[发明专利]基于地块细分和区域最大覆盖的共享单车电子围栏规划方法

说明书

本发明属于信息技术领域，公开了一种基于地块细分和区域最大覆盖的共享单车电子围栏规划方法。包括如下步骤：步骤1：获取共享单车使用数据集，并对数据进行预处理；步骤2：基于使用记录将城市地块划分为更精细的区域，并求出区域的停车需求；步骤3：利用区域最大覆盖模型选择需要设置电子围栏的区域；步骤4：计算电子围栏的容量；步骤5：计算设置电子围栏的精确位置。本发明在规划电子围栏时考虑了区域的空间形状，能够计算得到区域获得电子围栏服务的部分覆盖情况，从而减少了计算过程中潜在的错误，能够更好地满足现实场景下电子围栏规划的需要。

技术领域

本发明属于信息技术领域，尤其涉及一种基于地块细分和区域最大覆盖的共享单车电子围栏规划方法。

背景技术

近几年来，共享单车的出现为居民的出行提供了一种更为便捷的方式。人们可以在起点和终点附近借还车，解决了“最后一公里”问题。但是，随着共享单车的普及，也引发了相关的城市问题。大量用户无序地停放车辆，占据了人行道等公共空间，妨碍了人们的正常出行。

为了规范用户的停车行为，现有研究大多从社会规范、制度环境和奖励机制的角度进行理论研究，通过制定规则鼓励用户将车辆停放在合适的地方。电子围栏是一种数字基础设施，指定了允许用户停放车辆的地理区域。仅有文献:无码头自行车共享服务的电子围栏规划[J]。《清洁生产杂志》，2019206:383-393。研究了基于大数据分析的电子围栏规划方法。作者首先将城市划分为网格，基于网格和收集得到的共享单车使用记录来计算人们的停车需求，然后采用最大覆盖模型来获得设置电子围栏的位置，以期在设置有限围栏的前提下最大化停车需求。但是文献中的实现方法具有两个缺陷：1)他们简单地将城市划分为网格，无法描绘出精准的停车需求。在计算停车需求时考虑路网结构和行政区划分更有意义。2)他们的方法基于一个理想的假设，即地理空间(网格)可以被抽象为一个点，从而一个网格的停车需求可以由一个点所表示。但是共享单车的停车点是分布在整个区域中的，这样的假设在计算距离和评估覆盖程度的过程中引入了不确定性和错误。

在为共享单车规划电子围栏时，若能将具有真实地理意义的区域作为停车需求的基础计算单元，同时在评估电子围栏对需求区域的覆盖程度时能考虑区域级别的覆盖率，将能得到更为精确的电子围栏规划结果。但是，这对于模型构建和问题求解都提出了更大的挑战。

发明内容

本发明的目的是设计一种基于地块细分和区域最大覆盖的共享单车电子围栏规划方法，以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的基于地块细分和区域最大覆盖的共享单车电子围栏规划方法的具体技术方案如下：

一种基于地块细分和区域最大覆盖的共享单车电子围栏规划方法，包括如下步骤：

步骤1：获取共享单车使用数据集，并对数据进行预处理；

步骤2：基于使用记录将城市地块划分为更精细的区域，并求出区域的停车需求；

步骤3：利用区域最大覆盖模型选择需要设置电子围栏的区域；

步骤4：计算电子围栏的容量；

步骤5：计算设置电子围栏的精确位置。

进一步地，所述步骤1包括如下具体步骤：

步骤1.1：获取一段时间内共享单车的使用数据集，将它们存储在数据库中；

一条使用记录R_DBS表示如下：

R_DBS＝(bID,startT,startLoc,endT,endLoc)，

其中bID为共享单车编号，startT和endT为借车时间和还车时间，startLoc和endLoc为借车地点和还车地点，地点包括经度和纬度信息；步骤1.2：对共享单车数据进行预处理，移除无效数据；