【正文】 出租車規(guī)劃問題。在數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理方面，采用城市交通規(guī)劃中的數(shù)據(jù)調(diào)查解決方案，并結(jié)合數(shù)據(jù)擬合技術(shù)，采集到建立模型所需的一系列數(shù)據(jù)。某城市居民普遍反映出租車價(jià)格偏高，而另一方面，出租車司機(jī)卻抱怨勞動(dòng)強(qiáng)度大，收入相對(duì)來說偏低，甚至發(fā)生出租車司機(jī)罷運(yùn)的情況，這反映出租車市場(chǎng)管理存在一定問題，整個(gè)出租車行業(yè)不景氣，長此以往將影響社會(huì)穩(wěn)定，值得關(guān)注。問題二：給出該城市出租車最佳數(shù)量預(yù)測(cè)模型。問題四：本題給出的數(shù)據(jù)的采集是否合理，如有不合理之處，請(qǐng)你給出更合理且實(shí)際可行的數(shù)據(jù)采集方案。l 可支配收入和生活消費(fèi)支出是影響城市居民的消費(fèi)能力的決定性因素。在此，人口增長率函數(shù)可以表為 （1）其中、是根據(jù)人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)確定的常數(shù)。(3) 分類人口數(shù)量預(yù)測(cè)模型的建立 分類人口數(shù)量預(yù)測(cè)模型為： （5） 其中，代表人口密度（假設(shè)不變）； 代表即期的居住面積；代表居住面積增長率。六個(gè)區(qū)的人口比例估計(jì)為：不變，其他參數(shù)如下表所示： 表4：參數(shù)表2004年度基本數(shù)據(jù)人口密度即期居住面積居住面積增長率1區(qū)2區(qū)3區(qū)4區(qū)5區(qū)6區(qū)由人口屬性來分類的第一類人口數(shù)據(jù)，乘以常駐人口的相應(yīng)比例，可以得到未來二十年常駐人口數(shù)量（萬人）預(yù)測(cè)值，其預(yù)測(cè)結(jié)果見附錄中“表4”。(1) 六小區(qū)出行總量增長率預(yù)測(cè)模型建立這里我們采用國內(nèi)通用的增長率法來預(yù)測(cè)居民出行總量。首先從小區(qū)的分類人口預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中，得到第個(gè)小區(qū)中的當(dāng)前預(yù)測(cè)人口數(shù)目，我們將這些數(shù)據(jù)除以2004年人口數(shù)目的基期數(shù)據(jù)，可以得到未來二十年6個(gè)小區(qū)的預(yù)測(cè)值。 由于小區(qū)經(jīng)濟(jì)增長狀況基本相同，故可認(rèn)為每個(gè)分類的出租車的自然增長率相同，據(jù)此估計(jì)未來二十年6個(gè)小區(qū)的交通工具平均增長率（與2004年比較出的結(jié)果）（）。（），其預(yù)測(cè)結(jié)果見附錄中“表8”。預(yù)測(cè)6個(gè)小區(qū)的居民出行強(qiáng)度1結(jié)果見附錄中“表10”。主要的計(jì)算步驟如下：第1步 令計(jì)算次數(shù)；第2步 給出現(xiàn)在OD表中， ， 。第5步 收斂判定：， 。 在現(xiàn)狀OD表已知的條件下，都可以用最小二乘法求得。 第1步 令m=0，m為計(jì)算次數(shù)；第2步 給出；第3步 令；第4步 求出（出行調(diào)整系數(shù)）；第5步 收斂判定：若下式滿足，則結(jié)束計(jì)算；反之，令m+1=m，返回第4步重復(fù)計(jì)算。附錄中“表11”列出了2005年居民出行全方式OD分布總量預(yù)測(cè)結(jié)果。所以在這里，我們按照出行強(qiáng)度1的大小將六個(gè)小區(qū)劃分成中心區(qū)和邊緣區(qū)兩類。然后，我們可以以此比例來預(yù)測(cè)未來二十年這六個(gè)區(qū)的出行人數(shù)。未來二十年這六個(gè)區(qū)的出行強(qiáng)度2的預(yù)測(cè)結(jié)果見附錄中“表16”。層次分析方法的基本過程，大體可以分為如下六個(gè)基本步驟：l 建立層次結(jié)構(gòu)。這一個(gè)步驟是層次分析法的一個(gè)關(guān)鍵步驟。 （10）式中，代表比較層的因素個(gè)數(shù)，當(dāng)時(shí)，判斷矩陣具有完全一致性；反之，CI愈大，則判斷矩陣的一致性就愈差。l 將模型各層的權(quán)向量兩兩相乘得到組合權(quán)向量，然后將此權(quán)向量歸一化，得到方案層對(duì)目標(biāo)層的每一個(gè)權(quán)值。所以，公交OD情況AS公交基本狀況的貢獻(xiàn)度之比大約為1：1。由居民出行方式結(jié)構(gòu)圖，可以認(rèn)為，出行習(xí)慣對(duì)于出行工具的選擇是絕對(duì)明顯重要的，因此，公交OD情況AS出行習(xí)慣的貢獻(xiàn)度之比大約為1：9。步行方式隨出行時(shí)間的增加而迅速下降，公交車方式隨出行時(shí)間的增加而快速上升，自行車方式隨出行時(shí)間的增加而緩慢下降。 公交OD情況AS出行強(qiáng)度由城市不同區(qū)域居民的出行強(qiáng)度表可知，出行強(qiáng)度對(duì)于出行工具的選擇的影響是弱于公告OD情況的，所以，公交OD情況AS出行強(qiáng)度的貢獻(xiàn)度之比大約為5：1。所以，一致性比例。由此判斷此城市出行工具選擇的比例即為上表所示，與題目給出的實(shí)際出行工具的選擇比例十分接近，所以認(rèn)為，我們的層次分析模型適用于此問題。 （12）故問題轉(zhuǎn)化為預(yù)測(cè)該城市的和。最后，用式（12）求出2005－2024年的城市居民消費(fèi)能力。這兩個(gè)變量的變化將通過層次分析法模型影響乘坐出租車出行的居民的人數(shù)比例。l 城區(qū)面積：交通需求的前提是距離，因此市區(qū)出租車數(shù)量與市區(qū)城區(qū)面積有著直接的聯(lián)系。，的選取，要使（13）式定義的與搜集所得的數(shù)據(jù)盡量吻合，故問題轉(zhuǎn)化為下列優(yōu)化問題：。2. 超過基價(jià)公里的綜合每車公里價(jià) 和上面一樣，為了簡(jiǎn)化問題，則超過基價(jià)公里的綜合每車公里價(jià)可表示為： （16）其中為超過基價(jià)公里白天每公里價(jià)，為超過基價(jià)公里夜晚每公里價(jià)。6. 司機(jī)滿意度函數(shù)司機(jī)對(duì)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)滿不滿意，主要看收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)能給他帶來多大的利潤，如果調(diào)整后的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)帶給司機(jī)的利潤比現(xiàn)在的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)高，則司機(jī)的肯定比現(xiàn)在滿意度，為了衡量其大小，我們以某城市為參照標(biāo)準(zhǔn)，將價(jià)格調(diào)整后一趟次司機(jī)所得的利潤與某城市一趟次司機(jī)所得的利潤的比值作為司機(jī)的滿意度函數(shù)，則司機(jī)滿意度函數(shù)表示為： （21）其中為常數(shù)。在由（27）式中的范圍，利用Lingo編程實(shí)現(xiàn)，我們結(jié)果： 表13：起租基價(jià)公里數(shù)白天起租基價(jià)夜晚起租基價(jià)白天每公里價(jià)夜晚每公里價(jià)夜晚的區(qū)間回空費(fèi)計(jì)價(jià)百分率免費(fèi)臨時(shí)停車時(shí)間[21:00 6:00]%表14：起租基價(jià)公里數(shù)白天起租基價(jià)夜晚起租基價(jià)白天每公里價(jià)夜晚每公里價(jià)夜晚的區(qū)間回空費(fèi)計(jì)價(jià)百分率免費(fèi)臨時(shí)停車時(shí)間[22:00 6:00]% 問題四的討論數(shù)據(jù)采集為交通需求預(yù)測(cè)模型提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是制定交通規(guī)劃目標(biāo)的重要依據(jù)。l 2004年公交主要狀況：包括公交線路狀況、公交工具狀況、公交出OD分布等。這基本符合出租車規(guī)劃數(shù)據(jù)類別的要求。雖然在文中我們采取了某些措施來補(bǔ)救，但是精度方面就會(huì)有所犧牲。相反的，有些規(guī)劃中需要的數(shù)據(jù)反而沒有給出。無論在城市的哪一個(gè)角落，也無論是白天還是黑夜，當(dāng)會(huì)員需要用車時(shí)，只要提前進(jìn)行電話預(yù)約，便可以去就近的共用汽車網(wǎng)點(diǎn)把車子開走，并按實(shí)際使用時(shí)間付費(fèi)?！　?jù)加州大學(xué)的研究分析，截至2004年5月，美國共用汽車業(yè)已擁有會(huì)員近4萬人，車子900多輛。保護(hù)環(huán)境政府扶持：有關(guān)資料顯示，城市空氣污染來源的60%是來自汽車廢氣，一個(gè)擁有10萬輛汽車的城市，每天空氣中就要增加210噸一氧化碳、62噸碳?xì)浠铩?1噸氮氧化物，汽車已被認(rèn)為是破壞環(huán)境的主要?dú)⑹?。甚至一些政府在寸土寸金的市中心停車位中硬擠出幾個(gè)保留車位專供共用汽車公司使用。預(yù)測(cè)出行總量與出行強(qiáng)度：增長率法模型。l “共用汽車”網(wǎng)點(diǎn)布局規(guī)劃與網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)我們提出一個(gè)優(yōu)化問題來解決“共用汽車”網(wǎng)點(diǎn)布局規(guī)劃問題，采用費(fèi)用最小的目標(biāo)函數(shù)： （28）其中：為出租車網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)的總費(fèi)用（元/時(shí)）；為出租車運(yùn)營費(fèi)用單價(jià)（元/時(shí)）為乘車時(shí)間單價(jià)（元/時(shí)）；為從出發(fā)點(diǎn)到網(wǎng)點(diǎn)的費(fèi)用單價(jià)（元/時(shí)）為城市路線的最大出租車斷面流量（人）；為城市路線的最大出租車斷面流量（人）；為出租車的平均載客能力（人）（）；為出租車的平均運(yùn)行速度（千米/時(shí)）；為城市路線的長度（千米）；為城市路線中出租車網(wǎng)點(diǎn)的距離（千米）；為經(jīng)過網(wǎng)點(diǎn)的O－D需求量在路線上分配的比例；為城市路線集合；為出租車網(wǎng)點(diǎn)集合。l “共用汽車”系統(tǒng)客流分析與評(píng)價(jià)在網(wǎng)點(diǎn)布局規(guī)劃和建設(shè)后，進(jìn)行客流預(yù)測(cè)、網(wǎng)點(diǎn)布局評(píng)價(jià)、交通質(zhì)量評(píng)價(jià)。 模型的優(yōu)缺點(diǎn) 模型優(yōu)點(diǎn)l 本文建立的模型比較簡(jiǎn)單，容易求解；l 所用知識(shí)都比較初等，解決問題的方法也比較容易理解；l 運(yùn)用層次分析法，結(jié)合定量與定性分析，有效的考慮了各種對(duì)乘坐出租車人口數(shù)量有影響的因素，且計(jì)算結(jié)果比較符合實(shí)際；l 在問題二和三的解決方面，創(chuàng)造性的引入了滿意度的概念，將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化成非線性規(guī)劃問題，并且通過lingo軟件求出了合理的結(jié)果。l 由于時(shí)間與篇幅的限制，在這里我們對(duì)模型的實(shí)際有效性方面，沒有作出相應(yīng)的檢驗(yàn)。for j=1:20。end。 %被估參數(shù)初始值 options=optimset(39。 %設(shè)定迭代精確度 x=[0:1:51]。 %計(jì)算非線形擬合 chitest=RemainEnumerate(r(1),r(2),x,y)/std(k_noise*(rand(size(x))))^2。qs/tu1..tu5/。for(st(i,j):u(i,j)=1/2*(m(i,j)+l(i,j))。x=!定義城區(qū)面積。w2=72000 81000 87000 110000 13800048400 59800 67000 72800 9210038000 44000 55000 60000 63000enddataend47 / 47。m= !定義人均生活消費(fèi)支出。c(1)+c(2)+c(3)=1。st(sq,qs):w1,w2,u,l,m,x,y。 %計(jì)算自由度 Q=1chi2cdf(chitest,freedom)。 y=y39。)。2. LogistModalk_noise=。 result1[i,j]=JiaotongToolForsee[j]*Pi0[i,j]。Pi0=[ ]。l 本文將問題一二三的結(jié)果，作為建立城市出租車規(guī)劃解決方案的重要參數(shù)，成功建立了城市出租車規(guī)劃模型，為此類問題的解決提供了一些有價(jià)值的參考。其中，正互反陣的確定使用了定量的方法，減小了定性分析帶來的不確定性。各種費(fèi)用的衡量，除出租車網(wǎng)點(diǎn)集合、出租車網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)的總費(fèi)用、從出發(fā)點(diǎn)到網(wǎng)點(diǎn)的費(fèi)用單價(jià)之外的各個(gè)變量值，都可以第一、二步的交通量調(diào)查、需求分析預(yù)測(cè)計(jì)算出來。乘坐出租車人口數(shù)目預(yù)測(cè)：層次分析法。l 需求分析預(yù)測(cè)“共用汽車”的需求分析與預(yù)測(cè)，包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測(cè)、綜合交通發(fā)展預(yù)測(cè)、出租車交通需求發(fā)展預(yù)測(cè)，即包括一下步驟：預(yù)測(cè)人口總量：阻滯增長模型。據(jù)估算，每輛共用汽車可使馬路上行駛的小轎車減少5至10輛，如果有10萬人報(bào)名成為其會(huì)員，就意味著每年將會(huì)為美國的天空減少2萬噸的二氧化碳排放量。l “共用汽車”引入機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜機(jī)動(dòng)靈活：價(jià)格低廉自然是共用汽車最吸引人的地方。1998年，美國第一個(gè)正式的共用汽車公司在波特蘭成立。 規(guī)劃宗旨公用事業(yè)管理部門，在考慮出租車規(guī)劃問題上的宗旨是做到：為城市居民提供安全、高效、經(jīng)濟(jì)、方便和舒適的服務(wù)；提高出租車運(yùn)營效率，降低空駛率，促進(jìn)公共交通的發(fā)展；減少環(huán)境污染和資源消耗，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。插值法：可支配收入表中，很多月份的數(shù)據(jù)沒有缺失，采取了用周圍月份進(jìn)行插值的方法。l 出租車規(guī)劃影響調(diào)查數(shù)據(jù)：對(duì)社會(huì)環(huán)境的影響、對(duì)自然環(huán)境的影響、對(duì)資源環(huán)境的影響。l 2002～2004年居民累計(jì)收入與消費(fèi)情況。l 2004年某城市規(guī)模和道路情況：包括城區(qū)面積、道路總長度、規(guī)劃人口等。7. 乘客滿意度函數(shù)同理，可將某城市一趟次乘客所支付的費(fèi)用與價(jià)格調(diào)整后一趟次乘客所支付的費(fèi)用的比值作為乘客的滿意度函數(shù)，則乘客滿意度函數(shù)表示為： （23）在此函數(shù)中可以看出，如果利潤越大，未知參數(shù)時(shí)乘客所支付的費(fèi)用越多，則乘客越不滿意。4. 停車費(fèi)通過數(shù)據(jù)搜查，％，％，等候時(shí)間是在超過10分鐘以后才收取等候費(fèi)，因此在等候時(shí)間里只有一部分時(shí)間才收取等候費(fèi)，則停車費(fèi)可表示為： （19）其中為免費(fèi)臨時(shí)停車時(shí)間。 預(yù)測(cè)出租車數(shù)量模型建立與求解我們假設(shè)未來的城區(qū)面積不變，用前面求得的各種數(shù)據(jù)（表12所示），根據(jù)式（14）預(yù)測(cè)出租車數(shù)量： ， （14） 表12：出租車數(shù)量預(yù)測(cè)表年（元）（元）（萬人）（元）城區(qū)面積（平方千米）出租車數(shù)量（輛）2004620020