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一种面向公平设施选址的可扩展优化方法:方法论与交通应用

最优化与控制 2025-10-01 v4

摘要

高效且公平地获取医疗、食品和教育等基本服务,是城市规划、公共政策和交通物流领域的重要目标。然而,现有的设施选址模型通常无法很好地扩展到大规模实例,或主要侧重于优化平均可达性,忽视了公平性问题,特别是对于弱势群体。本文提出了一个新颖的、可扩展的公平设施选址框架,引入了一个线性化的Kolm-Pollak均等分布当量(EDE)指标的代理指标,以平衡效率和公平。计算实验表明,我们的方法可扩展到极大的问题实例,同时足够灵敏,能够考虑整个分布中的不公平性,而不仅仅是最大值。此外,最优解在开放设施的距离方面为最差居民带来了显著改善,同时也为所有用户实现了接近最优的平均体验。一个关于超市可达性的广泛真实案例研究说明了该框架的实际适用性,并提供了来自投票应用的额外示例。因此,该模型被扩展以处理现实世界的考虑因素,如容量约束、需求分配和特定位置的惩罚。通过弥合公平理论与实际优化之间的差距,这项工作为城市规划、交通和公共政策领域的研究人员和从业者提供了一个强大且通用的工具。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.15452,
  title  = {A scalable optimization approach for equitable facility location: Methodology and transportation applications},
  author = {Drew Horton and Tom Logan and Joshua Murrell and Daphne Skipper and Emily Speakman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.15452},
  year   = {2025}
}