[發(fā)明專利]一種共享單車動(dòng)態(tài)供需平衡的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110257404.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112907103B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng);李晶晶;張文琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q30/02;G06Q30/06;G06K9/62
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 易卜

本發(fā)明公開(kāi)了一種共享單車動(dòng)態(tài)供需平衡的方法，屬于共享單車規(guī)劃領(lǐng)域；具體為：首先，篩選騎行的歷史訂單并提取起始點(diǎn)和終止點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)聚類算法進(jìn)行聚類，各類的中心點(diǎn)視為共享單車的虛擬站點(diǎn)；然后，建立有權(quán)無(wú)向圖，并利用社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法得到內(nèi)部自平衡的優(yōu)化后的站點(diǎn)社區(qū)集合；同時(shí)，將每天劃分若干時(shí)隙；針對(duì)每個(gè)虛擬站點(diǎn)，對(duì)該站點(diǎn)在同一個(gè)時(shí)隙的各天的流出訂單數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算平均值，作為該虛擬站點(diǎn)的訂單需求預(yù)測(cè)值；最后，針對(duì)優(yōu)化后的社區(qū)站點(diǎn)集合，根據(jù)每一個(gè)社區(qū)內(nèi)各虛擬站點(diǎn)不同時(shí)隙的訂單需求預(yù)測(cè)值和實(shí)際的車輛分布情況，生成各社區(qū)以最大化總收益為目標(biāo)的卡車搬移策略并執(zhí)行；本發(fā)明提高了訂單服務(wù)水平以及總收益的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及共享單車規(guī)劃領(lǐng)域，具體是一種共享單車動(dòng)態(tài)供需平衡的方法。

背景技術(shù)

共享單車為城市交通提供了一種環(huán)境友好的、便捷的出行方式，有效的解決了用戶出行“最后一公里”的問(wèn)題。目前共享單車系統(tǒng)正在各大城市推廣，用戶可以通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用程序在任何有效的地方進(jìn)行租車和還車。

由于用戶出行模式的高度相似性，共享單車系統(tǒng)經(jīng)常面臨供需不對(duì)稱的現(xiàn)象。例如，大量用戶在早高峰時(shí)段騎自行車從社區(qū)到地鐵站或中央商務(wù)區(qū)，這將導(dǎo)致地鐵站和中央商務(wù)區(qū)附近有大量閑置的自行車，而社區(qū)周圍沒(méi)有可用的自行車；在晚高峰，情況正好相反。這種供需不對(duì)稱的現(xiàn)象將導(dǎo)致系統(tǒng)整體利潤(rùn)和服務(wù)滿意度下降。

目前運(yùn)營(yíng)商針對(duì)供需不對(duì)稱的問(wèn)題提出了兩種主要的解決方法，分別是：基于卡車搬移的平衡方法和基于用戶搬移的平衡方法。

基于卡車搬移的方法主要是通過(guò)一組具有固定容量的卡車，將空閑的自行車搬到缺少自行車的區(qū)域。基于用戶搬移的方法則是通過(guò)激勵(lì)用戶改變他們的初始停車位置，將自行車更多的停靠在缺少自行車的區(qū)域。

然而這兩種方法不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且激勵(lì)也僅僅對(duì)部分用戶有效，現(xiàn)有工作中用戶行為的高度不確定性，難以適應(yīng)當(dāng)前龐大、復(fù)雜的共享單車系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有共享單車系統(tǒng)由于用戶行為導(dǎo)致自行車供需失衡的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種共享單車動(dòng)態(tài)供需平衡的方法，提高了自行車系統(tǒng)訂單服務(wù)水平以及總收益。

所述的共享單車動(dòng)態(tài)供需平衡的方法，包括以下步驟：

步驟一、針對(duì)自行車騎行，根據(jù)行駛速度和行駛距離兩個(gè)條件進(jìn)行篩選，得到符合實(shí)際情況的歷史訂單數(shù)據(jù)集；

訂單是指：從起始點(diǎn)到終止點(diǎn)的一條騎行數(shù)據(jù)；具體包括：到達(dá)起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的時(shí)間以及起始點(diǎn)和終止點(diǎn)坐標(biāo)位置；

步驟二、從每個(gè)訂單中分別提取有效的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)坐標(biāo)，將每一個(gè)坐標(biāo)都視為獨(dú)立的樣本點(diǎn)，得到樣本點(diǎn)集合。

樣本點(diǎn)集合為：L＝{l₁,l₂,...,l_P}；P為樣本點(diǎn)的個(gè)數(shù)；

步驟三、根據(jù)聚類算法將所有起始點(diǎn)和終止點(diǎn)樣本進(jìn)行聚類，將各類的中心點(diǎn)視為共享單車的虛擬站點(diǎn)，得到虛擬站點(diǎn)集合。

虛擬站點(diǎn)的集合S＝{s₁,s₂,...,s_N}，N為虛擬站點(diǎn)的個(gè)數(shù)；

步驟四、根據(jù)虛擬站點(diǎn)集合以及歷史訂單數(shù)據(jù)集，建立以虛擬站點(diǎn)為頂點(diǎn)、區(qū)域間流量為權(quán)重的有權(quán)無(wú)向圖，并利用社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法得到內(nèi)部自平衡的優(yōu)化后的站點(diǎn)社區(qū)集合。

區(qū)域間流量是指根據(jù)歷史訂單數(shù)據(jù)集統(tǒng)計(jì)出的區(qū)域間訂單數(shù)量；所述區(qū)域間訂單是指：起始點(diǎn)在一個(gè)聚類的覆蓋范圍內(nèi)，終止點(diǎn)在另一個(gè)聚類的覆蓋范圍內(nèi)形成的騎行數(shù)據(jù)。

利用社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法進(jìn)行優(yōu)化的具體過(guò)程為：