[发明专利]一种动态规划机场出租车上客区设置的优化方法

权利要求书

1.一种动态规划机场出租车上客区设置的优化方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：上客区智能规划管理平台获取当前车辆到达率数据和上客区的客流量，对数据进行相应处理后，结合历史数据库，预测未来一段时间的车辆到达率和上客区的客流量，并由用户界面得到机场每条车道最多设置的停车位数量M，两个停车位中点之间的距离d，两辆出租车中点之间的距离e，以及行人到不同停车位的距离s_i信息；

步骤2：配备两类工作人员，一类是车辆放行控制员，每次只能放行一组数量的车辆；一类是乘客放行控制员，每次只能放行一组数量的乘客；

步骤3：按照出租车停靠方式的不同，将其分为单行式分组停靠、双行式分组停靠两种方式；

步骤4：计算单行式分组停靠方式下的最优停车位组数X₁、每组含有的停车位数量Y₁以及配备工作人员的数量R₁；

所述步骤4包括以下步骤：

步骤4.1：当第i-1组出租车中的最后一辆车在第i-1个停车位组的最后一个停车位停稳的同时，第i组出租车中的第一辆车已经到达第i个停车位组的第一个停车位，计算第i组最后一辆车停稳的时间O_1,i：

其中，i为第i组停车位组；d为两个停车位中点之间的距离；e为两辆出租车中点之间的距离；v_car为出租车的车速；t_sto为出租车停稳所需时间；O_1，i-1为单行式分组停靠方式下第i-1组最后一辆车停稳的时间；X₁为单行式分组停靠方式下的最优停车位组数；Y₁为单行式分组停靠方式下的每组含有的停车位数量；

步骤4.2：乘客依次从上客点进入停车位区，同时后一组的出租车开始放行，得到该组最后一人进入车的时间P_1,i：

其中，s_1,max为单行式分组停靠方式下乘客从上客点到停车位区的最远距离；v_man为乘客行走速度；t_on,i为乘客上车耽误的时间；O_1,i为单行式分组停靠方式下第i组最后一辆车停稳的时间；分别为单行式分组停靠方式下乘客到该组停车位区各个车位的距离；

步骤4.3：当该停车位组最后一名乘客上车后，车辆依次驶出，得到该组最后一辆车的驶出时间Q_1,i：

其中，v_car为出租车的车速；TP_1,i为单行式分组停靠方式下第i组停车位组之前所有车辆的最晚开始驶离时间；i为第i组停车位组；d为两个停车位中点之间的距离；Y₁为单行式分组停靠方式下的每组含有的停车位数量；TP_1,i为一个整体，代表一个变量，即第i组停车位组之前所有车辆的最晚开始驶离时间；

步骤4.4：第i组出租车辆可以驶离的前提是之前组的出租车已经驶离：

TP_1,i＝max{P_1,1,…,P_1,i}；

其中，TP_1,i为单行式分组停靠方式下第i组停车位组之前所有车辆的最晚开始驶离时间；P_1,1,…,P_1,i分别为单行式分组停靠方式下各组停车位组最后一人进入车的时间；

步骤4.5：假设机场拥有两条并行车道，因此停车位的组数应为偶数：

X₁＝2k(k∈N^*)；

其中，k为任意正整数；N^*为正整数集；

步骤4.6：为保障安全，出租车车速限定在一定范围内：

v_min≤v_car≤v_max；

其中，v_car为出租车车速；v_min为出租车车速允许的最小值；v_max为出租车车速允许的最大值；

步骤4.7：停车位总数应不超过机场最多设置的停车位数量：

X₁Y₁≤2M；

其中，M为机场每条车道最多设置的停车位数量；X₁为单行式分组停靠方式下的最优停车位组数；Y₁为单行式分组停靠方式下的每组含有的停车位数量；

步骤4.8：当上一组停车位上的出租车离开后，继续下一组的计算，直至计算到第组：

其中，X₁为单行式分组停靠方式下的最优停车位组数；

步骤4.9：出租车上客区的运营过程按照一定规律周而复始地进行：首先出租车在对应停车位组停稳；接着乘客依次从上客点进入停车位区，同时后一组的出租车开始放行；然后当该停车位组最后一名乘客上车后，车辆依次驶出；由于异行之间的停车位相互独立，可看作两个同时进行的单车道；因此只用计算出一个车道一个周期内的乘车效率，再乘2即可；

以X₁，Y₁，作为变量，通过如下公式计算上客区与机场车辆的平均到达率的匹配度、与上客区的客流量的匹配度、综合匹配度最小下的X₁，Y₁为该方式下最优停车位组数和最优每组含有的停车位数量，考虑到每个上车点需配备1名工作人员，则相应的配备工作人员的数量R₁即为停车位组数X₁：

min{ω₁D_1,W+ω₂D_1,C}

其中，X₁为单行式分组停靠方式下的最优停车位组数；Y₁为单行式分组停靠方式下的每组含有的停车位数量；为一个车道最后一组的最后一辆车驶离停车位的时间；W为车辆的平均到达率；C为上客区的平均客流量；D_1,W为上客区与机场车辆的平均到达率的匹配度；D_1,C为上客区与客流量的匹配度；ω₁、ω₂为相应的权重，由用户根据自己机场的实际情况进行设定；

步骤5：计算双行式分组停靠方式下的最优停车位组数X₂、每组含有的停车位数量Y₂以及配备工作人员的数量R₂；

所述步骤5包括以下步骤：

步骤5.1：当第j-1组出租车中的最后一辆车在第j-1个停车位组的最后一个停车位停稳的同时，第j组出租车中的第一辆车已经到达第j个停车位组的第一个停车位，计算第j组最后一辆车停稳的时间O_2,j为：

其中，j为双行式分组停靠方式下第j组停车位组；d为两个停车位中点之间的距离；e为两辆出租车中点之间的距离；v_car为出租车的车速；t_sto为出租车停稳所需时间；O_2，j-1为双行式分组停靠方式下第j-1组最后一辆车停稳的时间；X₂为双行式分组停靠方式下的最优停车位组数；Y₂为双行式分组停靠方式下的每组含有的停车位数量；

步骤5.2：乘客依次从上客点进入停车位区，同时后一组的出租车开始放行，得到该组最后一人进入车的时间P_2,j：

其中，s_2,max为双行式分组停靠方式下乘客从上客点到停车位区的最远距离；v_man为乘客行走速度；t_on,j为乘客上车耽误的时间；O_2,j为双行式分组停靠方式下第j组最后一辆车停稳的时间；分别为双行式分组停靠方式下乘客到该组停车位区各个车位的距离；

步骤5.3：当该停车位组最后一名乘客上车后，车辆依次驶出，得到该组最后一辆车的驶出时间Q_2,j为：

其中，v_car为出租车的车速；TP_2,j为双行式分组停靠方式下第j组停车位组之前所有车辆的最晚开始驶离时间；j为第j组停车位组；d为两个停车位中点之间的距离；Y₂为双行式分组停靠方式下的每组含有的停车位数量；

步骤5.4：第j组出租车辆可以驶离的前提是之前组的出租车已经驶离：

TP_2,j＝max{P_2,1,…,P_2,j}；

其中，TP_2,j为双行式分组停靠方式下第j组停车位组之前所有车辆的最晚开始驶离时间；P_2,1,…,P_2,j分别为双行式分组停靠方式下各组停车位组最后一人进入车的时间；

步骤5.5：由于题目要求是两条并行车道，因此每组含有车位的个数应为偶数：

Y₂＝2k(k∈N*)；

其中，Y₂为双行式分组停靠方式下的每组含有的停车位数量；k为任意正整数；N^*为正整数集；

步骤5.6：为保障安全，出租车车速限定在一定范围内：

v_min≤v_car≤v_max；

其中，v_car为出租车车速；v_min为出租车车速允许的最小值；v_max为出租车车速允许的最大值；

步骤5.7：停车位总数应不超过机场最多设置的停车位数量：

X₂Y₂≤2M；

其中，X₂为双行式分组停靠方式下的最优停车位组数；Y₂为双行式分组停靠方式下的每组含有的停车位数量；M为机场每条车道最多设置的停车位数量；

步骤5.8：当上一组停车位上的出租车离开后，继续下一组的计算，直至计算到第X₂组：

j＝{1,2,…,X₂}；

其中，X₂为双行式分组停靠方式下的最优停车位组数；

步骤5.9：出租车上客区的运营过程按照一定规律周而复始地进行，假设停车位区设有X₂组，每组含有Y₂个；以放行完X₂组出租车辆为一个周期，若忽略一个周期与另一个周期之间短暂的连接时间，上客区总的匹配度可用一个周期的匹配度代替，以X₂，Y₂作为变量，通过如下公式计算上客区与机场车辆的平均到达率的匹配度、与上客区的客流量的匹配度、综合匹配度最小下的X₂，Y₂为该方式下最优停车位组数和最优每组含有的停车位数量，考虑到每个上车点需配备1名工作人员，则相应的配备工作人员的数量R₂即为停车位组数X₂：

min{ω₁D_2,W+ω₂D_2,C}；

其中，X₂为双行式分组停靠方式下的最优停车位组数；Y₂为双行式分组停靠方式下的每组含有的停车位数量；为双行式分组停靠方式下最后一组的最后一辆车驶离停车位的时间；W为车辆的平均到达率；C为上客区的平均客流量；D_2,W为上客区与机场车辆的平均到达率的匹配度；D_2,C为上客区与客流量的匹配度；ω₁、ω₂为相应的权重，由用户根据自己机场的实际情况进行设定；

步骤6：比较两种停靠方式下机场出租车上客区与机场车辆的平均到达率和上客区的客流量的综合匹配度，从而确定机场出租车上客区最优停靠方式、最优停车位数量以及配备工作人员的数量；上客区智能规划管理平台将通过该方法得到的最优设置策略，生成机场出租车上客区设置参数表发送到用户界面，供用户查询；

步骤7：当用户确定机场出租车上客区设置的策略后，上客区智能规划管理平台将通过信息采集模块获取的数据，进行机场出租车上客区车辆匹配度、客流匹配度以及综合匹配度的实时更新，并生成相应的实时匹配度表发送到用户界面；当匹配度低于用户自设定的阈值后，前台会智能弹出对话框对用户进行提醒；

步骤8：若用户选择进行策略更新，回到步骤3，进行新一轮的策略制定。

2.根据权利要求1所述一种动态规划机场出租车上客区设置的优化方法，其特征在于：所述步骤3中：

若出租车停靠方式为单行式分组停靠，则单行多列停车位为一组，同属一行的停车位组之间串行关联，异行之间并联关联；每组停车位单独对应一个上车点，只要该组停车位上的车辆停靠完成，与该组停车位对应的乘客就可以进入停车位区，开始上车；

若出租车停靠方式为双行式分组停靠，车辆按照先后顺序依次进入停车位，两行多列停车位为一组，每组停车位之间串行关联，每组停车位单独对应一个上车点，只要该组停车位上的车辆停靠完成，与该组停车位对应的乘客就可以进入停车位区，自行选择搭乘车辆，开始上车。