实施需求响应型交通的成本效益分析

是 否 +2 论坛币

k人 参与回答

经管之家送您一份

应届毕业生专属福利!

求职就业群

赵安豆老师微信：zhaoandou666

经管之家联合CDA

送您一个全额奖学金名额~ !

立即领取

感谢您参与论坛问题回答

经管之家送您两个论坛币！

+2 论坛币

英文标题：
《Implementation of a cost-benefit analysis of Demand-Responsive Transport
  with a Multi-Agent Transport Simulation》
---
作者：
Conny Grunicke, Jan Christian Schl\\\"uter, Jani-Pekka Jokinen
---
最新提交年份：
2021
---
分类信息：

一级分类：Economics        经济学
二级分类：General Economics        一般经济学
分类描述：General methodological, applied, and empirical contributions to economics.
对经济学的一般方法、应用和经验贡献。
--
一级分类：Economics        经济学
二级分类：Econometrics        计量经济学
分类描述：Econometric Theory, Micro-Econometrics, Macro-Econometrics, Empirical Content of Economic Relations discovered via New Methods, Methodological Aspects of the Application of Statistical Inference to Economic Data.
计量经济学理论，微观计量经济学，宏观计量经济学，通过新方法发现的经济关系的实证内容，统计推论应用于经济数据的方法论方面。
--
一级分类：Quantitative Finance        数量金融学
二级分类：Economics        经济学
分类描述：q-fin.EC is an alias for econ.GN. Economics, including micro and macro economics, international economics, theory of the firm, labor economics, and other economic topics outside finance
q-fin.ec是econ.gn的别名。经济学，包括微观和宏观经济学、国际经济学、企业理论、劳动经济学和其他金融以外的经济专题
--

---
英文摘要：
  In this paper, the technical requirements to perform a cost-benefit analysis of a Demand Responsive Transport (DRT) service with the traffic simulation software MATSim are elaborated in order to achieve the long-term goal of assessing the introduction of a DRT service in G\\\"ottingen and the surrounding area. The aim was to determine if the software is suitable for a cost-benefit analysis while providing a user manual for building a basic simulation that can be extended with public transport and DRT. The main result is that the software is suitable for a cost-benefit analysis of a DRT service. In particular, the most important internal and external costs, such as usage costs of the various modes of transport and emissions, can be integrated into the simulation scenarios. Thus, the scenarios presented in this paper can be extended by data from a mobility study of G\\\"ottingen and its surroundings in order to achieve the long-term goal. This paper is aimed at transport economists and researchers who are not familiar with MATSim, to provide them with a guide for the first steps in working with a traffic simulation software.
---
PDF下载：
--> Implementation_of_a_cost-benefit_analysis_of_Demand-Responsive_Transport_with_a_.pdf (566 KB)

2022-4-24 15:40:52 上传

扫码加我 拉你入群

请注明：姓名-公司-职位

以便审核进群资格，未注明则拒绝

分享0 收藏0 回帖

关键词：成本效益分析 效益分析 成本效益 econometrics Quantitative

利用多智能体运输模拟对需求响应型运输进行成本效益分析Conny Grunickea，bJan Christian Schlüterb，c，*杰尼·佩卡·乔金纳巴乔尔，统计系，格廷根大学经济系，洪堡塔利3，37073格廷根，德国马克斯·普朗克动力学与自组织研究所，复杂流体动力学系，Am Fassberg 1737077哥廷根，德国哥廷根格奥尔格·奥古斯特大学物理学院复杂系统动力学研究所，哥廷根格奥尔格大学，弗里德里希·亨德·普拉茨1，37077哥廷根，德国本文摘要：，阐述了使用交通仿真软件MATSim对需求响应型交通（DRT）服务进行成本效益分析的技术要求，以实现评估在哥廷根及周边地区引入DRT服务的长期目标。其目的是确定该软件是否适合进行成本效益分析，同时提供一份用户手册，用于构建可通过公共交通和DRT扩展的基本模拟。主要结果是，该软件适用于DRT服务的成本效益分析。特别是，最重要的内部和外部成本，例如各种运输和排放模式的使用成本，可以集成到模拟场景中。因此，为了实现长期目标，本文提出的场景可以通过哥廷根及其周围环境的流动性研究数据进行扩展。

本文针对不熟悉MATSim的交通经济学家和研究人员，为他们提供使用交通模拟软件的第一步指南。关键词：运输模拟；马西姆；基于Agent的建模；需求响应型运输；成本效益分析*通讯作者：复杂流体动力学系马克斯·普朗克动力学与自组织研究所，德国哥廷根市法斯伯格17号37077邮编：jan。schlueter@ds.mpg.de1简介由于近几十年来交通量的显著增长以及私人机动交通的主导地位，对人和环境的负面影响已经加剧（UBA 2019）。为了减少温室气体排放和防止气候变化，运输等部门需要新的解决方案和创新。因此，不同学科的科学家和公共决策者对自行车、公共交通和新交通概念等可持续交通系统越来越感兴趣（G"ossling and Choi 2015；Johansson et al.2017）。交通措施和政策的经济评估用于评估其经济效率和效益。为了评估此类措施和政策的整体福利影响，许多国家经常进行成本效益分析，作为基础设施项目决策的指南（Bristow和Nellthorp 2000；Mackie和Worsley 2013）。为了确定对福利的总体影响，该评估方法检查了社会和经济影响的程度。该分析的一个基本特征是，它还具有货币上的负面外部影响，如拥堵、空气和噪音排放，因此不仅反映了私人成本，也反映了社会成本（Damart和Roy，2009年）。

此外，社会接受度对成功实施测量或新概念的前景有重大影响。因此，这意味着考虑交通基础设施的个体效益对全面评估非常有帮助。Kickh"ofer（2009）的一篇论文认为，多智能体交通模拟能够说明由于交通方式、出行时间或出行成本的变化而导致的福利水平的个体变化。一般来说，在交通部门使用模拟并不少见，因为这使得人们能够预测新交通概念的长期影响，甚至在引入新概念及其相关投资之前。传统交通模拟和基于智能体的模拟之间的主要区别在于在个体层面上表现效用的变化。然而，多智能体运输模拟的使用相对较新，尚未用于新移动概念的成本效益分析。这些新的移动性概念的一部分是灵活的智能交通系统。这种灵活服务的一个实现是需求响应式运输（DRT）。DRT通过在没有固定路线和时间表的情况下运行一系列车辆，动态地适应出行需求。这使得旅行无需转移，因为提供了门到门或角到角服务。由于似乎没有研究使用基于代理的模拟对DRT等新型灵活交通服务进行成本效益分析，因此本文的贡献在于阐述其技术要求。因此，本项目文件的目的是制定长期目标，模拟哥廷根的交通，并评估哥廷根及其周边地区的DRT服务效果。哥廷根的Thetra of c将作为一个例子。

当前的交易情况代表了基准情景。在第二步中，这将与戈廷根地区增加DRT的情况进行比较。标准杆数的比较，为进行成本分析和评估交通工具的选择及其对旅行时间、内部和外部成本如拥挤、噪音和空气污染的影响奠定基础。然后将调查是否可以通过DRT服务作为一种有效措施来减少负面外部影响。因此，本文有两个目的。本项目论文的主要目标是阐述技术要求，即了解多智能体运输模拟软件MATSim并进行首次模拟。由于该软件是基于Java的，所以开发Java知识也是一项技术要求。其次，讨论了利用真实交通数据实施模拟的进一步步骤，以及进行成本效益分析所需的扩展。作为第一个近似值，仅模拟某条路线，而不是整个城市区域。典型的路线是从市中心到哥廷根的法斯伯格，因为这是马克斯·普朗克研究所许多员工的通勤路线。第一条模拟路线代表了整个城市区域的ATRC模拟准备工作。下一节将简要概述MATSim及其应用的具体优缺点。接下来是对仿真模型的描述。因此，考虑了数据收集和生成所有相关信息以模拟基线情况和DRT场景的技术方面。第4节描述了模拟的结果，特别是由此产生的反应模式。

最后，提出了下一步工作并得出结论。2多智能体传输模拟本文采用开源的基于智能体的微模拟MATSim。在与交易相关的领域，基于代理的模拟的使用越来越流行，近年来的文献中可以找到一些基于代理的方法的例子（Bischo ff和Maciejewski 2016；Kaddoura等人2015）。本节概述了ATSIM（第2.1节），包括其应用的具体优缺点（第2.2节）。因此，本章在开头尽量笼统。在接下来的章节中，将更详细地讨论相关特性和具体示例。2.1什么是MATSim？TATC模拟MaSIM是由柏林工业大学和苏黎世联邦理工大学共同开发的基于java的开源项目。MATSim软件允许对具有高计算能力的代理行为进行微观模拟，并有可能调查大型交易场景（Bischoff和Maciejewski，2016）。在这种情况下，术语“微观模拟”意味着每个人都被模拟为具有任意数量个体特征的独立个体。MATSim提供了一组可根据个人需求进行调整或扩展的模块：o交通需求建模o基于代理的微观模拟o每日计划的迭代评估（评分）o每日计划的变化（重新规划）o评估结果的方法。这些模块共同构成一个称为MATSim循环的综合优化系统。该优化系统基于协同进化原理。每个代理重复优化每日活动计划，与所有其他代理竞争时空。这种协同进化原理在MATSim中作为一个循环实现。

它从初始需求的建模开始，这是图1：MATSim（Horni et al.2016）研究区域内人员的构建块的日常活动链的结果。在MATSim中，这些被塑造的人被称为代理人。活动链通常来自经验数据或离散决策模型。代理对其他代理竞争时空时段的响应能力使其能够在迭代过程中单独优化初始需求。因此，每个人都有一个固定数量的日常计划记忆，每个计划由一个日常活动链和相应的分数组成。分数可以解释为无经济学效用。在所有迭代过程中，每个代理都从其内存中选择一个计划。该选择取决于计划的评分，该评分在每次运行后根据已执行计划的性能进行计算。特定份额的代理可以复制选定的计划并更改副本，这是循环的重新规划阶段。对于不同的尺寸，可以重新规划。有可能改变旅行时间、路线、交通方式和目的地。此外，有各种重新规划策略来调整计划，从随机突变到近似建议，再到最佳响应答案。每次迭代结束时，都会根据所选的每日计划（评分）对代理的体验进行评估。应用的评分函数为活动绩效分配正效用，为旅行、货币成本（如通行费或票价）以及迟到或早退分配负效用。然而，取样功能可以改变，因此可以根据用户的个人需求进行定制（Horni等人，2016）。这种重复过程通常会导致近似的随机用户均衡（Nagel和Fl"otter"od，2012）。

最后，MATSim提供了一些方法，可以直接对结果进行评估。然而，大多数分析都非常具体，必须根据用户要求进行。图1用MATSim Run包含的可配置迭代次数表示了上述循环。MATSim模拟的基本输入数据一方面是绘制研究区域相关基础设施的街道图，另一方面是上述初始交通需求。除了这些最低要求之外，还可以向模型中添加其他数据，以提高细节准确性（Horni等人，2016）。本文描述的模型还包含超过最低要求的数据。第3节介绍了使用的附加数据的详细信息。所有代理的同时模拟会导致交互，因此可以模拟更长的旅行时间或事件堵塞。街道图的基本结构可以用数学模型表示为一个图，因此图论在最广泛的意义上得到了应用。2.2为什么使用MATSim？在介绍了MATSim的功能之后，可以总结使用该软件的优缺点。Matsim的概念方法从根本上不同于传统的TRAFC仿真软件。虽然传统的模拟软件仅将聚合需求分配给相应的交通网络，并且只有路线上的静态流量可以在预定的时间间隔内表示，但MATSim基于微观行为的方法可以实现更低的空间、个性化和时间依赖性分析（Kickh"ofer 2009）。因此，可以得出结论，通过对每个旅行者的单独模拟，基于agent的建模可以非常详细地描述模型的需求侧。这是传统交通建模无法实现的优势（Ciari等人，2008年）。

基于单独的模拟，MATSim软件还有另一个优点。也就是说，考虑与交通部门相关的行为方面，例如路线、旅行时间或交通方式的选择（Rieser 2010）。代理人的行为规则是在个人层面上定义的，但对不同情景的总体反应是个人对此类措施的反应以及所有模拟个体之间相互作用的结果（Ciari et al.2008）。由于具有属性和特定逻辑的代理表示，模拟传输是非常直观的可能性。另一个因素是，评估DRT提供商的可支持性需要微观模拟。基于聚合的方法是不合适的，因为平均需求忽略了时间和/或空间维度上分布的影响。此外，代理模式还可以扩展到运输系统的供应端，从而更全面地展示整个系统（Cich等人，2017年）。总之，由于上述优势，MATSim能够真实地绘制动态交通量，前提是有必要的交通数据可用。此外，应注意的是，MATSimis是一款快速动态仿真软件，即使对于大型交通工具，其计算能力也很高（Agarwal等人，2019年）。MATSim的模块化设计也提供了很高的适应性。有许多插件可以扩展功能。该软件可以通过已经编写的开源插件以及自行编写的算法进行扩展。然而，有一个缺点是，对于自编的定制，没有易于使用的接口，但是需要非常好的Java知识才能进行所有的个性化定制。

然而，主要缺点是实施效果，随着每一个新细节的增加，也就是说，随着地图的细节水平和准确性的提高，实施效果显著增加。3哥廷根模拟模型已经提到，本项目文件旨在制定哥廷根及周边地区DRT服务的长期模拟目标和评估。因此，戈廷根、博文登和罗斯多夫的道路网被选为即将开展的工作所使用的数据，将涵盖这一感兴趣的地区。这些数据来自格廷根市在2015/2016年进行的一项关于流动行为的家庭调查（LK Argus 2016）。这包括交通工具的可用性、行程的目的、一天中行程的时间分布等等。所有这些信息都是运输模拟的重要输入数据，可以调查所进行的模拟是否具有代表性，从而接近哥廷根的实际运输条件。本节描述了从市中心到Fassberg的示范路线的模拟。在这些情况下，通常有很好的文档。选择G"ottingen了解MATSim模拟的技术要求。由于只模拟了人口的一小部分，因此不需要完全代表人口或代表本项目。下文中，描述了交易模型所需输入数据的收集。随后，介绍了基准场景和DRT场景。重点将继续放在技术方面。3.1数据收集在项目的第一阶段，开发了创建基于代理的交易模型所需的数据库。