快速公交投资问题

与有轨电车、地铁和火车系统相比，快速公交（BRT）系统能以低投资成本向乘客提供快速可靠的服务。因此，它们在吸引更多乘客使用公共交通方面具有重大价值。本文因而关注 BRT 投资问题：应升级单条公交线路的哪些区段，以使新吸引的乘客数量最大化？受哥本哈根周边新建 BRT 线路建设的启发，我们考虑这样一种情形：多个主体负责线路不同区段的融资。由于每个主体的投资意愿有限，我们求解一个双目标问题以量化吸引乘客数与投资预算之间的权衡。我们对不同问题变体建模：首先，考虑乘客对线路升级的两种潜在响应。其次，为防止沿线零散升级，我们考虑对沿线已升级连通分量数量的不同限制。我们提出一种基于 epsilon-约束的算法来枚举完整的非支配点集，并研究该问题的复杂性。此外，我们在人工算例和基于哥本哈根周边 BRT 线路的案例研究上进行了大量数值实验。我们的结果表明，我们能对实际算例生成完整的帕累托前沿，且投资预算与吸引乘客之间的权衡同时取决于起讫点需求和乘客对升级的响应。此外，我们展示了所生成的帕累托图如何协助决策者在我们案例研究的一组地理线路备选方案中进行选择。