Πρακτικές εφαρμογές Μαρκοβιανών διαδικασιών αποφάσεων στις μεταφορές

Abstract

Η Ανάγκη μεταφοράς ανθρώπων και εμπορευμάτων εμφανίστηκε από την αρχή της Ανθρωπότητας. Ο άνθρωπος δεν αρκέστηκε ούτε στον τόπο διαμονής του, ούτε στα αγαθά που παρήγαγε. Η ανάγκη για εξερεύνηση του άγνωστου καθώς και η επαφή με νέα προϊόντα, τον οδήγησε στο να βελτιώσει τα μέσα μεταφοράς στην πάροδο των χρόνων. Η Οικονομική των Μεταφορών εξετάζει όλα τα μέσα μεταφοράς (αυτοκίνητο, σιδηρόδρομο, αεροπλάνο, πλοίο) και διερευνά τόσο τη λειτουργία του κάθε μέσου στην αγορά των μεταφορών, όσο και τη μεταφορική υποδομή που είναι απαραίτητη, δηλαδή προσεγγίζει το πρόβλημα, τόσο μικροοικονομικά όσο και μακροοικονομικά. Μεταξύ άλλων αντικειμένων περιλαμβάνει, προσφορά και ζήτηση στην αγορά των μεταφορών, μοντέλα πρόβλεψης ζήτησης μεταφορών και στατιστικά μοντέλα, επιχειρησιακά σχέδια και μελέτες σκοπιμότητας μεταφορών, μελέτες περιβαλλοντικών επιπτώσεων, απελευθέρωση και ιδιωτικοποίηση στις μεταφορές κ.ά. Στο πρώτο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας θα γίνει ανάλυση και εξήγηση στα προβλήματα των μεταφορών των ανθρώπων και των προϊόντων σύμφωνα με τους όρους των Μαρκοβιανών Διαδικασιών Αποφάσεων σε συνδυασμό με τη χρήση αλγόριθμων για τις βέλτιστες πολιτικές λύσεων των προβλημάτων των μεταφορών. Στο δεύτερο κεφάλαιο θα γίνει η ανάλυση του Στοχαστικού Δυναμικού Προγραμματισμού για τη διαχείριση του Φορτίου του Θορύβου στα αεροδρόμια. Γίνεται η περιγραφή του προβλήματος επιλογής λίστας προτιμήσεων στο πλαίσιο του Στοχαστικού Δυναμικού Προγραμματισμού, που επιτρέπει τον καθορισμό μιας βέλτιστης στρατηγικής για το πρόβλημα επιλογής της μηνιαίας λίστας προτιμήσεων, λαμβάνοντας υπόψη μελλοντικές και απρόβλεπτες καιρικές συνθήκες. Στο τρίτο κεφάλαιο θα εξεταστεί η Κατανομή σε Κάθετο Περιστροφικό Χώρο Στάθμευσης Οχημάτων. Θα αναπτύξουμε έναν αλγόριθμο κατανομής που να εκχωρεί ένα νέο-εισερχόμενο όχημα που ελαχιστοποιεί την αναμενόμενη αθροιστική ανισορροπία του χώρου στάθμευσης. Η διαδικασία αυτή επιτυγχάνεται μοντελοποιώντας τη λειτουργία του χώρου στάθμευσης ως διαδικασία λήψης αποφάσεων Markov και αντλώντας μια βέλτιστη πολιτική κατανομής. Στο τέταρτο κεφάλαιο θα εξετάσουμε το Δυναμικό Έλεγχο Φαναριών. Τα φανάρια έχουν τοποθετηθεί για να ελέγχουν τη κυκλοφορία των οχημάτων και για να αλλάζουν δυναμικά την κίνηση αυτών. Και εδώ θα εξεταστεί το πρόβλημα της ελαχιστοποίησης της καθυστέρησης του οχήματος σε συγκεκριμένηδιασταύρωση με λήψη απόφασης Markov για τη βέλτιστη κατανομή του χρόνου αναμονής. Τέλος στο πέμπτο κεφάλαιο θα εξετάσουμε την Έξυπνη Φόρτιση των ηλεκτρικών οχημάτων. Όπου σταθμοί φόρτισης και ηλεκτρικά οχήματα μέσω μιας έξυπνης εφαρμογής θα διαχειρίζονται τη νυχτερινή φόρτιση αυτών σε συνδυασμό με τη ζήτηση και την τιμή αυτής. Μια στρατηγική υποβολής προσφορών που βασίζεται σε μια αναλυτική λύση του SDP για τιμές που δείχνουν σημαντική βελτίωση της απόδοσης σε σύγκριση με τις τρέχουσες συνήθεις στρατηγικές διαχείρισης της ζήτησης.