基于深度强化学习的城市公共交通票价优化模型

作者:李雪岩; 张汉坤; 李静; 邱荷婷
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针对出行需求演化的复杂性,本文首先将票价优化过程视为agent在复杂环境下通过不断探索获得最优价格的学习过程。其次,引入深度强化学习算法,利用价值函数神经网络拟合反应函数的出行需求(环境)和票价制定(行动),在不同交通方式之间的博弈过程中,通过对票价调整行动的奖惩训练来达到决策目标。然后,针对群体出行决策的复杂性,基于logit模型、累积前景理论和Bush Mosteller模型,设计了三种从简单到复杂的出行需求演化场景。最后,以真实场景中地铁与公交车之间的票价博弈为例,通过数值模拟考察该方法的有效性。研究发现:(1)深度强化学习算法在感知出行需求演化复杂性的过程中,具有很好的描述票价弹性的能力。(2) 深度强化学习算法可以为复杂的出行需求提供合理稳定的价格方案。优化地铁(公交)票价后,地铁(公交)利润和不同出行需求模式下各出行模式的整体利润都能显著提高。