基于平均场博弈的城市交通系统出发时间选择模型
最优化与控制
2021-07-07 v2
摘要
出发时间选择模型在决定交通系统交通负荷方面起着关键作用。本文引入了一个基于所谓平均场博弈(MFGs)理论来建模和分析出发时间用户均衡(DTUE)问题的新框架。所提出的框架由两个主要部分组成:(i)出行者通过选择出发时间以优化其出行成本从而对交通拥堵作出反应;(ii)出行者行为的聚合,其决定了系统服务水平。在本文中,我们首先提出一个连续的出发时间选择模型并研究系统的均衡。具体而言,我们证明了均衡的存在性并刻画了DTUE。然后,基于确定性微分博弈模型给出了系统的离散近似,以数值方式获得系统均衡。为检验所提模型的效率,我们将其与文献中的出发时间选择模型进行比较。我们将框架应用于一个标准测试用例,观察到基于我们的模型获得的解相对于文献中模型确定的解在相对成本方面优5.6%。此外,我们提出的模型比文献中的参考求解方法以更少的迭代次数收敛。最后,该模型被扩展到对应于整个里昂大都市且具有真实需求模式的真实测试用例。结果表明,所提出的框架能够处理比通常大得多的测试用例,并比文献中现有模型更准确地包含多个偏好出行时间和异质行程长度。
引用
@article{arxiv.2101.02238,
title = {Departure Time Choice Models in Urban Transportation Systems Based on Mean Field Games},
author = {Mostafa Ameli and Mohamad Sadegh Shirani Faradonbeh and Jean-Patrick Lebacque and Hossein Abouee-Mehrizi and Ludovic Leclercq},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.02238},
year = {2021}
}