【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高速公路运营效益，尤其涉及一种高速公路的效率与效益平衡方法及系统。
技术介绍
1、高速公路的交通运行需要高速公路运营管理者通过不间断地实施各种运营管理策略，最终实现高速公路交通效率与运营效益趋于理想状态。因此，需要考虑不同外部运营环境影响下高速公路交通运行的动态变化，并识别不同阶段运营管理的有效性。动态绩效测量和非合作博弈是实施过程管理研究的一个重要内容，在高速公路运营管理过程中需要比较不同时段过程的交通运行效率以便识别出营运情况最好的时期，并将其作为以后实践的参考标准以对运营管理流程进行连续改进。
2、目前，针对高速运营效率与运营效益的评价，主要存在几类方法，首先是ahp层次分析法，这是一种多层决策分析方法，能够将决策问题分解成多个层次，每个层次之间是独立的，但是该方法对数据要求较高，需要收集足够多的有效数据才能得出准确的结论。然后是模糊综合评价方法，通过对各评价指标设定不等权重，并将各指标的评价结果进行加权求和，得出最终的综合评价结果，但是该方法在设定权重时可能存在主观性，使得综合评价结果存在一定的偏差。最后是数据包络分析法，这是最常见的一种非参数前沿效率分析方法，可用于评价多输入、多输出决策单元的生产（运行）性能。该方法不需要指定输入输出形式的生产函数，因此可以对决策单元与更复杂的生产关系的效率进行评估。但是，数据包络分析法对技术有效单元无法进行比较，并且由于未考虑系统中随机因素的影响，当样本中存在着特殊点时，该方法的技术效率结果将受到影响。
3、综上所述，目前常用的高速运营效率与效益
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种高速公路的效率与效益平衡方法及系统，用于解决如下技术问题：目前常用的高速运营效率与效益评价方法，在设置评价指标权重时未考虑影响高速通行能力的各种因素，无法准确指导高速运营效率与运营效益达到最佳的平衡状态。
2、本专利技术实施例采用下述技术方案：
3、一方面，本专利技术实施例提供了一种高速公路的效率与效益平衡方法，方法包括：基于高速公路的收费车道类型、通行车型以及通行时段，构建高速公路的通行能力指标体系；
4、根据所述通行能力指标体系，构建高速公路收费站的通行能力模型；
5、基于所述通行能力模型以及非合作博弈策略，构建高速公路交通效率与运营效益的非合作博弈模型；
6、根据所述非合作博弈模型，确定高速公路的交通效率与运行效益达到均衡时的非合作博弈策略；
7、对所述非合作博弈策略进行求解，得到高速公路的交通效率与运营效益的最优均衡方案。
8、在一种可行的实施方式中，基于高速公路的收费车道类型、通行车型以及通行时段，构建高速公路的通行能力指标体系，具体包括：
9、确定高速公路的待评价路段的收费车道类型以及通行车型；其中，所述收费车道类型至少包括etc车道、mtc车道以及复合收费车道；所述通行车型至少包括：标准小汽车、客车以及货车；
10、基于预设时间间隔，将所述待评价路段的总通行时长划分为若干个通行时段；
11、根据不同的收费车道类型、通行车型以及通行时段，构建所述高速公路的不同通行能力指标，形成所述通行能力指标体系。
12、在一种可行的实施方式中，根据所述通行能力指标体系，构建高速公路收费站的通行能力模型，具体包括：
13、在所述通行能力指标体系中，确定不同的收费车道类型与不同通行时段中的单辆车服务时间；
14、根据所述单辆车服务时间以及所述通行能力指标体系，构建高速公路收费站的通行能力模型，通行能力模型公式为：；
15、其中，为第r类收费车道的通行能力；为所述单辆车服务时间；为第c类车型在整个排队车辆中的占比；为第c类车型的折算系数。
16、在一种可行的实施方式中，在所述通行能力指标体系中，确定不同的收费车道类型与不同通行时段中的单辆车服务时间，具体包括：
17、根据，确定所述单辆车服务时间的初始计算公式；其中，为第r类收费车道的单辆车服务时间；为第t个通行时段的单辆车服务时间；
18、基于不同收费车道类型的服务效率，分别确定各类收费车道对应的第一折减系数；
19、基于不同通行时段的服务效率，分别确定各通行时段的第二折减系数；
20、将所述第一折减系数以及所述第二折减系数与所述初始计算公式相结合，得到最终的单辆车服务时间计算公式：。
21、在一种可行的实施方式中，基于所述通行能力模型以及非合作博弈策略，构建高速公路交通效率与运营效益的非合作博弈模型，具体包括：
22、根据，确定不同收费车道车型和通行时段的交通配置方案；其中， i=(1,2,…,l)， l为所述交通配置方案的总方案数；为第r类收费车道对应的通行能力的取值，n为收费站收费车道的总数量；
23、根据所述交通配置方案，确定高速公路的交通效率效用函数：；以及运行效益效用函数：；
24、将高速公路的交通效率作为博弈方，运营效益作为博弈方，分别确定交通效率与运营效益的均衡策略；
25、根据各个博弈方的均衡策略以及各个博弈方的效用值，构建所述非合作博弈模型：；其中，为交通效率与运营效益的均衡策略，为博弈方的效用值，所述效用值根据所述效用函数得到。
26、在一种可行的实施方式中，将高速公路的交通效率作为博弈方，运营效益作为博弈方，分别确定交通效率与运营效益的均衡策略，具体包括：
27、定义不同收费车道的均衡策略公式；其中，为博弈方的均衡策略，为博弈方的纯策略集，表示不同交通配置方案下，对应的通行能力策略方案；
28、根据所述均衡策略公式，得到不同交通配置方案对应的交通效率的均衡策略：；以及运营效益的均衡策略：；其中，。
29、在一种可行的实施方式中，根据所述非合作博弈模型，确定高速公路的交通效率与运行效益达到均衡时的非合作博弈策略，具体包括：
30、确定各个收费车道类型对应的通行能力集合，并根据所述通行能力集合，确定各个博弈方对应的均衡策略向量；其中，所述通行能力集合中包含不同配置方案下，高速公路交通效率与运营效益达到均衡时的收费站最大通行能力；
31、对所述交通效率效用函数与运行效益效率函数进行量纲化处理，得到归一后的交通效率效用值：，以及运行效益效用值：；其中，表示高速公路的交通效率，表示高速公路的运营效益；
32、将所述交通效率效用值与所述运营效益效用值代入所述非合作博弈模型中，得到所述非合作博弈策略。
33、在一种可行的实施方式中，确定各个收费车道类型对应的通行能力集合，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，基于高速公路的收费车道类型、通行车型以及通行时段，构建高速公路的通行能力指标体系，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，根据所述通行能力指标体系，构建高速公路收费站的通行能力模型，具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，在所述通行能力指标体系中，确定不同的收费车道类型与不同通行时段中的单辆车服务时间，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，基于所述通行能力模型以及非合作博弈策略，构建高速公路交通效率与运营效益的非合作博弈模型，具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，将高速公路的交通效率作为博弈方，运营效益作为博弈方，分别确定交通效率与运营效益的均衡策略，具体包括：
7.根据权利要求5所述的一种高速公路的效率与
8.根据权利要求7所述的一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，确定各个收费车道类型对应的通行能力集合，并根据所述通行能力集合，确定各个博弈方对应的均衡策略向量，具体包括：
9.根据权利要求8所述的一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，对所述非合作博弈策略进行求解，得到高速公路的交通效率与运营效益的最优均衡方案，具体包括：
10.一种高速公路的效率与效益平衡系统，其特征在于，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，基于高速公路的收费车道类型、通行车型以及通行时段，构建高速公路的通行能力指标体系，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，根据所述通行能力指标体系，构建高速公路收费站的通行能力模型，具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，在所述通行能力指标体系中，确定不同的收费车道类型与不同通行时段中的单辆车服务时间，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种高速公路的效率与效益平衡方法，其特征在于，基于所述通行能力模型以及非合作博弈策略，构建高速公路交通效率与运营效益的非合作博弈模型，具体包括：
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：常志宏，李镇，
申请(专利权)人：山东高速股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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