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有轨电车系统中断事件的协作救援决策方法研究

方艳  
【摘要】:随着对节能减排诉求的日益加强,新型有轨电车因为环保舒适,在国内外得到了广泛的关注与发展。但是有轨电车经常遭遇突发事件,如轨道占用、车辆故障、交通事故等,导致运营中断,严重干扰乘客的正常生活。快速有效地应对中断事件,为乘客提供救援服务,对有轨电车系统持续性运营至关重要。 有轨电车是一个典型的公共服务系统,当发生中断后,不仅要在系统内部进行设备维修、车辆及人员调配,还要根据乘客的行为和交通情况实时调整策略,是时效性强的复杂不确定问题。然而受轨道限制,有轨电车系统发生中断后很难进行自我救援,通过与公交车、出租车等合作,提供救援和代运服务,是应对中断事件的有效方法之一。因此针对有轨电车系统中断恢复问题,考虑乘客行为,权衡服务水平和救援成本,选择有利车型,并保证救援快速有效,是有轨电车系统面临的决策难题,也是一个兼具理论意义和实用价值的研究问题。 本文以短期不可预测干扰事件为研究对象,以提高有轨电车系统决策科学性为目标,深入研究了有轨电车系统干扰管理的合作救援决策方法与模型,主要研究工作如下: (1)典型地区有轨电车中断恢复方法与策略对比分析 本研究首先对德国、美国及我国具有典型特征的有轨电车城市进行对比分析。其中典型城市包括德国的慕尼黑、柏林,美国的波士顿、旧金山以及我国的大连和上海。通过对典型城市有轨电车系统及其应对中断的策略和方法进行归纳与分析,找出有关电车中断恢复的关键问题及影响因素,并据此拟定主要研究内容。 (2)有轨电车单次中断事件下的协作救援方法研究 针对一次性中断事件发生后,有轨电车公司是否救援、采用哪些车辆救援、用什么策略保证救援效率等问题,构建有轨电车公司决策模型。以时间为关键要素,对乘客的行为进行了刻画,并在此基础上度量系统的扰动,采用“减少损失”的思想度量有轨电车的收益,并对协作成本进行衡量。最终通过模型求解与分析及数值试验给出应对单次中断事件的决策依据。 (3)基于后备契约的有轨电车公司中断恢复的长期协作与协调方法研究 在一段长期时间内(如一年),有轨电车公司中断事件发生次数存在不确定性,而且每次发生中断事件的情景也不尽相同,通过设计并构建基于后备契约的长期合作关系,保证不同情景下救援的质量和效率,同时降低有轨电车恢复成本,并且设计协调方式,使得当双方决策不一致时,达到双方收益均衡和系统最优。 (4)协作救援策略与方法的进一步讨论及应用研究分析 对单次协作救援策略和基于契约的长期协作策略进行了对比,对救援方法展开了进一步讨论,分析了各策略的适用范围。并结合德美中三地的实际应用案例,给出策略建议。最后以我国大连市城市有轨电车系统为实例,对上述理论方法的研究结果开展应用研究,旨在为我国有轨电车应对中断事件这一不确定难题提供决策依据,提高我国轨道交通整体服务水平和应急能力。 本文在理论上探讨了服务系统干扰管理问题,是中断与应急管理、行为科学、合作理论等学科的交叉;在应用层面上,本文提出的模型和方法可以用于分析解决德国、美国和我国的有轨电车问题,并最终为提高我国有轨电车管理水平给出借鉴与参考。服务系统干扰管理是近年来管理科学领域备受关注的研究问题,本文提出的方法和模型涉及到乘客的行为、干扰管理及合作理论,有利于促进相关学科的理论的融合与渗透。在应用层面上,本研究从德国、美国及我国的实践问题中抽象而来,具有普遍适用性。本文的研究成果可以提高有轨电车中断事件救援效率,从而提高乘客满意度和服务质量,促进更多的人群选择环保舒适的公共交通出行方式,也为提高我国轨道交通整体服务水平和应急能力给出借鉴与参考。


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