[发明专利]一种共享自行车调度方法与调度系统

摘要

本发明提供一种共享自行车调度方法和调度系统，该调度方法和调度系统针对共享自行车调度问题建立VRPSPD模型，并通过混合变邻域离散粒子群算法求解模型得到最优调度方案；由于本发明建立的VRPSPD模型整合了图论理论和混合整数规划理论，同时结合VRPSPD模型和m‑TSP模型建立，因此更加全面；且采用的混合变邻域离散粒子群算法结合了离散粒子群收敛快、精度高的能力和变邻域搜索算法的局部搜索能力，可以防止离散粒子群在优化过程中陷入局部最优，从而能得到真正的最优调度方案，以解决共享自行车的调度问题，提高共享自行车的运转效率和管理调度水平，有效提高车辆使用率。

主权项

一种共享自行车调度方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、确定共享自行车调度问题：S101、已知n个自行车站点(1，2，3，...，n)，第i个自行车站点的调度量为qi：如果qi＜0，站点i需要从调度车上卸载|qi|辆；如果qi＞0，站点i中的qi辆车需要装入到调度车；破损自行车的数量为pi；通过多辆调度车的同时运行，来服务完所有站点，每个站点i(i＝1，2，...，n)都有调度量qi和破损量pi，每辆调度车的容量为Q，且对于每个站点：qi≤Q，pi≤Q；S102、利用有向带权图G描述调度车对自行车站点自行车进行调度和对破损自行车辆的收集，设G＝(V，A，C)，其中：V代表自行车站点集合，V＝{i|i＝0，1，...，n}(0代表调配中心，其他为站点序号)；A代表连接各个自行车站点之间的弧集合，A＝{(i，j)|i，j∈V}；C代表各个连接弧的权重值，C＝{cij|(i，j)∈A}，cij表示从站点i到站点j之间的费用(比如：距离、时间等)；S103、确定自行车调度收集模型的结果，由符合以下约束条件的m条路径组成：(1)每辆调度车都是从仓库出发，最后回到仓库，即起点和终点一致；(2)每个自行车站点只能被一辆调度车访问一次；(3)任意一条路径弧后的调度车的总装载量不能超过调度车的容量Q，当调度车不能够满足站点的调度需求、回收需求或无法满足车辆负载约束的时候，就返回仓库；(4)最小化每条路径的调度车辆的空载量；(5)最小化总路径费用；S2、建立自行车调度VRPSPD数学模型：S201、首先建立目标函数：min∑i∈V∑j∈V∑k∈Kcijxijk；S202、然后设定约束条件：设定约束条件(1)：Σi∈VΣk∈Kxijk=1,∀j∈V0;]]>约束条件(2)：约束条件(3)：约束条件(4)：约束条件(5)：约束条件(6)：约束条件(6)是第k辆调度车的初始载重量；约束条件(7)：∑k∈KL0k≥max{0，‑Qtot}；约束条件(8)：约束条件(9)：约束条件(10)：约束条件(11)：约束条件(12)：约束条件(13)：Lkj≤Q，j∈V0，k∈K；约束条件(14)：上述约束条件(1)‑(14)中各符号的定义如下：V：站点集；A：弧集；N：自行车车站点个数；pi：表示站点i上的破损自行车的数量，pi≥0k：第k辆调度车，K是调度车辆的集合，k＝1，2...，mm：调度车的个数；Q：调度车的容量；qi：站点i的需求，对于每一个i∈V，已知需求qi，同时单车仓库q0＝0.需求可正可负；如果qi＜0，站点i需要从调度车上卸载|qi|辆，如果qi＞0，站点i中的qi辆车需要装入到调度车；cij：弧(i，j)上的成本；L0k：第k辆调度车离开depot点0之后装载数量，j∈V；Lk0：第k辆调度车回到depot点0时的装载数量，j∈V；Lkj：第k辆调度车通过点j之后装载数量，j∈V0；fij：给出了弧(i，j)上的流量，即通过弧(i，j)上的调度车的装载量，对于任意(ij)∈A；Qtot=Σj∈V0qj,]]>gij：为通过弧(i，j)的调度车的剩余空间，对于任意S3、采用混合变领域离散粒子群算法求解步骤S2中建立的自行车调度数学模型，获得最终调度方案。