[发明专利]一种基于改良圈算法的公共自行车调度模型

权利要求书

1.一种基于改良圈算法的公共自行车调度方法，其特征在于，它包括：

收集每天租赁点公共自行车数量的初始值，并进行数据的预处理；将每个租赁点的自行车数量，结合当前时间段和所处地段，判断是否需要进行再分配；系统汇总一定范围内所有站点的情况；系统计算最优路径后，统一进行状态转移，即公共自行车的合理调度分配；

根据所述公共自行车站点的位置信息以及需求量信息采用改良圈算法对同一区域内的公共自行车进行调度，具体步骤如下：

步骤101，将所有调度点划分为两组点集，使得需要回收和需要补充的租赁点分别在这两组点集中尽量平均分配。

步骤102，判断分组合理性，即判断该组中回收的车辆数加上调度车上本来已有的车辆数是否大于需要补充的车辆数，如果能够满足需求，则判断为分组合理，进行下一步；如果不能，则回到步骤101重新分组。

步骤103，在每一组点集中运用优化的改良圈算法求解最短路径，并分别计算调度时间。

步骤104，计算均衡度，均衡度越小，表示分组的均衡性越好，此时得到的调度时间就最优。均衡度公式为：式中，t₁、t₂分别为调度时间，α为均衡度。

步骤105，多次重复步骤101，得到均衡性较好的一组分组及其调度时间。

2.根据权利要求1所述的公共自行车调度方法，其特征在于，所述对最短路径规划包括：公共自行车状态转移方程和状态转移矩阵；

状态转移方程具体公式如下：式中，为N个租赁点在第k个时间段内的车辆数组成的列向量，其中为N个租赁点当前时间段的需求量组成的列向量，其中E_k为k阶单位矩阵；k＝1，2，3。

公共自行车状态转移矩阵，具体表示为P＝(p_ij)_N×N，其中p_ij为租赁点j处借走的车在i处归还的概率，考虑到自行车骑行距离不超过3km，且规定不会在借出的租赁点处归还车辆。由于归还概率与距离成反比，故概率p_ij表示为：

3.根据权利要求1所述的公共自行车调度方法，其特征在于，所述对把路径规划模型转化为伪旅行商问题，通过改良圈算法计算最优路径的具体流程：

步骤301，设定初始路径C₀为其中，v_i表示边，i表示需要调度的租赁点。

步骤302，对于1≤i＜i+1≤j＜n，构造新路径C₁：删去v_i、v_j，添加边v_i-j、v_i+1-j+1。若新路径满足以下两个约束条件：

·l(v_i-j)+l(v_i+1-j+1)＜l(v_i)+l(v_j)。

·该路径不会出现超载现象，即某一段路上装载自行车超过50辆，则以C₁代替C₀，C₁即为C₀的改良圈。

步骤303，循环步骤302，直至无法改进，停止。