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居民区共享停车位分配问题的建模与优化
| 论文题名： | 居民区共享停车位分配问题的建模与优化 |
| 关键词： | 共享停车位;分配机制;到达时间;不确定性;自适应遗传算法 |
| 摘要： | 近些年来，随着人们生活水平的不断提高，社会中的机动车保有量不断增加，城市中停车位供需矛盾越来越凸显，在共享经济给人们生活带来极大便利的背景下，针对城市中的停车问题，将居民区内具备共享条件的私有停车位通过共享停车位平台对外共享，目的是缓解甚至解决城市中停车难的问题。综合考虑共享经济的实现形式以及结合共享停车位独有的特点，不但需要制定合理有效的分配规则，而且还应该考虑共享停车位分配过程中影响分配结果的关键因素。因此本文从共享停车位分配管理平台的角度出发，研究了车位分配过程中供需双方时间窗匹配和需求者满意度的共享停车位分配问题，同时考虑了软时间窗下车位需求者到达时间不确定性的问题，不但建立了合理有效的分配模型而且针对问题设计了相关求解算法，本文主要研究内容如下: (1)通过查阅大量国内外文献，首先总结了共享经济的发展和共享停车位优化问题的研究现状。然后，围绕共享停车位背景下的停车位分配机制设计、泊位分配问题、到达时间不确定性问题以及相关求解算法等方向，对相关领域的研究现状进行了总结与综述。 (2)从共享停车位分配管理平台的角度出发考虑，利用拍卖理论定价模式对交易价格进行确定，结合考虑车位供需双方时间窗因素对共享停车位分配问题进行了描述，并建立了一个整数线性数学规划模型。在实验部分，随机生成的大量算例，验证了模型的正确性和求解速度，同时与先到先服务(First Come First Serve，FCFS)的分配方法进行了对比，证明了本文提出的方法在共享泊位利用率等方面具有明显优势。 (3)根据实际情况考虑停车位需求者停车偏好满意度，引入了满意度评价函数来描述车位需求者满意度变化趋势，同时考虑了时间窗、停车位车位启用成本因素，建立了一个多目标整数线性数学规划模型。针对研究问题的特点设计了改进的自适应遗传算法对问题进行求解。通过生成随机算例验证了模型和算法的正确性和有效性，同时对相关参数进行了敏感性分析。 (4)考虑停车位分配过程中车位需求者到达时间不确定性的问题，引入体现共享停车位容忍水平的折线型软时间窗惩罚函数，对早于/晚于既定时间窗开始停车活动的需求者进行一定惩罚，建立整数线性规划数学模型。同时设计了遗传模拟退火算法对大规模问题进行求解。实验部分验证了模型的正确性、有效性，并且对相关参数进行了敏感性分析，得出相应的结论，最后通过设计对比实验分析了自适应遗传模拟退火算法的性能。 |
| 作者： | 王利文 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 张瑞友 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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