分時租賃是一種在“共享經(jīng)濟”背景下將“互聯(lián)網(wǎng)+”理念融合在傳統(tǒng)汽車租賃行業(yè)中產(chǎn)生的新型交通服務模式,通常為用戶提供隨取即用的短時車輛租賃服務,能夠提高車輛的使用率,抑制人們的購車需求,解決大城市“停車難”的問題。為進一步提高分時租賃行業(yè)的環(huán)境效益,分時租賃公司在政府的政策引導和支持下逐漸使用電動汽車作為主要運營車輛,電動汽車分時租賃成為行業(yè)內(nèi)相對主流的模式得到了快速發(fā)展。但電動汽車分時租賃在運營管理中也面臨著諸多問題。用戶出行在時空上的分布不均,導致租賃車輛經(jīng)常向某些場站過度集中,影響系統(tǒng)運行效率,降低服務質(zhì)量。為解決這一問題,需要雇傭調(diào)度員重新調(diào)配電動汽車分布以維持平衡。以調(diào)度員和電動汽車為主體,從調(diào)度員優(yōu)化派遣,電動汽車優(yōu)化調(diào)度和人員-車輛協(xié)同優(yōu)化三個方面對電動汽車分時租賃綜合調(diào)度方法開展研究。針對電動汽車分時租賃系統(tǒng)調(diào)度員派遣問題,建立了基于時空網(wǎng)絡的調(diào)度員派遣策略優(yōu)化模型,能夠在保證模型實用性和精確性的前提下簡化模型結構,降低求解難度。此外,為了進一步提高優(yōu)化方法的可靠性和時效性,基于拉格朗日松弛理論,通過松弛模型中的難約束將原問題拆分為多組相對簡單的子問題,再對這些子問題分別求解,憑借高效的可行化算法將原問題的松弛解轉化為可行解,最終形成優(yōu)化的派遣方案。考慮到電動汽車續(xù)航能力和充電時長對分時租賃系統(tǒng)調(diào)度方案的影響,首先系統(tǒng)分析了電動汽車的充放電特性,在此基礎上結合時空網(wǎng)絡建模方法提出基于時空-狀態(tài)網(wǎng)絡的電動汽車優(yōu)化調(diào)度模型。這種優(yōu)化方法能夠在充分考慮電動汽車車載電量限制的同時盡可能地降低計算求解的復雜度。在時空-狀態(tài)網(wǎng)絡模型的基礎上,參照拉格朗日松弛理論提出高性能的優(yōu)化算法,在解決較大規(guī)模網(wǎng)絡問題時能夠在較短時間內(nèi)得到精確度較高的近似最優(yōu)解。通過構建人員-車輛協(xié)同調(diào)度優(yōu)化模型將以上兩決策過程整合在統(tǒng)一的優(yōu)化框架內(nèi),通過構建二者時空路徑?jīng)Q策變量之間的關聯(lián),實現(xiàn)調(diào)度員派遣策略和電動汽車調(diào)度策略的協(xié)同優(yōu)化。為了進一步提高拉格朗日松弛方法在解決此類綜合問題時的精確度和計算速度,采用分支定界法對拉格朗日松弛算法的迭代收斂過程進行了改進。本文還選取美國西雅圖市的電動汽車分時租賃系統(tǒng)作為實際案例開展了一系列數(shù)值試驗�；诰C合優(yōu)化調(diào)度方案的展示和關鍵參數(shù)敏感性的分析,為時租賃系統(tǒng)的運營管理提拱了資源分配和調(diào)度策略的相關建議。本文基于時空網(wǎng)絡建模方法對電動汽車分時租賃系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題進行研究,完成了調(diào)度員優(yōu)化派遣問題,電動汽車優(yōu)化調(diào)度問題和人員-車輛協(xié)同優(yōu)化問題的模型構建和優(yōu)化求解,能夠在較短時間內(nèi)給出精準可靠的系統(tǒng)運營管理方案,可為提升系統(tǒng)運行效率,提高服務質(zhì)量,降低系統(tǒng)運營成本提供科學依據(jù)和理論支撐。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U492.22
【部分圖文】：

圖 3-1 分時租賃系統(tǒng)調(diào)度員派遣方案示例Figure 3-1 Illustration for the staff dispatching strategy of one-way carsharing system為集中解決調(diào)度員派遣優(yōu)化方法中的核心問題，本章在構建模型前給出如下假設：（1）假設調(diào)度任務是根據(jù)用戶的預約出行信息給出，且在系統(tǒng)運營之前就已給出而作為制定調(diào)度員派遣方案的已知條件，不考慮預約信息在系統(tǒng)運營過程中臨時改變的情況；（2）假設本文中涉及到的分時租賃系統(tǒng)已經(jīng)根據(jù)其所在區(qū)域內(nèi)大致的乘客需求分布和用地特征完成了場站布局和各場站的容量設計。因此假設場站的位置是已知的，且在運營期間場站的人員和車輛的容量以及充電設備的數(shù)量是充足的，不會出現(xiàn)由于調(diào)度員或電動汽車過多而超出場站容量限制的情況。需要解釋的是，考慮電動汽車的節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢，目前世界各國政府都在極力推廣電動汽車，且大力建造、普及電動汽車的充電設備，包括各式的充電站和路邊充電樁等。但為了緩解大城市交通擁堵和停車難等問題又在極力限制汽車數(shù)量的增長；再加上人力成本的不斷提高，因此相對而言，分時租賃公司更加關注

第 3 章 分時租賃系統(tǒng)調(diào)度員派遣策略優(yōu)化方法式中stT —所有派出調(diào)度員在運營期間內(nèi)的總行程時間；| T |—系統(tǒng)運行總時間；iiF I—已派出調(diào)度員的總人數(shù)。在實際操作管理中，調(diào)度員的雇傭成本往往是系統(tǒng)的前期投資的主要部分之一，而相比于后期的調(diào)度員派遣成本，調(diào)度員的雇傭成本更加難以確定，而且易受到實際問題中多方面因素的影響，因此有必要對不同雇傭成本下調(diào)度員最優(yōu)派遣策略進行詳細的分析，尤其是對以系統(tǒng)運營調(diào)度優(yōu)化策略的角度分析調(diào)度員單位雇傭成本對系統(tǒng)運營中各成本和運營指標的影響，從而為系統(tǒng)決策者和管理者提供相關的管理學建議。

第 4 章 分時租賃系統(tǒng)電動汽車調(diào)度策略優(yōu)化方法輛電動汽車的采購和維護費用換算成單位運營時間內(nèi)的攤余成本ac =20 元，電動汽車在場站間的平均單位行駛成本xc =0.25 元/千米，因此電動汽車在場站 i ,之間的行駛成本可表示為 0.25xij ijc d 。此外，在本節(jié)假設所有電動汽車的車載電池容量相同且 9kW hmaxE 。
【參考文獻】

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本文編號：2835113