一种基于博弈论的私家车拼车行为选择方法技术

本发明专利技术公开了一种基于博弈论的私家车拼车行为选择方法，包括基于博弈论，建立私家车拼车行为模型；求解私家车拼车行为模型的平衡点；对平衡点进行稳定性分析，获取稳定点及对应的稳定条件；在不同的稳定点和稳定条件下，选择相应的策略。本发明专利技术运用博弈理论在拼车出行者与政府之间构建博弈模型，使拼车出行与政府支持之间关系进行量化，为私家车拼车行为选择提供最佳策略，为政府制定拼车公共政策提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种基于博弈论的私家车拼车行为选择方法
本专利技术涉及一种基于博弈论的私家车拼车行为选择方法，属于城市交通服务

技术介绍
随着互联网技术普及，私家车拼车已成为人们出行方式的选择之一，现有的出行方式选择方法主要针对出行者个体而言，从出行行为影响因素出发选择出行方式。常见方法为基于交叉嵌套logit原理构建模型，考虑出行方式与出行时刻两种模型结果选择出行方式；或是利用动态决策方法结合出行行为影响因素选择出行方式。私家车拼车作为一种新型绿色交通出行方式还在快速发展，政府仍需对其进行政策引导与支持，但是现有的方法没有考虑拼车出行与政府支持之间的关系。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于博弈论的私家车拼车行为选择方法。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于博弈论的私家车拼车行为选择方法，包括，基于博弈论，建立私家车拼车行为模型；求解私家车拼车行为模型的平衡点；对平衡点进行稳定性分析，获取稳定点及对应的稳定条件；在不同的稳定点和稳定条件下，选择相应的策略。私家车拼车行为模型为，出行者选择拼车出行的期望收益：S1＝y(E+M1)+(1-y)(E-N(x))＝E+yM1-x(1-y)N其中，S1为出行者选择拼车出行的期望收益，y为政府采取鼓励政策的概率；E为出行者选择私家车拼车出行获得的总效用；M1为出行者选择私家车拼车出行时，从政府部门获得的补贴；N(x)为当政府鼓励拼车出行时，由于拼车人数增加而导致出行者损失的时间价值；x为私家车主选择拼车出行的比例，N为每增加一位拼车人造成的时间损失成本。出行者选择不拼车出行的期望收益：S2＝yC+(1-y)C＝C其中，S2为出行者选择不拼车出行的期望收益；C为出行者选择私家车独自出行获得的总效用；出行者的平均期望收益：其中，为出行者的平均期望收益；出行者的复制动态方程：其中，G(x)为出行者的复制动态方程，t表示时间；政府支持拼车的期望收益：Z1＝x(G-R)+(1-x)(-R-H)＝xG+xH-R-H其中，Z1为政府支持拼车的期望收益；G为当政府鼓励拼车出行时，交通拥堵缓解和尾气排放减少为政府带来的收益；R为政府制定拼车相关的政策而承担的成本；H为政府因为出行者放弃私家车拼车出行而引发的污染和拥堵等损失；政府不支持拼车的期望收益：Z2＝x*0+(1-x)*(-H)＝-H+xH其中，Z2为政府不支持拼车的期望收益；政府的平均期望收益：其中，为政府的平均期望收益；政府的复制动态方程：其中，G(y)为政府的复制动态方程。平衡点包括(0，0)、(0，1)、(1，0)、(1，1)、(0)和基于雅可比矩阵进行稳定性分析，获取稳定点及对应的稳定条件。稳定点(0，0)，对应的稳定条件为E＜C,G＜R；稳定点(0)，对应的稳定条件为0＜E-C＜N,G＜R或者0＜E-C＜N,G＞R,(E-C)G＜RN；稳定点(1，1)，对应的稳定条件为E＞C,G＞R。当稳定点为(0，0)，稳定条件为E＜C,G＜R时，出行者选择独自驾车不拼车出行，政府不采取任何鼓励政策；当稳定点(0)，稳定条件为0＜E-C＜N,G＜R或者0＜E-C＜N,G＞R,(E-C)G＜RN时，拼车发展初期，部分出行者尝试拼车出行，政府对拼车出行的发展持观望态度，相关鼓励政策正在研究阶段；当稳定点(1，1)，稳定条件为E＞C,G＞R时，出行者选择拼车出行，政府出台拼车相关的鼓励政策和拼车优先的管理措施，提升拼车出行的效率，吸引更多的出行者拼车出行。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术运用博弈理论在拼车出行者与政府之间构建博弈模型，使拼车出行与政府支持之间关系进行量化，为私家车拼车行为选择提供最佳策略，为政府制定拼车公共政策提供参考。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为情景一的第一种情况下的Y-X图；图3为情景一的第一种情况下的X-t图；图4为情景一的第一种情况下的Y-t图；图5为情景一的第二种情况下的Y-X图；图6为情景一的第二种情况下的X-t图；图7为情景一的第二种情况下的Y-t图；图8为情景二的Y-X图；图9为情景二的X-t图；图10为情景二的Y-t图；图11为情景三的Y-X图；图12为情景三的X-t图；图13为情景三的Y-t图；图14为情景四的Y-X图；图15为情景四的X-t图；图16为情景四的Y-t图；图17为情景五的Y-X图；图18为情景五的X-t图；图19为情景五的Y-t图；图20为情景六的Y-X图；图21为情景六X-t图；图22为情景六的Y-t图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，一种基于博弈论的私家车拼车行为选择方法，包括以下步骤：步骤1，基于博弈论，建立私家车拼车行为模型。假设私家车主选择拼车出行的比例为x，则选择不拼车出行的比例为1-x，政府采取鼓励政策的概率为y，则不采取鼓励政策的概率为1-y，由此产生的收益矩阵如表1所示。表1收益矩阵表中：E为出行者选择私家车拼车出行获得的费用、舒适度等总效用；C为出行者选择私家车独自出行获得的时间、舒适度、路径自由度等总效用；M1为出行者选择私家车拼车出行时，从政府部门获得的补贴；G为当政府鼓励拼车出行时，交通拥堵缓解和尾气排放减少为政府带来的收益；N(x)为当政府鼓励拼车出行时，由于拼车人数增加而导致出行者损失的时间价值；N(x)＝x*N，N为每增加一位拼车人造成的时间损失成本。R为政府制定拼车相关的政策而承担的成本；H为政府因为出行者放弃私家车拼车出行而引发的污染和拥堵等损失。从上得出，出行者选择拼车出行的期望收益、选择不拼车出行的期望收益以及平均期望收益为：S1＝y(E+M1)+(1-y)(E-N(x))＝E+yM1-x(1-y)N(1)S2＝yC+(1-y)C＝C(2)其中，S1为出行者选择拼车出行的期望收益，S2为出行者选择不拼车出行的期望收益，为出行者的平均期望收益。政府支持拼车的期望收益、不支持拼车的期望收益以及平均期望收益为：Z1＝x(G-R)+(1-x)(-R-H)＝xG+xH-R-H(4)Z2＝x*0+(1-x)*(-H)＝-H+xH(5)其中，Z1为政府支持拼车的期望收益，Z2为政府不支持拼车的期望收益，Z为政府的平均期望收益。根据式(3)和(6)得出出行者和政府的复制动态方程：其中，G(x)为出行者的复制动态方程，t表示时间，G(y)为政府的复制动态方程。步骤2，求解私家车拼车行为模型的平衡点。要使私家车拼车行为模型具有演化稳定策略，则必须同时满足以下公式，求解公式(9)得：x＝0,x＝1,设f(x)＝x(1-x)(E+yM1-x(1-y)N-C)，则：f′(x)＝(1-2x)(E-C+yM1)-(2x-3x2)(1-y)N(11)假设出行者选择私家车拼车出行获得的总效用加上政府补贴超过其私家车独自出行获得的总效用，即E+M1＞C。a1)当f′(0)＜0,f′(1)＞0，得x*＝0为演化稳定策略，x*为稳定策略解，即：当政府对拼车出行采取的效益支持低于一定阀值时，出行者最终会放弃拼车出行，进而选择私家车独自出行。a2)当时，由f′(0)＞0,f′(1)＞0和得为演化稳定策略，即政府对拼车出行采取的效益支持在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于博弈论的私家车拼车行为选择方法，其特征在于：包括，基于博弈论，建立私家车拼车行为模型；求解私家车拼车行为模型的平衡点；对平衡点进行稳定性分析，获取稳定点及对应的稳定条件；在不同的稳定点和稳定条件下，选择相应的策略。

【技术特征摘要】
1.一种基于博弈论的私家车拼车行为选择方法，其特征在于：包括，基于博弈论，建立私家车拼车行为模型；求解私家车拼车行为模型的平衡点；对平衡点进行稳定性分析，获取稳定点及对应的稳定条件；在不同的稳定点和稳定条件下，选择相应的策略。2.根据权利要求1所述的一种基于博弈论的私家车拼车行为选择方法，其特征在于：私家车拼车行为模型为，出行者选择拼车出行的期望收益：S1＝y(E+M1)+(1-y)(E-N(x))＝E+yM1-x(1-y)N其中，S1为出行者选择拼车出行的期望收益，y为政府采取鼓励政策的概率；E为出行者选择私家车拼车出行获得的总效用；M1为出行者选择私家车拼车出行时，从政府部门获得的补贴；N(x)为当政府鼓励拼车出行时，由于拼车人数增加而导致出行者损失的时间价值；x为私家车主选择拼车出行的比例，N为每增加一位拼车人造成的时间损失成本。出行者选择不拼车出行的期望收益：S2＝yC+(1-y)C＝C其中，S2为出行者选择不拼车出行的期望收益；C为出行者选择私家车独自出行获得的总效用；出行者的平均期望收益：其中，为出行者的平均期望收益；出行者的复制动态方程：其中，G(x)为出行者的复制动态方程，t表示时间；政府支持拼车的期望收益：Z1＝x(G-R)+(1-x)(-R-H)＝xG+xH-R-H其中，Z1为政府支持拼车的期望收益；G为当政府鼓励拼车出行时，交通拥堵缓解和尾气排放减少为政府带来的收益；R为政府制定拼车相关的政策而承担的成本；H为政府因为出行者放弃私家车拼车出行而引发的污...

【专利技术属性】
技术研发人员：周桂良，刘志强，孙锋，毛丽娜，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32