[發明專利]基于競價機制的環境感知共享交通工具計價方法

在審

• 申請號: 201810914277.3
• 申請日: 2018-08-12
• 公開（公告）號: CN108960938A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 段玉聰;宋正陽;張欣悅
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: G06Q30/02
• 分類號: G06Q30/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于競價機制的環境感知共享交通工具計價方法，主要用于解決在多用戶使用環境感知 共享交通工具時存在競爭的情況下，對用戶使用共享交通工具進行計價計算的問題，屬于軟件工程與物聯網交叉領域；其特征在于，通過對共享交通工具的停放地點、使用時間段，以及用戶信譽來綜合評定用戶使用共享交通工具的基礎計價，當多個用戶對所述環境感知 共享交通工具存在使用競爭時，通過提出的競價機制決定多用戶的使用方案，從而實現服務提供方和用戶之間的雙贏；具體地，包括如下步驟：

步驟S1）根據所述共享交通工具的停放地點、使用時間段、以及用戶信譽綜合評定用戶使用共享交通工具的基礎計價；

步驟S2）當有多個用戶同時競爭同一共享交通工具時，將其相關資源輸入競價機制，決定最終的共享交通工具協調使用方案。

2.根據權利要求項1所述的一種基于競價機制的環境感知共享交通工具計價方法，其特征在于，步驟S1還包括：

步驟S11）根據共享交通工具的停放地點進行計價：首先，從歷史數據獲取在地點i的考慮的共享交通工具的第j天的使用率UR_ij，用n表示一天當中地點i所停放考慮的共享交通工具被掃描使用的次數，N表示一天當中地點i出現考慮的共享交通工具的總數，UR_ij統計計算如下：

(1)

利用共享交通工具的使用率歷史數據，基于簡易平均法中的加權平均法對停放在地點i的考慮的共享交通工具的其中一輛共享交通工具被使用的概率（P_i）進行預測，用a表示第j天的其他外部情況對所述共享交通工具的使用率的影響權重，例如，放假期間使用率較低，此時a較大，M表示樣本所占據的天數；明顯地，在地點i使用所述共享交通工具的概率的預測結果將隨著歷史數據隨時間的增加而變得更加準確預測計算如下：

(2)

步驟S12）基于共享交通工具的使用時間段進行計價：首先，類似于權利要求項2的使用率計算，從共享交通工具的歷史數據獲取地點i的第j天的第k小時的所考慮的共享交通工具的使用率UR_jk，用h表示地點i的第j天的第k小時的共享交通工具被掃描使用的次數，H表示第j天第k小時的共享交通工具出現在地點i并停放的數量，其中標記每小時為一個時間段，UR_jk計算如下：

(3)

利用共享交通工具的使用率歷史數據，基于簡易平均法中的加權平均法地點i的所述共享交通工具每個時間段的使用率進行預測，M表示樣本占據的天數，UR_predict_k 是一條與時間段（k）有關的非線性曲線，表示在下一天第k個時間段使用停放在地點i的共享交通工具的使用率；預測計算如下：

(4)

步驟S13）基于共享交通工具數量對共享交通工具的使用進行計價：通過k-平均聚類算法對分布在共享交通工具周圍的用戶根據距離進行聚類，計算所考慮的區域內一種指定共享交通工具的數量與用戶人數的比例關系，從而進一步對使用所考慮區域內使用共享交通工具的費用進行個性化計價；具體地，在考慮的一個大區域內，用戶總數為U位，共享交通工具總數是C個，標記的地點有D個；其中，每個用戶u_x使用一個三元組標記，即 {用戶編號，緯度，經度}；構建好用戶和指定共享交通工具的分布模型后，使用平均聚類算法，對用戶根據距離進行聚類，聚類過程包含如下步驟：

步驟S131）在地點d附近各任意選一個用戶u_x作為k-means算法第一次迭代的選擇對象第一次共選擇D位用戶；

步驟S132）以這D位用戶為起始點，將所有N位用戶根據物理距離聚類成D個用戶簇；并計算每個聚類的平均值；

步驟S133）不斷根據新的均值點更新聚類中心，直到聚類得到穩定的聚類中心不再發生變化的用戶聚類，用戶聚類完成；

步驟S134）以這D個聚類中心為原點，以得到的聚類之間最小距離的一半作為半徑，劃定D個區域，此時，一些用戶將被劃到區域外，統計聚類原點所在區域的指定共享交通工具的數量c_i，并計算各個區域的共享交通工具數量與用戶數量的比例，g_i表示區域i內統計的共享交通工具數量，s_i表示所有區域外的距離該聚類中心較近的潛在可使用共享交通工具數量，G_i表示區域i內的用戶數量，S_i表示所有區域外的距離該聚類中心較近的潛在用戶數量；計算如下：

(5)

其中，當區域劃分半徑較大時，對應的也較大，相對地，較小;

步驟S14）基于用戶信譽進行計價：將信譽評估劃分為用戶信譽評估、群體信譽評估和共享交通工具自身信譽評估；具體地，包含如下步驟：

步驟S141）用戶信譽（）評估計算如下：

(6)

其中，，Degree_QJ表示對所述共享交通工具的友好程度；Degree_GC表示對其他共享產品的友好程度，且， ，，友好程度的評估是部署在共享交通工具或者其他共享產品的壓力傳感器組接受不正常壓力的情形進行綜合計算，例如，用戶對所述共享交通工具的友好程度評估為： 這里，CS_i表示超過共享交通工具內各個物品壓力峰值的次數；C是第i個物品最多能承受的超閾值受壓次數，N表示該共享交通工具內的記錄的物品數量；YL：超過所述峰值的平均壓力，YLMAX表示物理的平均損壞壓力；u表示調整系數；其中，RU_u_i表示與用戶u_i有關聯的使用了所述共享交通工具的小伙伴對用戶u_i的信譽打分；n是參與打分的小伙伴數量；，其中，RP_times_k表示平臺k對用戶u_i的信譽打分；t是用戶ui在該平臺使用所述共享交通工具的次數；其中，所述的平臺對用戶u_i的信譽打分的計算為：，這里，rp1是用戶ui積極行為的加分，rp2是用戶u_i消極行為的減分；

步驟S142）群體信譽（）評估計算如下：

(7)

其中，ZScore_j表示群體所在的機構對群體j的專家評分；比如：一個百度員工群體相比小公司的機構評分要高；ZScore_j表示有關聯群體對群體j的平均打分，即： 這里，qunti_ij是第i個群體對群體j的打分；QT是群體數量；GScore_j表示根據群體內部個人歷史信譽數據對群體的綜合打分，即： 這里，GR是群體內部個體數量；

步驟S143）共享交通工具自身信譽（）評估計算如下：

根據用戶對使用所述共享交通工具時的平均打分和共享交通工具的自身廣告投入效益評估所述共享交通工具自身的信譽，具體計算如下：

(8)

其中，表 時US位用戶對共享交通工具自身的平均打分；uscorei是第i個用戶對所述共享交通工具自身的綜合打分；US是參與打分用戶數量；表示所述共享交通工具自身的自身廣告投入效益；M_lirun表示利潤，M_guanggao表示廣告支出;

步驟S144）綜上，綜合信譽計算結果為：

(9)

其中，a_i是調整系數，通過學習得到;

步驟S15）根據以上步驟，用戶u_i使用共享交通工具y的基礎計價為：

(10)

其中，是綜合計價系數，即：；表示對綜合計價系數（Factor_Valuation）的歸一化調整參數，由數據訓練得出，表示地點i的商業繁華程度、基礎設施建設優劣、人口等等因素對實際計價的偏差調整系數，由數據訓練得出；該基礎計價公式表明，當所述的綜合計價系數小于H時，所述對使用共享交通工具的實際計價將從原始計價的基礎上上漲，若所述的綜合計價系數大于H時，實際的共享交通工具計價將從原始計價的基礎上下降，若所述的預測概率為H時，實際的計價將維持不變，H將有學習得到。

3.根據權利要求項1所述的一種基于競價機制的環境感知共享交通工具計價方法，其特征在于，步驟S2還包括：

問題描述：N位用戶參與到同一共享交通工具的使用競爭中，他們的基礎計價分別位M（ui）（i<N+1），由權利要求項2計算得出；但是，由于N位用戶的具體需求不同，他們使用所述共享交通工具的時間點不一致，從而產生使用矛盾；

解決方案：提出了一種競價機制，為用戶提供個性化服務的同時，通過有償協商用戶之間的需求，最終達到用戶、公交交通工具的利益都最大化；具體地，若N位用戶都接受共享交通工具指定的時間點，則對著N位用戶根據其信譽都進行降價，對共享交通工具而言，這N位用戶都接受了服務，因此收益增加，對用戶而言，都根據自己的信譽進行了降價；若N位用戶中其中一些只愿意在自己的時間點接受共享交通工具的服務，則這些用戶增價通過獲得獨自使用權，最終將由出價最多的用戶獲取最終的使用權利，即在該用戶的時間點使用，然后詢問其他用戶是否愿意以降價為補償接收權利方用戶的時間點接受服務，若愿意，則共享交通工具對該用戶的降價根據愿意協調用戶的信譽進行降價，對于共享交通工具而言，通過協調，和其中一個用戶的最大加價，總的收益上升，而在資源有限的情況下，某一個用戶雖然進行了加價，但他獲得了自己的時間點接收服務的權利，而其他用戶的價格也得到了降低;例如，N=2時，用戶u1的基礎計價是M（u1），用戶u2的基礎競價是M（u2），用戶u1的使用需求是在時間點t1使用共享交通工具，用戶u2的使用需求是在時間點t2使用該共享交通工具，而所述的共享交通工具在規定時間點到達用戶u1和u2所在地點是時間點t0，且t0≠t1≠t2，在這種情況下，競價機制是：協商用戶u1和u2，是否兩位用戶愿意都以使用價格的降價為獎勵在共享交通工具的指定時間t0上車，有三種情況：

情況一：若兩者都愿意，則兩為用戶的最終計價分別為u₁：M（u₁）-a₁*M₀，a₁為用戶u₁的信譽，M₀是單位降價，u₂：M（u₂）-a₂*M₀，a₂是用戶u₂的信譽；此時共享交通工具的收益是M（u₁）-a₁*M₀ +M（u₂）-a₂*M₀；

情況二：若用戶u₁認為自己的時間點不能被耽誤，以M₁為增價提出對該共享交通工具的使用權，共享交通工具會詢問用戶u₂是否愿意以降價為獎勵接受在t₁時刻使用共享交通工具；若愿意，則兩位用戶的最終計價分別為u₁：M（u₁）+M₁；u₂：M（u₂）-a₂*M₁；此時共享交通工具的收益是M（u₁）+M₁ + M（u₂）-a₂*M₁；

情況三：若用戶u₂認為自己的時間點不能被耽誤，以M₂為增價提出對該共享交通工具的使用權，共享交通工具會詢問用戶u₁是否愿意以降價為獎勵接受在t2時刻使用共享交通工具；若愿意，則兩位用戶的最終計價分別為u₁：M（u₁）-a₁*M₂；u₂：M（u₂）+M₂；此時共享交通工具的收益是M（u₁）-a₁*M₂ +M（u₂）+M₂；

當N位用戶參與到競爭時，用五元組標記用戶信息：{u_i，t_i，M（u_i），a_i，M_i}，a_i表示用戶u_i的信譽，u_i表示用戶，t_i表示用戶使用共享交通工具的時間點，M（u_i）表示用戶的基礎計價，M_i表示用u_i的加價，用二元組標記共享交通工具：{t₀，M₀}，t₀表示共享交通工具的服務提供時間點，M₀表示單位降價；綜合計算如下：

情況一：N位用戶都接受在t₀時間點下的指定共享交通工具到達地點A的時間點，則，N位用戶的最終計價為：M（u_i）-a_i*M₀；此時共享交通工具的計價為：∑_i≤N（M（u_i）-a_i*M₀）；

情況二和情況三：N位用戶最終只能接收其中一位的時間點作為自己的共享交通工具使用時間點；此時，N位用戶的最終計價分別位：u_k：M（u_k）+M_k，u_i（i≠k）：M（u_i）+a_i*（M_k/（H-1））；此時，共享交通工具的收益是： M（u_k）+M_k+∑_i≤H（M（u_i）+a_i*（M_k/（H-1））），其中k表示選擇增加用戶中增加最多的用戶的序號，H是N位用戶中接受最終共享交通工具服務的用戶。