![[09127409082]](https://barast.com/wp-content/uploads/2021/01/newlogo.png){kind=small}
برنامهریزی حمل و نقل بار شهری: یک رویکرد پویای نظریه بازی استاکلبرگ
در این مقاله، ما یک مدل پویای نظریه بازی استاکلبرگ برای برنامهریزی حمل و نقل بار شهری پیشنهاد میکنیم که قادر به توصیف تعامل بین حمل و نقل بار و پرسنل در یک منطقه شهری است. این مسئله به عنوان یک برنامه ریاضی پویای دو سطحی با محدودیتهای تعادل (MPEC) فرموله شده است که به دستهای از مسائل چالش برانگیز محاسباتی تعلق دارد. سطح پایینتر، تعادل پویای کاربر (DUE) با ترافیک ناهمگن است که تخصیص ترافیک حمل و نقل شخصی را با توجه به برنامه حمل و نقل بار مشخص میکند. سطح بالاتر، یک مسئله برنامهریزی حمل و نقل بار بهینه سیستم (SO) است که هدف آن به حداقل رساندن کل هزینه برای یک شرکت کامیون است. یک برنامه ریاضی با محدودیتهای مکمل (MPCC) فرمولبندی مجدد شده و یک الگوریتم گرادیان پیشبینی شده برای حل این مسئله چالش برانگیز محاسباتی طراحی شده است. آزمایشهای عددی انجام شده است تا نشان دهد که هنگام برنامهریزی حمل و نقل بار، ترافیک پسزمینه قابل اغماض نیست، حتی اگر تعداد کامیونها در مقایسه با سایر وسایل نقلیه در حال حرکت در همان شبکه نسبتاً کم باشد. علاوه بر این، در مدل دو سطحی پیشنهادی ما برای برنامهریزی حمل و نقل بار شهری، یک مورد پویا از پارادوکس شبیه به Braess پیدا میکنیم که میتواند بینشهای مدیریتی را برای یک سازمان برنامهریزی کلانشهری (MPO) در افزایش رفاه اجتماعی با محدود کردن حرکت بار فراهم کند.
مقدمه
حمل و نقل بار شهری، که گاهی اوقات به عنوان لجستیک شهری نیز شناخته میشود، با هدف کاهش اثرات جانبی منفی مانند انتشار گازهای گلخانهای، سر و صدا و ازدحام مرتبط با فعالیتهای حمل و نقل و در عین حال حمایت از توسعه اقتصادی و اجتماعی آنها انجام میشود (کرینیک و همکاران، ۲۰۰۹). امروزه با افزایش تعداد وسایل نقلیه شخصی، افزایش تقاضا برای خدمات حمل و نقل بار شهری و افزایش شناخت نیاز به تغییر الگو به سمت فناوریهای لجستیک و حمل و نقل پایدار از نظر زیستمحیطی، این مشکل حتی مهمتر و چالشبرانگیزتر شده است. حمل و نقل بار شهری در دهههای گذشته تلاشهای تحقیقاتی زیادی را از دیدگاههای مختلف از جمله تنظیم حمل و نقل، تخمین و کاهش انتشار گازهای گلخانهای، برنامهریزی حمل و نقل و غیره به خود جلب کرده است. اکثر مطالعات در مورد برنامهریزی حمل و نقل بار شهری، این مسئله را بر اساس چارچوبی از مسئله مسیریابی وسیله نقلیه (VRP) مدلسازی کردهاند، با هدف به حداقل رساندن کل هزینه/تأخیر برای شرکتهای حمل و نقل یا کامیون در عین برآورده کردن محدودیتهای مصرف تقاضا. این مطالعات عمدتاً بر مدلسازی فعالیتهای حمل و نقل تمرکز دارند. با این حال، حمل و نقل شخصی و تأثیر آن بر برنامهریزی حمل و نقل بار به خوبی مورد مطالعه قرار نگرفته است.
برای پر کردن شکاف ذکر شده در بالا، در این مقاله ما یک مدل پویای نظریه بازی برای برنامهریزی حمل و نقل بار شهری پیشنهاد میکنیم که قادر به توصیف تعامل بین حمل و نقل بار و پرسنل است. به طور خاص، این مسئله به عنوان یک برنامه ریاضی پویا با محدودیتهای تعادل (MPEC) فرموله شده است که میتواند تخصیص ترافیک پویای کاربران جادهای ناهمگن را مدیریت کند. ویژگیهای نظری این مدل جدید مورد بحث قرار گرفته است. برای دستیابی به قابلیت ردیابی و تضمین کیفیت راهحل، یک برنامه ریاضی با محدودیتهای مکمل (MPCC) فرمولبندی مجدد شده است. در نهایت، این مسئله را میتوان با یک الگوریتم گرادیان پیشبینیشده پیشنهادی حل کرد. نتایج عددی نشان میدهد که تعامل حمل و نقل بار و شخصی برای شرکت کامیون غیرقابل اغماض است. علاوه بر این، با آزمایشهای عددی گسترده، ما یک پارادوکس شبیه به Braess را بر اساس مدل پیشنهادی خود پیدا میکنیم که میتواند بینشهای مدیریتی را برای یک سازمان برنامهریزی شهری (MPO) فراهم کند تا رفاه اجتماعی با سیاستگذاری مناسب بهبود یابد.
این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است. در بخش ۲، مروری جامع بر ادبیات موضوع ارائه میدهیم و بررسی میکنیم که چگونه این مقاله از متون موجود متمایز شده و به آنها کمک میکند. در بخش ۳، یک مدل پویای نظریه بازی استکلبرگ برای برنامهریزی حمل و نقل بار شهری ساخته شده و برخی از نتایج نظری ارائه شده است. در بخش ۴، مسئله را به عنوان یک برنامه ریاضی با محدودیتهای مکمل (MPCC) فرموله میکنیم و یک الگوریتم گرادیان پیشبینیشده برای حل آن طراحی میکنیم. آزمایشهای دیجیتال ارائه شده و نتایج در بخش ۵ تجزیه و تحلیل میشوند. در نهایت، بخش ۶ مقاله را نتیجهگیری میکند.(منبع).