基于共享乘车系统的车辆调配问题研究

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当前移动互联网的不断普及,“共享经济”、“低碳出行”等概念被应用以互联网产品方式呈现,并且逐步融入大众生活中,例如共享租房Airbnb、共享出行Uber等。其中,最具代表性的应用领域就是交通出行。共享乘车不仅能够满足部分大众日常出行的需求,同时拼车、顺风车等共享模式能够缓解交通压力,减少资源浪费。此外,这种模式不断被大众接受和认可,已经成为了必不可少的交通出行方式之一。但是,共享乘车模式在实际运营中存在车辆和需求不均衡。若能够缓解这个问题,不但能够带来更好的顾客体验,降本增效,而且对舒缓交通拥挤也会有所帮助。因此,本文提出在共享乘车模式下的车辆调配算法系统框架,并且设计三种车辆调配策略以及策略评价指标,在不同场景和车辆投入下对三种策略进行评价。具体来讲,三种调配策略及算法分别为:第一种是欧式距离调配策略,即满足乘车请求最大化为目标函数的整数规划模型,核心是以车辆和请求之间的距离作为调配依据;第二种是乘车请求率调配策略,即设计乘车请求率,以此为调配依据对当前时段产生的空车调配至正在等待的乘车请求;第三种是动态车辆调配策略,即在乘车请求率调配策略执行的基础上,将剩余的每辆空车决定进行动态空转或等待,并且空转过程中的车可参与匹配。此外,本文研究了三种场景及算法。第一,时空均匀场景,即系统内部任意时间段、任意地点呈均匀分布;第二,时间不均场景,即某些时间段的乘车请求量显著高于或低于其余时间段;第三,空间不均匀场景,即某些区域的乘车请求量显著高于或低于其余区域。为了对三种策略进行评价,本文设计了载客行驶时间、空车等待时间、车辆调配时间、总消耗时间、载客行驶距离、车辆调配距离、总行驶距离、乘车请求(乘客)等待时间、乘车请求服务数量、空转时间指标。通过仿真来模拟系统运行,在不同场景采用不同调配策略运行后呈现指标结果,为车辆调配决策以及调配策略的选择提供依据。
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