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【“工程管理论坛”系列讲座】龙建成教授:A time-dependent shared autonomous vehicle system design problem

发布时间: 2021/07/10 14:16:34     点击次数:次   打印本页

7月8日下午16:00,北航经管学院“工程管理论坛”系列讲座第四期《A time-dependent shared autonomous vehicle system design problem》通过腾讯会议成功举办。本次讲座邀请到了合肥工业大学汽车与交通工程学院教授、博士生导师龙建成教授讲述时间依赖下的共享自动驾驶汽车系统设计问题。

龙建成教授是国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者(2015),教育部青年长江学者(2017),国家杰出青年科学基金获得者(2019)。现任管理科学与工程学会理事、中国系统工程学会理事、安徽省非线性科学协会副理事长、学术期刊《International Journal of Transportation》和《控制与决策》编委等,在《Operations Research》、《Transportation Science》、《Transportation Research Part B\C\D\E》、《European Journal of Operational Research》、《系统工程理论与实践》等国内外期刊上录用或发表论文60余篇,动态交通分配方面的研究成果曾入选了国家自然科学基金委2014年年度报告,2018年获教育部自然科学一等奖。

龙建成教授的研究考虑了一个时间依赖的共享自动驾驶汽车系统设计问题。在系统设计方面,同时优化车队规模、停车场位置选址及车位数量和系统日常运营过程等因素,进行系统设计的长期规划。将系统的日常运营描述为动态系统最优的交通分配问题,同时考虑出行者的路径选择和出发时间选择。首先,采用路段传输模型作为交通流模型,将系统的日常运营问题表述为线性规划问题。进一步,将依时的共享自动驾驶汽车系统设计问题转化为混合整数线性规划问题,并开发了一种潜水启发式算法对该问题进行求解。最后,通过四个不同规模的网络,说明了算法的有效性和共享自动驾驶汽车系统的性质。

结果表明,本研究所开发的潜水启发式算法能够较快求得所提出的混合整数线性规划问题的近似最优解。所开发的算法在模型参数改变时具有鲁棒性,如停车场的固定建设成本、最大停车位数量和单台车辆购置成本等参数。此外,研究结果还表明,所开发的共享自动驾驶汽车系统能够通过修建一些距离CBD或土地价格较高的住宅区较远的停车场,从而在缩小停车场建设成本与满足所有乘客出行需求间实现平衡。与无共享的自动驾驶汽车系统相比,所提出的共享自动驾驶汽车系统在系统中出行者总出行成本有限增加的情况下,可以极大地节省车队规模和车位数量,特别是在出行需求水平较高的情况下。与没有进行长期规划系统设计的共享自动驾驶汽车系统相比,有长期规划的系统的总运营成本要低得多。随着规划年限的增加,这一现象更加显著。

最后,龙建成教授提出了一些未来的研究方向。对于求解大规模现实网络来说,本研究在求解混合整数线性规划问题所用的线性规划松弛方法费时且繁琐,因此,可以尝试一些其他分解方法来提高计算效率,如Dantzig-Wolfe分解方法,以更高效地求解线性规划子问题。此外,本研究假设出行者为同质,可以扩展到出行者异质情况,例如,不同的出行时间价值、早到或晚到的惩罚系数、时间窗差异等因素。这些因素的结合将使模型更接近真实情况。

龙建成教授通过逻辑清晰、深入浅出的报告,对如何把握前沿问题、如何建模及设计求解算法进行了详细讲解,使大家获益匪浅。在龙教授的精彩讲述后,与会师生就该研究的一些困惑与龙教授进行了深入的讨论,报告会在热烈的气氛中圆满结束。