间的出行分布,缓解交通拥挤,优化交通管理现状.属性差异系数的引入使模型更符合实际,改进了已有研究.     

拥挤收费策略设计及其效率损失分析

在静态交通量分配中,针对边际收费策略会引起系统总费用过大的问题,本文设计了最小收费策略收取拥挤道路使用费.同边际收费策略相比较,该收费策略不会增加系统的效率损失;当路阻函数不是常函数时,最小收费策略所收费用严格小于边际收费策略所收费用;最小收费策略能使得交通状况达到系统最优且收费总额度最小.     

高速公路收费广场的结构设计和管理优化

2017年美国大学生数学建模竞赛B题"Merge After Toll"讨论高速公路收费广场的形状和通行管理方式的优化问题。本文在参考了部分获奖论文基本方法的基础上,对这一问题作了进一步分析,讨论了汇车变道对收费区大小、车流量和安全性的影响,导出了优化收费广场的几个量化指标,并在此基础上分析了收费区设计长度的确定和车流的优化管理方案,给出了相应的仿真计算结果。     

多收费方式收费系统资源配置优化方法

随着ETC技术的发展,高速公路收费系统从单人工收费方式逐渐向多收费方式格局演变.同时高速公路收费系统的设计涉及到政府、道路管理者、道路使用者及道路非使用者之间利益的协调发展,因此研究在多收费方式情况下,满足不同利益层面需求的系统资源的优化配置问题具有重要意义.通过建立收费系统资源优化配置模型,在收费制式既定的情况下,利用遗传算法对收费站位置与数量进行寻优,并利用非集计方法对多收费方式情况下的车道配置进行均衡求解,可定量计算出最佳系统资源配置方案,包括确定收费制式、收费站位置与数量、收费方式、各收费站不同收费方式车道组合情况.最后我们进行算例研究,并对优化结果进行了分析比较,可为收费制式的选择及收费站的车道布设提供理论依据.     

出行量预测不确定下基于灵敏度分析的拥挤收费定价模型

拥挤收费是改善城市交通的有效手段.对拥挤收费定价的研究方法之一,就是针对固定的出行量进行收费设计.由于出行量预测不确定的因素,应针对长期出行量预测不确定的情况,利用灵敏度分析的方法,对拥挤收费定价的问题进行研究.首先研究了出行者出行的广义费用,然后考虑出行者的出行决策及出行量预测不确定的因素,给出一个拥挤收费定价模型,为交通管理者提供理论依据.     

考虑路网可靠性和空间公平性的次优拥挤收费模型

根据随机路网环境下出行者规避风险的路径选择行为,提出了一种考虑路网可靠性和空间公平性的次优拥挤收费双层规划模型。其中,上层模型以具有空间公平性约束条件下最大化路网的社会福利为目标,下层模型是实施拥挤收费条件下考虑行程时间可靠性的弹性需求用户平衡模型。鉴于双层规划模型的复杂性,设计了基于遗传算法和FrankWolfe算法的组合式算法来求解提出的模型。算例结果表明:考虑行程时间可靠性的次优拥挤收费会产生不同于传统次优拥挤收费的平衡流量分布模式,表明出行者的路径选择行为对拥挤收费结果会产生直接影响;此外,算例结果还说明遗传算法对参数设置具有很强的鲁棒性。     

高速公路收费广场的设计和车流管理优化模型——MCM2017 B题简评

<正>1赛题分析2017年美国大学生数学建模竞赛B题为"Merge better after toll",研究高速公路收费广场的结构和车流管理的问题。这是一个思路开放、做法多样的题目。虽然题目要求的是以经济、高效和安全为主要目标,设计收费广场的结构、布局以及收费方式和车流管理模式,但本质上是探讨收费广场车辆缴费     

基于基尼系数的交通拥挤收费定价模型

双层规划模型是研究交通拥挤收费问题的一个有力工具,基尼系数是衡量资源分配是否公平的一个重要指标.利用基尼系数对传统双层规划模型的上层模型进行改造,在上层模型中加入基尼系数函数,构造一个网络收益尽可能大而基尼系数尽可能小的目标函数.同时在上层目标函数中,加入控制基尼系数的参数,通过选择适当的参数,可满足不同公平性要求的拥挤收费设计.算例表明,考虑基尼系数的拥挤收费设计,达到了缓解交通拥挤的目的,且交通公平得到改善.     

基于基尼系数的停车换乘拥挤收费定价模型

许多大城市提倡停车换乘的组合出行方式,目的是减少出行车辆,缓解交通拥挤状况.应用双层规划模型对停车换乘拥挤收费进行研究.下层模型采用弹性需求SUE模型,上层模型考虑了交通公平因素.以各出行方式占用的道路资源为公平指标,应用基尼系数对传统上层模型进行改造,构建一个用户盈余尽可能大而基尼系数尽可能小的上层模型,并利用基尼系数控制参数,实现在不同公平要求下的拥挤收费设计.算例表明,基于基尼系数的停车换乘拥挤收费设计,能改善道路的拥挤状况,且兼顾了用户盈余与公平.     

合作博弈视角下城市道路交通拥堵收费研究

城市道路交通设施作为准公用物品,其外部效应必然导致交通拥堵的发生,实施拥堵收费的目的则是使交通拥堵产生的外部成本内部化,确保城市道路资源得到高效配置,应用经济杠杆来调节交通需求,以缓解交通拥堵.本文应用合作博弈相关理论对城市道路拥堵网络问题进行了分析,从同一时刻各个路段的通勤者数目这一角度定义拥堵成本,重点证明了拥堵成本为凸函数的城市道路拥堵网络博弈存在非空的核,拥堵成本为凹函数的城市道路交通网络博弈虽不存在非空的核,但总是存在最优的树网络,最后,结合上述结论对城市道路拥堵收费进行讨论,从理论上对拥堵收费的合理性进行了说明,并提出了进一步研究的方向.     

基于排队模型的电动汽车充电桩数量优化设计

通过对电动汽车充电行为的分析,采用顾客带有不耐烦和止步行为的有限容量M/M/C/N排队模型对充电场所充电服务系统进行建模.通过求解模型的平衡方程,获得系统稳态下的队长分布及其它多项性能指标.以系统性能指标为基础,从经济效益与社会效益的角度提出了充电服务系统优化设计的目标函数,并通过数字例子对优化模型进行了说明.分析了模型参数对系统充电桩最优配置数的影响,从中可看出,系统容量、顾客的不耐烦率及顾客的止步概率等参数对充电桩数量的优化设计都会产生不可忽视的影响.     

A Steel Pricing Case Study

Britain's entry into the European Community required fundamental changes to be made to the methods of charging U.K. home trade steel customers. The paper describes O.R. involvement in the design and implementation of the new charging methods for wide strip products sold by British Steel Corporation. The methodology employed was simple but none the less proved to be valuable in allowing management to make sense of what appeared at the outset to be a highly unstructured problem.     

考虑交通流量和总成本的电动汽车充电站规划研究

针对目标区域充电桩规划需求问题,在对区域充电需求分析和充电站数量估算的基础上,利用以同心圆的圆周和圆心为站址的充电站选址方法,构建以俘获的车流量与充电站所有成本之比最大的数学规划模型.在此基础上,根据南昌市某区电动汽车数量,确定所需要的充电站数量为4~9个,并规划出六种方案,然后对每一种方案的规划目标值进行计算和比较,得出第三种方案即建设6个充电站为最优方案.研究结果有利于完善城市的交通网络,提升城市电动汽车的运营能力.     

城市规模、充电设施建设与新能源汽车市场培育

作为互补品,充电设施建设是决定新能源汽车产业发展的重要因素。本文从城市规模的视角出发,在历史友好模型的理论框架下,构建厂商决策和消费者决策模型,利用统计数据和资料设置初始参数,模拟新能源汽车产业的演化过程,比较了不同规模城市内充电设施建设对新能源汽车市场培育的差异化作用。研究结果表明:在现有的市场环境下,新能源汽车的保有量呈现出逐年递增的趋势,但与传统能源汽车相比,市场占有率仍然较低,平均市场份额尚不足4%;不同规模城市充电站的利用率呈现梯度分布特征,规模越大的城市充电站的平均利用率越低;加大充电设施的建设力度有利于降低充电耗费的时间成本,提高潜在用户对新能源汽车的购买欲望,从不同规模城市的比较来看,三线城市的充电站建设对新能源汽车市场培育的带动作用更为明显。因此,未来充电设施政策制定可以给予小城市更多支持。     

Does battery management matter? Performance evaluation and operating policies in a self-climbing robotic warehouse

Our research is motivated by battery management in a new self-climbing robotic (SCR) system. The SCR system fully depends on battery-powered robots for tote movements. Therefore, battery management plays an important role and considerably impacts the system performance. This paper investigates the decision of battery charging technology (fast charging versus slow charging) taking into account the battery degradation, the battery charging policy (priority charging policy and dedicated charging policy), and the optimal number of chargers in the system. The paper also optimizes battery management in the SCR system by establishing semi-open queuing networks (SOQNs). The analytical models are solved by the approximate mean value analysis and are validated by simulation models. We find several interesting managerial insights: (1) In the operational policies, although fast charging can decrease the throughput time, we find a new condition when slow charging outperforms fast charging in robotic warehouses. (2) The priority charging policy is more cost-effective than the dedicated charging policy. (3) We also find a decision tool to determine the optimal number of chargers to satisfy the maximum allowed throughput time with the minimum cost.     

第三方数据平台精准营销收费模式研究

第三方数据平台通过大数据分析技术为商家提供精准营销服务,本文研究了两个竞争商家通过同一个数据平台进行精准营销时,平台收费模式(费率佣金与按销量收费)对商家竞争以及平台与商家利润的影响。研究发现:1)费率佣金模式的绩效依赖于费率参数,在精准度高的情况下,它不能最大化平台与商家的利润。2)与费率佣金相比,按销量收费模式显著提高了商家的利润,并且平台与商家的利润都随费用参数的增加而增加。3)从收费模式选择的角度,精准度越高,按销量收费模式的优势越明显;费率佣金模式适用于垄断情况,而按销量收费模式更适用于竞争情况。4)费率佣金与按销量收费的结合可以实现平台与商家的共赢。研究结论为大数据驱动下的精准营销收费模式选择,以及“大数据平台”的盈利模式创新提供了理论参考。     

Integrating link-based discrete credit charging scheme into discrete network design problem

In this paper, we present an optimization model for integrating link-based discrete credit charging scheme into the discrete network design problem, to improve the transport performance from the perspectives of both transport network planning and travel demand management. The proposed model is a mixed-integer nonlinear bilevel programming problem, which includes an upper level problem for the transport authority and a lower level problem for the network users. The lower level sub-model is the traffic network user equilibrium (UE) formulation for a given network design strategy determined by the upper level problem. The network user at the lower level tries to minimize his/her own generalized travel cost (including both the travel time and the value of the credit charged for using the link) by choosing his/her route. While the transport authority at the upper level tries to find the optimal number of lanes and credit charging level with their locations to minimize the total system travel time (or maximize the transportation system performance). A genetic algorithm is used to solve the proposed mixed-integer nonlinear bilevel programming problem. Numerical experiments show the efficiency of the proposed model for traffic congestion mitigation, reveal that interaction effects across the tradable credit scheme and the discrete network design problem which amplify their individual effects. Moreover, the integrated model can achieve better performance than the sequential decision problems.     

居民垃圾分类行为与政府收费行为的演化博弈分析

为探究政府垃圾收费政策在居民实施垃圾分类中的作用,本文在分析政府和居民在不同策略下各自成本和收益的基础上,借助演化博弈论方法构建居民和政府的演化博弈模型,研究了演化稳定策略,并进行仿真分析。结果表明,居民的垃圾分类行为与环保意识、政府的收费政策等有关,政府可以通过设立合理的垃圾收费政策和加强宣传来引导居民进行垃圾分类。