本文關鍵詞：基于博弈理論的高速公路運營管理相關問題研究

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【摘要】：高速公路是人們出行、貨運物流必不可少的公共設施,是國家經(jīng)濟、民生、國防中的一個重要部分。由于我國大部分高速公路是經(jīng)營性的收費公路,其管理具有企業(yè)的特性,在運營管理過程中不可避免地出現(xiàn)收費效率低、收費廣場擁堵、養(yǎng)護維修計劃決策和養(yǎng)護資金投入合理和時效性等問題。這些常見問題對其經(jīng)濟效益及服務質(zhì)量構成了重大的影響,引起了社會和投資管理者各方的不滿。鑒于此,本文主要針對高速公路運營管理系列問題進行研究,旨在為經(jīng)營性高速公路運營管理實踐提供決策支持。本文的主要工作和研究結果如下：首先,從高速公路現(xiàn)階段運營管理的現(xiàn)實情境出發(fā),闡明了論文的研究背景,總結了論文研究的理論意義和實踐價值；通過對相關文獻進行了系統(tǒng)的梳理和評述,確定了論文的研究內(nèi)容；針對論文的研究內(nèi)容和擬達到的研究目標明確了研究思路,并設計了本文的研究框架。其次,研究了不確定性微分演化博弈模型的基礎理論。以確定性演化博弈理論的分析開始,對確定性演化博弈的相關概念,博弈模型及模型的不足進行了系統(tǒng)梳理；為了對確定性模型的缺陷進行改進,論文將劉寶碇教授首創(chuàng)的不確定性理論引入到演化博弈模型之中,提出并建立了不確定性微分演化博弈模型,對博弈模型解的存在唯一性條件及解的穩(wěn)定性進行了詳盡的分析,并利用數(shù)值仿真的方法驗證了模型的有效性。為論文后續(xù)章節(jié)研究奠定了理論基石。再次,就收費站管理中存在的逃費及收費廣場擁堵問題進行了研究。首先針對高速公路收費管理中的逃費問題,從收費監(jiān)督方和被監(jiān)督方的策略選擇入手,建立偷逃費行為的演化博弈模型,分析了確定性與不確定性微分演化博弈情形下被監(jiān)督方與監(jiān)督者方的最優(yōu)策略選擇,以及雙方在進行策略選擇過程中的動態(tài)演化過程,給出了博弈雙方在確定性演化博弈與不確定性微分演化博弈達到穩(wěn)定狀態(tài)的條件,結合模型推演結果并考慮到聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)基本實現(xiàn)的基礎上提出了相應的建議。隨后,針對高速路收費廣場擁堵問題,以駕駛員為研究對象,運用確定性演化博弈與不確定性微分演化博弈理論,借助“鷹鴿博弈”模型,建立了駕駛員選擇收費通道的博弈模型,得到在確定性演化博弈和不確定性微分演化博弈情形下的演化穩(wěn)定策略,驗證了駕駛員在收費廣場選擇收費通道博弈中存在均衡點的分析結果,并提出緩解收費廣場堵塞問題的相關方案。最后,就高速公路的養(yǎng)護計劃決策和養(yǎng)護管理進行了研究。在養(yǎng)護管理方面,為提高高速公路養(yǎng)護質(zhì)量,降低養(yǎng)護成本,本文首先采用改進的目標規(guī)劃層次算法,運用Stackelberg博弈理論對管理部門與出行者之間的交互過程進行分析,通過將改進的目標規(guī)劃的層次分析法與Stackelberg博弈模型相結合,分析了出行者選擇不同道路情形的養(yǎng)護決策問題,并對出行者與管理者所獲得的效用進行了分析；最后,針對路面養(yǎng)護問題,在既要考慮養(yǎng)護成本的經(jīng)濟性又要考慮路面養(yǎng)護質(zhì)量的雙重目標下,運用博弈理論建立了路面養(yǎng)護多目標優(yōu)化模型,通過對高速公路養(yǎng)護質(zhì)量與成本兩種不同的屬性運用模糊聚類分析,將屬性進行分組后建立相關問題的博弈模型,為公路養(yǎng)護質(zhì)量與成本決策開辟了一種有效途徑。
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：F224.32;F542.6

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