[论文解读] Ridesharing in the era of Mobility as a Service (MaaS): An Activity-based Approach with Multimodality and Intermodality

Ali Najmi, Taha Hossein Rashidi+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 26, 2020

Transportation and Mobility Innovations参考文献 48被引用 5

一句话总结

本文提出了一种新型基于活动的出行模式（ATP）生成器，将其与动态拼车模型集成于出行即服务（MaaS）系统中，明确建模了所有参与者的多式联运与跨模式出行选择，包括活动安排、出发时间、出行方式选择及方式转换。该框架通过将ATP规划与拼车匹配同步，显著提升了拼车性能，数值示例表明系统效率得到增强。

ABSTRACT

Mobility as a Service (MaaS), as an emerging concept, is quickly evolving and at the same time irreversibly reshaping travellers behaviour by facilitating their accessibility to different transport modes using shared economy concepts. Managing the complex multimodal and intermodal system of quickly emerging MaaS, requires a holistic modelling framework of transport network incorporating all the influential aspects and means involved. In this paper, we mathematically formulate a novel MaaS-based activity travel pattern (ATP) generator to facilitate ridesharing in a system in which drivers and passengers interact by sharing their full activity diary. The proposed formulation extends the definition of MaaS beyond an intermodal trip planner, by incorporating an inclusive set of travel attributes including the choices of activity, activity sequence, departure time, and mode, and the transitions among the modes in ATPs of all participants. Furthermore, this paper introduces a dynamic rideshare-oriented MaaS model in which the conventional rideshare modelling structure is synchronised with the proposed MaaS-based ATP generator in a unified structure. These models explicitly bridge the gaps in the missed-out connection between ATPs planning and rideshare models in the current literature. At last, numerical examples are provided to demonstrate the significant impacts of the MaaS-based planning on the ridesharing systems performance.

研究动机与目标

• 填补现有拼车模型中未能将全面的基于活动的出行规划与多式联运及跨模式出行选择相结合的空白。
• 开发一个统一的建模框架，实现拼车决策与完整活动日志（包括出发时间、出行方式及顺序）的同步。
• 通过在MaaS背景下显式建模出行方式之间的转换与活动安排，提升拼车性能。
• 弥合现有文献中传统ATP生成与拼车系统设计之间的脱节问题。

提出的方法

• 提出一种基于MaaS的ATP生成器的数学公式，捕捉所有出行者在活动选择、顺序、出发时间及出行方式选择方面的行为。
• 引入一种动态的、面向拼车的MaaS模型，与ATP生成器在统一结构中实现同步。
• 通过在ATP框架内整合方式切换行为，对跨模式与多式联运转换进行建模。
• 采用涵盖MaaS所有关键要素的综合交通网络模型，如共享经济原则与实时协调机制。
• 采用联合优化框架，使拼车机会与驾驶员及乘客的完整活动日志保持一致。
• 通过数值示例验证模型，并评估其对拼车效率影响的性能表现。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在MaaS环境中对基于活动的出行模式进行建模，以包含多式联运与跨模式选择？
• RQ2 整合包含活动顺序、出发时间与出行方式选择的完整活动日志，对拼车系统性能有何影响？
• RQ3 与传统模型相比，将ATP生成与拼车匹配同步，如何提升拼车效率？
• RQ4 动态方式转换与共享出行理念在多大程度上增强了拼车的连通性与利用率？

主要发现

• 所提出的ATP生成器成功捕捉了所有参与者复杂的出行行为，包括活动排序、出发时间选择及方式转换。
• 将ATP规划与拼车建模同步，可显著提升拼车系统性能。
• 在ATP框架内整合多式联运与跨模式选项，增强了拼车匹配的可行性与效率。
• 数值示例表明，基于MaaS的ATP生成器显著提高了拼车连通性并减少了未匹配行程。
• 该模型有效弥合了基于活动的出行行为与拼车系统设计之间的鸿沟，提供了一个更全面、更真实的仿真框架。
• 结果证实，完整活动日志的整合可带来更高效、更可持续的MaaS生态系统出行解决方案。