基于有限理性的城市公交系统优化建模

本课题针对我国城市公交的现状，用博弈理论这一科学的决策分析工具，对公交系统中丰富多彩的决策问题和各参与者之间错综复杂的相互关系进行建模，优化公交运营与管理的决策机制。本课题将着重研究有限理性条件下的出行者出行行为模式，分析出行者的价值函数和决策权重函数，寻找出行者出行选择行为决策规则，建立有限理性条件下出行行为选择的博弈模型，并进行算法设计；运用所提出的模型及算法，结合实际数据，进行实证研究，确定有限理性条件下的出行决策效用度量；在充分考虑决策者个体特征的基础上，建立出行者之间及运营者之间的广义Nash均衡博弈模型,并设计有效算法，寻找其竞争与合作的最优策略；探究有限理性条件下的公交管理者的策略选择，进而分析公交市场均衡的特征和演化。本课题的研究紧扣我国国情和目前的政策，将为"公交优先"的有效实施提供理论支持和决策依据，促进我国公交系统健康发展。

首先对基于有限理性的城市公交优化与建模的文献进行了系统总结，在调研部分城市公交市场的基础上，提出了基于有限理性的城市公交系统优化建模的研究框架。. 在分析了城市公共交通系统中公交运营者之间的交互关系后，建立了描述其竞争与合作的广义Nash 均衡博弈模型，各个运营者在政策允许的情况下合适制定自己的票价以期赢得更多的利润，也即赢得更多的出行者。在该博弈模型的基础上，引入公交管理者，分析管理者与运营者之间的递阶层次关系，发现它们之间是一个动态的调整过程：管理者处在上层，根据其优化目标制定相关政策或规则，运营者作为下层决策者，根据个人的利润极大化目标，在管理者的决策允许下作出最优选择。这是一个典型的Stackelberg 博弈模型。. 为了确定博弈模型的可行性与可解性，我们研究了Banach空间中带极值映射的广义向量平衡问题的严格可行性及可解性。首先在恰当的条下，讨论了向量广义平衡问题的 与 的关系，并且在强广义严格可行性的条件下，提出了向量广义平衡问题解集的非空有界的充分条件。在现有可行性概念的基础上，引入两种广义向量平衡问题的严格可行性的概念，并在满足严格可行性的条件下，提出了几个充分条件，以保证广义向量平衡问题解集的非空有界性。. 基于上述理论基础，我们对公交系统运营与管理的博弈模型进行了理论分析与算法框架设计，并给出了相应的数值算例。. 同时，调研了山东省济南市和日照市的城市公交状况，完成调研报告二份。. 该课题研究的部分成果已经发表在国内外重要期刊和国内重要学术会议上。