[發(fā)明專利]一種基于Voronoi圖的混合公共自行車調(diào)度需求預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010588754.9
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111882158B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙德;王煒;武麗佳;屠雨;梁鳴璋
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/30;G06F16/901;G06F16/9537;G06F17/18
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

一種基于Voronoi圖的混合公共自行車調(diào)度需求預(yù)測方法，包括以下步驟：S1、獲取有樁與無樁公共自行車出行數(shù)據(jù)；S2、設(shè)置調(diào)度區(qū)域邊界；S3、基于有樁公共自行車站點(diǎn)繪制Voronoi圖；S4、提取Voronoi圖各子區(qū)出行量的時(shí)間序列；S5、確定ARMA模型的階數(shù)p和q；S6、采用標(biāo)定后的ARMA模型預(yù)測次日出行量；S7、計(jì)算各子區(qū)內(nèi)調(diào)度時(shí)間與調(diào)度量。本發(fā)明方法綜合考慮有樁與無樁公共自行車進(jìn)行調(diào)度分區(qū)與需求預(yù)測，打破了傳統(tǒng)研究與應(yīng)用方法只針對單一公共自行車的弊端，減少了兩類公共自行車各自為營、重復(fù)調(diào)度的情況；同時(shí)，本發(fā)明方法生成的調(diào)度需求相比傳統(tǒng)方法更為細(xì)致，也更加準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城市公共自行車調(diào)度及共享單車領(lǐng)域，涉及一種基于Voronoi圖的混合公共自行車調(diào)度需求預(yù)測方法。

背景技術(shù)

公共自行車作為一種低碳環(huán)保的出行方法，得到了廣大出行者的喜愛，近年來在我國很多城市得到了大規(guī)模的推廣。然而，公共自行車目前最突出的問題之一便是“車輛分配不平衡”，即公共自行車常常在某些區(qū)域大量堆砌，而在另外的區(qū)域又十分缺乏，這給出行者造成了很大困擾。因此，公共自行車運(yùn)營者，需要定期將自行車進(jìn)行調(diào)度，實(shí)現(xiàn)空間再平衡。在我國，公共自行車包括有樁和無樁兩種形態(tài)，兩種形態(tài)的公共自行車互相影響卻各自為營，無形中給調(diào)度工作的開展增添了難度。

目前的管理手段，往往只針對一種模式進(jìn)行調(diào)度，缺少二者統(tǒng)籌的考慮。其中一個(gè)重要原因便是，當(dāng)前尚缺少合適的方法對混合的公共自行車進(jìn)行調(diào)度需求預(yù)測。混合公共自行車調(diào)度的前提是進(jìn)行合理的分區(qū)以及選擇合適的調(diào)度需求預(yù)測方法，以確定相應(yīng)的調(diào)度方案。調(diào)度需求的預(yù)測既要考慮有樁公共自行車的服務(wù)范圍，又要考慮無樁公共自行車的靈活變動(dòng)，否則需求預(yù)測效果較差。綜上所述，現(xiàn)階段亟需對有樁與無樁的共享自行車混合模式提出一種合理分區(qū)的調(diào)度需求預(yù)測方法，以支撐調(diào)度工作的開展。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明提供一種基于Voronoi圖的混合公共自行車調(diào)度需求預(yù)測方法，本發(fā)明方法綜合考慮有樁與無樁公共自行車進(jìn)行調(diào)度分區(qū)與需求預(yù)測，打破了傳統(tǒng)研究與應(yīng)用方法只針對單一公共自行車的弊端，減少了兩類公共自行車各自為營、重復(fù)調(diào)度的情況；同時(shí)，本發(fā)明方法生成的調(diào)度需求相比傳統(tǒng)方法更為細(xì)致，也更加準(zhǔn)確，為達(dá)此目的，本發(fā)明提供一種基于Voronoi圖的混合公共自行車調(diào)度需求預(yù)測方法，包括如下步驟：

S1、獲取有樁與無樁公共自行車出行數(shù)據(jù)；

所述步驟S1中，有樁公共自行車出行數(shù)據(jù)包括每次出行的出發(fā)站點(diǎn)經(jīng)度Lon₁、出發(fā)站點(diǎn)緯度Lat₁、出發(fā)時(shí)間Time₁、到達(dá)站點(diǎn)經(jīng)度Lon₂、到達(dá)站點(diǎn)緯度Lat₂、到達(dá)時(shí)間Time₂；無樁公共自行車出行數(shù)據(jù)包括每次出行的出發(fā)點(diǎn)經(jīng)度Lon₃、出發(fā)點(diǎn)緯度Lat₃、出發(fā)時(shí)間Time₃、到達(dá)點(diǎn)經(jīng)度Lon₄、到達(dá)點(diǎn)緯度Lat₄、到達(dá)時(shí)間Time₄；

S2、設(shè)置調(diào)度區(qū)域邊界；

所述步驟S2中調(diào)度區(qū)域邊界為包含所有公共自行車出行起訖點(diǎn)的最小凸多邊形X的邊界，由最外圍公共自行車出行起訖點(diǎn)坐標(biāo)連接形成；

S3、基于有樁公共自行車站點(diǎn)繪制Voronoi圖；

所述步驟S3具體包括：將有樁公共自行車所有站點(diǎn)P_k組成點(diǎn)集{P₁,P₂,…,P_n}，在平面X上，連接兩鄰點(diǎn)直線的垂直平分線組成的連續(xù)多邊形為Voronoi圖，任意點(diǎn)P_k的Voronoi區(qū)域R_k定義為：