無窮維多類別用戶均衡系統的有效性和控制研究

《無窮維多類別用戶均衡系統的有效性和控制研究》是依託上海交通大學，由朱道立擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：無窮維多類別用戶均衡系統的有效性和控制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：朱道立
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

全球經濟發展和氣候變化使得人類高度重視社會和經濟系統的效率評價和提高，重視公共服務，環境保護巨觀政策設計及企業競爭策略設計。研究多類別用戶均衡理論以及系統有效性和控制對於認識、運營和控制複雜的經濟社會系統是非常重要的科學問題。.本課題研究無窮維多類別用戶均衡，系統有效性和控制。包括無窮維多類別用戶均衡的性質與結構，求解方法，Price of Anarchy （POA）理論和上界計算；有效控制性和帶無窮維多類別用戶均衡約束的多層最佳化問題的研究。項目研究成果對於服務業和製造業的產品設計，企業競爭策略設計及公共管理的政策設計有著重要的套用價值。

結題摘要

一個社會和經濟系統由一些利益相關者組成，他們既獨自進行活動和決策，完成各自的功能，又互為交聯及耦合。系統參與者的行為和決策決定了系統的狀態和性能。多類別用戶均衡問題方法考慮了不同類別參與者的差異化多目標選擇決策行為,網路結構和外部性。本課題研究多類別用戶（參與者）均衡問題，系統效率評估誤差上界以及系統控制策略設計問題。主要研究結果是： (1)無窮維多類別用戶均衡問題研究 在具有無限多個類別用戶的無窮維多類別用戶均衡問題中, 系統網路流是用差異化用戶偏好參數（如VOT, Value of Time）的函式來表示。而用戶運營時間、費用及系統性能則與總流量相關，總流量的唯一性研究很為重要。我們提出Average Strongly Monotonicity, 它能保證系統總流量均衡解唯一。 (2) 無窮維多類別用戶均衡問題的系統效率—Price of Anachy (POA)上界研究 網路系統的效率往往可用網路的均衡狀態性能與系統最佳化狀態性能之比來表示，即POA。我們考慮VOT離散分布, 利用變分方法研究多類別用戶均衡同題。針對有收費和不收費兩種情況給出了以貨幣為單位的POA上界估計。該結果可用於系統性能分析和系統控制策略設計。 (3) 無窮維多類別用戶均衡系統的強有效控制問題 以往對用戶均衡系統有效性研究中（包括無窮維多類別用戶均衡系統），只給出系統有效控制策略，即在該策略下，能存在一個系統最優的狀態， 不能保證所有狀態都達到系統最優。這對機制有效設計是不能接受的。我們給出了無窮維多類別用戶均衡強有效控制策略,保證所有的系統狀態都達到最優。 (4) 帶約束的無窮維多類別用戶均衡問題對偶價格 可交易權益的市場價格可用帶約束均衡問題的對偶價格來表示，其唯一性理論及計算有較高的研究難度。我們提出了保證均衡問題原始/對偶解唯一性的充分條件和相應的計算方法。 (5) 可交易權利機制設計問題 通行許可權、排污權、新能源生產配額（RPS）及銷售配額（RFS）等機制設計是確定原始配額方案和配額總量。 我們研究了通行Credit 機制設計，包括可行範圍、機制設計的靈敏度分析等。 本項目很好地完成預期計畫的內容並有所擴展。在理論研究和套用方面都有較大的進展，為交通、污染控制及新能源機制設計提供了理論依據和設計方法。通過本項目培養多個碩士和博士生，為中國的經濟和教育發展貢獻力量。