信息技术交通运输管理论文提纲

论文题目：基于共享交通模式同向出行拼车匹配研究

摘要：第一章 引言本章通过调查研究当前世界人口数、城市化程度、交通发展状况以及交通发展所带来的影响，给出相应的解决方案，即共享交通模式。首先，对共享交通模式产生的背景进行分析，同时从客运量、便利性、灵活性等方面对比分析铁路运输、城市轨道运输、公交车、出租车和私家车等不同运输方式的优缺点。其次，对共享交通模式进行定义，即共享交通模式是介于私家车和公共交通之间的一种新型交通模式，在此模式中，用户只拥有车辆的使用权而不再拥有所有权。基于当前互联网和智能手机的发展，对拼车的可行性进行分析。另外，对车辆合乘匹配问题进行浅析，主要内容为传统交通下的车辆合乘匹配问题的定义和算法。最后，讲述本论文的研究内容和意义。主要有：本文通过提出共享交通模式下的同向出行拼车匹配研究，大胆创新，改变传统理念。介绍不同的运输方式及其作用，确定通过共享交通模式来从根本上解决当前道路拥挤、环境污染等一系列问题，给出用户出行拼车优化模型，并对优化模型进行举例分析。最后，对拼车模型进行编程设计。第二章 ITS及相关网络分析算法关于智能交通系统（ ITS）的内容主要包括以下两个部分：（1）随着经济的快速发展，城市的现代化发展速度日益加快．交通的发展是城市现代化进程的重要组成部分。为满足居民的出行需求，就要求我们加快发展智能交通的步伐。（2）从运输系统的定义、基于互联网+的交通规划以及智能交通技术三个方面分别进行研究分析。运输系统的目的是为社会需求提供必要的服务，交通运输系统通过不同交通方式之间的协调配合，来完成人们的日常出行任务。城市交通运输系统主要包括地铁、公交车、出租车、私家车等。随着近年互联网+技术的发展成熟，也逐步应用到交通中来，旨在实现点到点的交通模式，可大大的便利人们的生活。此外，绿色低碳交通也是人们研究的热点。本章第二部分主要探讨了城市路网交通中的相关网络分析算法，具体包括：首先，详细的介绍当前的运输方式。为满足城市居民逐渐增加的出行需求，通过对不同出行方式（公共交通、出租车、私家车、步行等）的对比分析，对应公共交通（地铁和公交）载客量大的优点，应优先发展公共交通。但公共较难满足居民对出行方式灵活性、舒适性、个性化等的要求。故，我们需要对城市交通模式优化。其次，给出多种网络分析算法，为优化城市交通提供参考。主要包括蚁群优化算法应用到日常的迁移连续优化问题；组合优化问题；路径优化问题和最小生成树问题及算法。第三章 共享交通模式本章主要针对共享交通模式展开，结合经济学的产品服务系统类型类此分析共享交通模式．从以拼车为导向、面对不同的用户、以用户不同的时空要求三个方面进行设计。根据以上设计理念，对共享交通模型的特点进行分析，对根据是否允许返程、不同车辆类型的车辆的小时成本、以及拼车方式进行具体介绍。另外，共享交通是介于公共交通与私家车之间的一种新型交通模式，它的提出势必会带来管理上的变化，本文对其所带来的的变化进行初步分析，为管理部门提供参考。最后，详细分析互联网+对实现点到点交通的作用。“互联网+拼车”可以高效、低成本、低成本的完成旅客的出行，同时实现点对点的交通、日常社会经济发展和人们日常出行的便捷性的目标。第四章基于共享交通模式同向出行拼车模型的建立基于前几章的分析，设计基于共享交通模式同向出行拼车模式的数学模型，并针对两种不同的交通状态进行具体分析。（1）同向路径吻合出行拼车模型已知需要拼车的不同用户拼车时间、出发点和目的地，构建模型，使得在完成多于1名用户的出行需要的基础上成本费用最低，即得出不同OD之间的最短路径。本文假定在共享交通模式中，乘客数、位置以及目的地确定的条件下，乘客在完成出行目的时可同向拼车，计算其最短路径。影响最短路径选择的主要有两个因素：（1）路段行驶时间，用户为了更高效的完成出行目的，往往会选择路径最短即行驶时间最短的路段；（2）行驶费用，在时间允许的范围内，用户都希望可以降低出行费用。（2）哑铃出行拼车模型在已知需要拼车的不同用户拼车时间、出发点和目的地的基础上，用户出发点与目的地之间的OD距离远远大于1名以上用户出发点之间的距离和目的地之间的距离，构建模型，旨在使得系统获得最小成本。设，当面临多个乘客出发点距离接近、目的地距离接近且其两者之间的距离较大时，x,y分别为出发点和目的地。由于出发点x与目的地y之间的距离较大，该模型的影响因素主要为行驶费用，当用户选择拼车时，可以大大降低出行费用。此外，该模型也可运用于不同时间窗但目的地同向的乘客进行拼车出行。第五章 模型分析第一部分对第四章给出的优化模型进行总结分析，用户发布了拼车的信息，经过平台的优化设计，给出满足用户的拼车方案。但是，在实际操作过程中，因为用户预定时间不确定、因为用户个人原因而将原己预订的任务需求提前、延迟或取消、不同用户对等待时间的容忍程度不同，会使得系统存在一定的误差。第二部分 对第四章的优化模型给出相应的算例。第六章 算法实现这一部分 主要是通过编程实现论文提出的拼车模型。依据编程语言，实现用户与路网车辆之间的动态联系，实现拼车过程。应用程序包括相关网络技术、信息匹配技术、信息传递技术、动态信息搜索技术、用户拼车完成效率分析技术等。本章给出拼车服务应用模型、平台工作流程、Android端技术概述图以及用户拼车模型在Android系统上的应用示例图，可较为清晰的解释拼车模型的运用。通过这一系统，可初步实现第四章所提出的两种拼车模型。 此外，本章还对用户出发点和目的地位置确认、拼车过程的进一步优化（根据用户之间距离、OD距离优化出行方案）以及基于以往数据对程序进行优化的编程细节做了介绍。第七章 总结通过分析交通现状、拼车优化模型以及算例分析和编程设计，对城市运输系统进行扩展，通过共享交通的模式优化当前城市交通现状，为交通管理者提供参考方案，并通过对拼车的优化使城市交通更加快速和有序。本文主要做了以下工作：（1）理论研究部分，概述共享交通模式产生的背景、汽车共享和拼车的概念和分类以及多车辆匹配问题，为课题的后续研究做准备：结合不同的交通运输方式，进一步理解交通的含义：并简要分析多种适用于城市交通问题的网络分析算法：具体分析共享交通模式的定义、发展和相关服务系统。（2）给出两种共享条件下同向拼车的数学模型，优化出行模式，并进行算例分析。（3）对论文所给出的模型进行编程实现。本论文所给出的课题在未来的交通发展中具有一定研究意义，但同时也存在局限性，论文只针对同向出行条件下的拼车，对于复杂的城市交通状况，需进行进一步分析。

关键词：

学科专业：交通运输规划与管理

Abstract

中文摘要

1 Introduction

1.1 Car sharing generated background

1.2 Car sharing concept

1.3 Car-pooling concept

1.4 Multi-vehicle ride matching problem

1.4.1 Classification for the vehicle routing

1.4.2 Current problem status of vehicle routing research

1.5 The significance and purpose of the research

2 Intelligent Transportation Systems and network analysis algorithm

2.1 Modern cities and urbanization

2.2 Role overview of Intelligent Transportation Systems

2.2.1 The Definition of the transportation system

2.2.2 Transportation planning based on internet+

2.2.3 Intelligent transportation technologies

2.3 Modes of transportation

2.3.1 Components

2.3.2 The choice of the transportation mode

2.4 Network analysis algorithm

2.4.1 Continuous optimization problem

2.4.2 Combinatorial optimization problem

2.4.3 Network Planning Optimization problem

2.4.4 Solutions for the transport and distribution of shared vehicles

2.4.5 Ant colony optimization application to the daily migration

2.4.6 The terminology of networks

2.4.7 Minimum spanning tree problem

2.4.8 Application of the spanning tree problem

2.5 Summary

3 Development and service system of car sharing

3.1 Car-sharing and car-pooling concepts

3.2 Development of the sharing system

3.3 Features of the considered car-sharing system

3.4 Product service system with apply to the transportation systems

3.5 Regulations and Operational Standards

3.6 Internet+and point-to-point traffic

3.7 Summary

4 Car sharing model

4.1 The historical background and existing formulations of the optimization problem

4.2 The formulation of the method

4.2.1 Carpool trip model with same path

4.2.2 Cooperative Barbell and linear distribution Models based on SharedMode

5 Mathematical algorithm of car-pooling path

5.1 Model background

5.2 Algorithm and Example

6 Model for the programming

6.1 Model interpretation

6.2 Car-pool event with steps shown as an application interface

6.3 Experiment with applying of the data location

6.4 The further optimization of the car-pooling process

6.5 Experience

7 Conclusion

References