[發明專利]一種共享汽車共享網點布局與選址模型

有效

• 申請號: 201710470541.4
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107316208B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 史樂峰;呂通;侯興哲;肖劍鋒;孫洪亮;劉永相;周李;龍羿;朱彬;汪會財;徐婷婷;李智;宮林;籍勇亮
• 申請（專利權）人: 國網重慶市電力公司電力科學研究院;國家電網公司;重慶師范大學
• 主分類號: G06Q30/02
• 分類號: G06Q30/02;G06Q30/06;G06N3/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 胡柯

1.一種共享汽車共享網點布局與選址方法，其特征在于：所述方法步驟如下：

S01：建立共享租賃汽車網點選址成本模型；

S02：建立基于網絡效應的共享汽車租賃收益模型；

S03：建立邊際成本、邊際收益的目標函數模型；

S04：運用螢火蟲算法仿真步驟S03中的目標函數模型；

所述共享汽車共享網點布局與選址方法還包括商業網點選址問題；所述商業網點選址問題包括有單向網絡、雙向網絡、非同類區域網點選址以及同類區域網點選址；

所述單向網絡描述如下：假設某一區域有N個候選共享汽車租賃網點，要在這N個網點中選擇n個網點建設使得滿足一定需求D的利潤最大，n≤N；用G＝(V，E)表示網絡，其中V表示所有交換結點所組成的集合，V＝{1，2，...，N}；E表示任意結點連接所成邊的集合，E{l_ij|i，j＝1，2，...，N}，i≠j；若結點i，j∈V連通且i、j之間不存在其他結點，則稱連接i、j的邊為鏈路(i、j)，若對于任意兩個網點i、j，從i結點到j結點的客流量與從j結點到i結點的客流量相等時，即(i，j)＝(j，i)，(i，j)，(j，i)∈E，則稱該網絡為單向網絡；

所述雙向網絡描述如下：若對于任意兩個網點i、j，從i結點到j結點的客流量與從j結點到i結點的客流量不相等時，即(i，j)≠(j，i)，(i，j)，(j，i)∈E，則稱該網絡為雙向網絡；

所述非同類區域網點選址描述如下：假設對象區域被劃分成M個分區，在這M個分區中為n個網點選址；用Z矩陣表示可行選點集，代表候選的租賃網點集合，當選擇在某一分區的某一點建立網點時取其值為1，否則取值為0，即z_ir∈{0，1}；假設各個分區的可建網點分別為：(n₁，n₂，...，n_M)，其分別代表第1分區到第M分區的可建網點數，其中n₁+n₂+...+n_M＝n，故可行選點集Z的數學表達如下所示：

其中，

設Q＝[q_rs]_M×M為OD矩陣，其中q_rs為分區r到分區s單位時間內的潛在市場容量；

其中q_ir為分區r內網點i的車輛租賃分布量；

Q＝[q_ij]_N×N； (3)

其中q_ij為網點i與網點j之間的車輛租賃分布量，其中i、j不在同一個分區；

則加入這些網點后，將公式(1)代入下式，可得對象區域的OD矩陣Q＝[q_rs]_M×M中的元素為：

所述同類區域網點選址描述如下：所述同類區域選址是所述非同類區域選址的特殊情況，在理想條件下，容量與需求量相等，即d_rs＝q_rs，d_ir＝q_ir，d_ij＝q_ij；則得到同類區域網點選址；

步驟S01中所述的共享租賃汽車網點選址成本模型包括共享網絡成本；所述共享網絡成本計算如下：

建設網點需考慮車位租賃費用、車位改建費用等成本問題；設C矩陣為不同租賃網點的成本矩陣；

其中c_ir表示將網點i安放在r分區的總成本，

由于建設網點應與該網點成本相對應，當網點建設與網點成本不對應時，則該建設網點與成本是不兼容的，即對當i≠j或r≠s時，z_ir·c_js＝0，將公式(1)代入公式(5)，可得整個對象區域建設這n個網點的總成本表示為：

步驟S01中所述的共享租賃汽車網點選址成本模型還包括單網點成本；所述單網點成本計算如下：

單個網點的成本為：

c_ir＝C₁(d_ir)·(1+σ)+C₂(d_ir)+C₃(d_ir)+A (7)

其中，A為技術支持成本，技術支持成本為租賃平臺建設費用平攤到單個網點的成本，C₁(d_ir)表示共享汽車租賃網點的投入車輛的成本，是關于租賃規模的函數，而其租賃規模用需求量來表示，d_ir表示位于分區r的網點i的需求量；

車輛投入的成本為：

C₁(d_ir)＝α₀+α₁d_ir (8)

C₂(d_ir)表示租賃網點的車位改建費用、車位租賃費用；其表達式為：

C₂(d_ir)＝α₂d_ir (9)

其中α₂為單個車位改建費用與單個車位租賃費用之和；

C₃(d_ir)表示為汽車損耗維修費用、廢棄汽車回收成本，租賃公司需對出租的汽車檢查維修故障以確保使用者的安全，其成本公式為：

C₃(d_ir)＝λ·c_p·d_ir+c₀ (10)

其中，λ表示設施的故障率，c_p表示平均修復成本，c₀為廢棄汽車的回收成本；

將(7)、(8)、(9)式代入(6)式，可得單個網點的成本公式為：

c_ir＝(α₀+α₁d_ir)·(1+σ)+α₂d_ir+λ·c_p·d_ir+c₀+A

＝[(1+σ)α₁+α₂+λ·c_p]d_ir+α₀(1+σ)+c₀+A

＝φ₁d_ir+φ₀ (11)

其中，φ₁＝(1+σ)α₁+α₂+λ·c_p，表示隨著汽車租賃單位需求量的增加所增加的成本量；φ₀＝α₀(1+σ)+c₀+A，表示網點建設前期所需投入的固定成本；

步驟S02中所述基于網絡效應的共享汽車租賃收益模型建立如下：

假設各個分區是同質的，分區之間只有地理位置上的空間坐標差異，僅考慮不分區域的網點選擇，由于租賃網絡外部效應的存在，使得租賃網點的布局和其市場需求存在非線性關系，當網絡中由n個網點組成時，則存在n(n-1)個潛在產品，加入第n+1個網點，通過給現有的連接加入新的互補的連接，增加了2n個潛在的新產品，其增加的市場容量及邊際外部效應為：

由梅特卡夫法則得知網絡的價值與該網絡中的個體數的平方成正比，網絡外部效應d_add表示總需求數量增加時商品總價值的增加量，故具有網絡效應的產品的價值公式為：

P＝α₀-α₁Q+α₂Q² (13)

其中；-α₁Q+α₂Q²為間接網絡效應產生的價值，即消費者從同其他使用者交往中得到的價值，故可得各個租賃網點的收益公式為：

步驟S03中所述的邊際成本、邊際收益的目標函數模型如下：

單個網點的利潤函數為：

π_i＝R_i-C_i (15)

將(11)、(14)式代入(15)式，可得

整個租賃網點的利潤是單個網點利潤的垂直加總，故其表示式為：

在需求量一定的條件下考慮交通網絡利潤最大化的交通網點的選擇，其中是下面規劃問題的最優解，將(11)、(14)式代入(17)式，可得網絡環境下租賃網點選址最優化問題的目標函數表達式為：

d＝(d₁，...，d_i，...，d_n)； (21)