專利名稱：基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)及其優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種優(yōu)化系統(tǒng)，特別是涉及ー種出租車合乘優(yōu)化系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了 ー種應(yīng)用于出租車的合乘優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
復(fù)雜路網(wǎng)是指道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)稠密且乘客的出行量大的道路網(wǎng)絡(luò)。多方合乘則是指路網(wǎng)中有多輛出租車可提供合乘和/或有多個乘客需要合乘出租車。一般而言，出租車的常規(guī)供應(yīng)量是按照出租車的常規(guī)乘坐模式下的供給能力，即乘客獨自搭乘ー輛車的情況下的供給能力。在復(fù)雜路網(wǎng)中，乘客對出租車的需求量常常遠大于出租車的常規(guī)供應(yīng)量，造成大量乘客無法滿足出行需求的情況；同吋，由于常規(guī)的乘坐模式是乘客獨自搭乘ー輛車，載有乘客的出租車內(nèi)即使存在空閑座位,卻不能再搭乘其他乘客,造成出租車資源的極大浪費，加重了交通的負擔(dān)，甚至?xí)斐山煌ǘ氯?。為了解決上述問題，目前有許多城市提供了出租車合乘服務(wù)，即通過網(wǎng)絡(luò)論壇尋求固定路線的長期拼車伙伴，或者采用在上車點遇到的乘客協(xié)商合乘的方法，如此，雖然能夠解決一部分乘客的出行問題，然而，該形式下的合乘成功率較低，而且難以滿足出租車乘客搭乘的多祥化和隨機性需求；在理論研究上來說，上述形式只是針對某個乘客的合乘需求來尋找與其匹配的合乘方案。上述方法往往是為了使某一乘客的合乘得到最優(yōu)匹配而導(dǎo)致其他多名乘客無法得到理想的合乘方案，如此，難以滿足在復(fù)雜路網(wǎng)中存在大量合乘乘客的需求，更無法實現(xiàn)合乘的集群優(yōu)化，達不到整體的最優(yōu)化，更不能有效緩解出租車量遠少于乘客需求的現(xiàn)象，仍然不能及時滿足大部分的乘客的乘車需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能滿足復(fù)雜路網(wǎng)內(nèi)大部分乘客合乘需求、提高出租車利用率的基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)，以滿足現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。為實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)，包括中心處理器、服務(wù)終端和傳輸通道，中心處理器通過傳輸通道與服務(wù)終端連接，中心處理器包括靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫、動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理器，靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫用于存儲復(fù)雜路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)信息及數(shù)字化信息，動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫用于存儲實時采集的出租車信息、乘客合乘信息、復(fù)雜路網(wǎng)實時路況及合乘方案，數(shù)據(jù)處理器作為控制核心，分別與靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫及動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫連接，用于對靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫及動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫中的信息數(shù)據(jù)進行處理及優(yōu)化計算，數(shù)據(jù)處理器還據(jù)此生成匹配方案并將指令發(fā)送給服務(wù)終端，服務(wù)終端作為信息接收和發(fā)布的終端，包括車載終端和出租車站臺自助服務(wù)終端，車載終端用 于實時定位出租車位置、計算每位乘客的費用并顯示出租車的信息，出租車站臺自助服務(wù)終端用于提交合乘請求、提供出租車運行狀態(tài)及路網(wǎng)布局，傳輸通道采用GSM/GPRS通訊方式，用于實現(xiàn)服務(wù)終端與中心處理器的信息傳輸。其進ー步技術(shù)方案是，車載終端包括GPS接收機、車載LED顯示屏、車載信息編輯器、車載快捷按鈕、合乘計價器和車載控制器，車載控制器與GPS接收機、車載LED顯示屏、車載信息編輯器及合乘計價器連接。其更進ー步技術(shù)方案是，出租車站臺自助服務(wù)終端包括站臺LED顯示屏、站臺信息編輯器、站臺快捷按鈕、通話手柄及站臺控制器，站臺控制器與所述LED顯示屏、站臺信息編輯器及通話手柄連接。本發(fā)明的另一目的是提供一種基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)的優(yōu)化方法，該方法是根據(jù)合乘信息來建立優(yōu)化模型，然后通過優(yōu)化算法生成多方合乘匹配整體優(yōu)化方案的方法，具體方法為服務(wù)終端通過傳輸通道向中心處理器發(fā)送請求合乘的信息及可供合乘的信息；中心處理 器將請求合乘的信息和可供合乘的信息進行初步處理，進行匯總以建立集群優(yōu)化匹配模型，然后運行算法得出結(jié)合出租車繞行比例、最短行程、最大匹配及合乘約束條件的集群優(yōu)化方案并通過傳輸通道發(fā)送給服務(wù)終端；服務(wù)終端接收到集群優(yōu)化方案后，將采納或不采納的信息通過傳輸通道反饋回中心處理器，中心處理器再將上述信息通過傳輸通道轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)終端，若不采納集群優(yōu)化方案吋，服務(wù)終端還再次通過傳輸通道向中心處理器發(fā)送合乘請求。由上方案可見，本發(fā)明具有如下優(yōu)點
I.能滿足復(fù)雜路網(wǎng)內(nèi)大部分乘客合乘需求。本發(fā)明通過服務(wù)終端收集合乘的需求信息，然后通過傳輸通道傳送給中心處理器，由中心處理器將需求信息和供應(yīng)信息進行匯總和處理以建立優(yōu)化模型，并通過優(yōu)化運算算法生成多方合乘的整體優(yōu)化方案傳送給服務(wù)終端，合乘方案運行實施時，匹配的出租車及乘客根據(jù)自己的實際情況和意愿反饋信息，雙方均收到“同意合乘”的信息后表示合乘成功，否則，不實施該優(yōu)化方案；因此，能夠綜合考慮復(fù)雜路網(wǎng)內(nèi)多名乘客的合乘需求以及該路網(wǎng)區(qū)域內(nèi)所有出租車的供應(yīng)情況，以合乘繞行比例最小、合乘行駛路程最短及最大匹配為目標(biāo)進行集群優(yōu)化匹配計算，構(gòu)建合乘優(yōu)化系統(tǒng)，進行集群優(yōu)化，得到整個路網(wǎng)系統(tǒng)出租車合乘匹配的整體優(yōu)化方案,能夠較好地滿足復(fù)雜路網(wǎng)中絕大部分乘客的合乘需求。2.提高出租車利用率。本發(fā)明采用動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫存儲是實時采集的出租車信息、乘客合乘信息、路網(wǎng)實時路況及合乘方案，利用數(shù)據(jù)處理器對動態(tài)合成數(shù)據(jù)庫和靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的信息進行處理及優(yōu)化計算以生成優(yōu)化方案，然后發(fā)送到各個服務(wù)終端，因此，合理利用出租車資源來滿足復(fù)雜路網(wǎng)中乘客的合乘需求，相對于常規(guī)采用的協(xié)商合乘方法，大大提高了復(fù)雜路網(wǎng)中出租車的利用率。3.反應(yīng)快速、緩解交通擁擠、環(huán)保。由于本發(fā)明中采用數(shù)據(jù)庫存儲出租車的供應(yīng)信息和需求信息，并通過中心處理器中的數(shù)據(jù)庫處理器來進行處理和優(yōu)化運算，對于服務(wù)終端提供的供/求信息，中心處理器能夠迅速地做出回應(yīng)，使用者在服務(wù)終端能夠及時地得到中心處理器回應(yīng)的合乘信息，既能有效提高交通資源的利用率、緩解交通擁堵的情況、便于使用，相對于現(xiàn)有多臺出租車出行的方式，減少了出租車的尾氣污染、利于環(huán)保。


圖I是本發(fā)明之基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明之出租車站臺自助服務(wù)終端的結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明之車載終端的結(jié)構(gòu)示意 圖4是本發(fā)明之基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)的優(yōu)化方法流程 圖5是實施本發(fā)明之基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)的優(yōu)化方法得到的優(yōu)化方案示意圖。
具體實施例基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)實施例
參見圖1，基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)包括中心處理器、服務(wù)終端和傳輸通道，中心處理器通過傳輸通道與服務(wù)終端連接，其中
中心處理器包括靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫、動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理器，靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫用于存儲復(fù)雜路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)信息及數(shù)字化信息；動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫用于存儲實時采集的出租車信息、乘客合乘信息、復(fù)雜路網(wǎng)實時路況信息及合乘方案信息；數(shù)據(jù)處理器作為控制核心，分別與靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫及動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫連接，用于對靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫及動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫中的信息數(shù)據(jù)進行處理及優(yōu)化計算，且據(jù)此生成匹配方案并將指令發(fā)送給服務(wù)終端，數(shù)據(jù)處理器的功能包括數(shù)據(jù)的處理、優(yōu)化匹配計算、匹配方案生成、下達指令等。服務(wù)終端作為信息接收和發(fā)布的終端，包括車載終端、出租車站臺自助服務(wù)終端和移動通訊工具，如圖2 圖3所示。車載終端可通過GPS定位系統(tǒng)來實時定位出租車位置、通過專用合乘計價器來計算每位乘客的費用并通過LED顯示屏來顯示出租車的信息，出租車的信息包括車上的人數(shù)、費用等，車載終端包括GPS接收機、車載LED顯示屏、車載信息編輯器、車載快捷按鈕、合乘計價器和車載控制器；車載快捷按鈕包括“合乘I人，，、“合乘2人”、“合乘3人”、“同意”及“不同意”五個按鈕；車載控制器與GPS接收機、車載LED顯示屏、車載信息編輯器及合乘計價器連接，用于實現(xiàn)對上述各個組成部分的控制。站臺自助服務(wù)終端設(shè)置在出租車站臺的ー側(cè)，用于提供給乘客提交合乘請求、提供出租車運行分布狀態(tài)及路網(wǎng)布局等信息，出租車站臺自助服務(wù)終端包括站臺LED顯示屏、站臺信息編輯器、站臺快捷按鈕、通話手柄及站臺控制器，站臺控制器與LED顯示屏、站臺信息編輯器及通話手柄連接，用于實現(xiàn)對上述各個組成部分的控制；為了實現(xiàn)站臺自助服務(wù)終端的功能，出租車站臺還需要進行編號以便于識別和管理，可以采用“道路名稱+編號”的形式進行管理，如“五一路3號”合乘請求包括如下信息按順序自動生成的信息編號、合乘人數(shù)、出發(fā)地(默認為當(dāng)前站臺位置)、目的地，反饋信息包括“同意”、“不同意”、“繼續(xù)發(fā)送上次合乘請求”等。移動通訊工具可以采用移動電話或手提電腦。車載終端、出租車站臺自助服務(wù)終端和移動通訊工具均通過傳輸通道實現(xiàn)上述三者之間以及與中心處理器之間的數(shù)據(jù)通訊，如車載終端需要與出租車站臺服務(wù)終端進行數(shù)據(jù)通訊吋，由車載終端將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給中心處理器，再由中心處理器將該數(shù)據(jù)信息發(fā)送到出租車站臺服務(wù)終端。傳輸通道也稱為傳輸介質(zhì)、信息傳輸介質(zhì)，其米用GSM/GPRS通訊方式,用于實現(xiàn)服務(wù)終端與中心處理器之間的信息傳輸，包括文字信息和語音信息的傳輸。
其具體工作過程如下
出租車司機及乘客分別向數(shù)據(jù)處理器發(fā)送請求合乘的信息，其中出租車司機是通過車載終端向數(shù)據(jù)處理器發(fā)送可供合乘的信息，包括目的地、可接收的合乘人數(shù)，出租車的當(dāng)前位置可由數(shù)據(jù)處理器通過GPS定位系統(tǒng)獲得，請求合乘出租車的乘客可以通過移動通訊工具或者出租車站臺自助終端向數(shù)據(jù)處理器發(fā)送請求合乘的信息，包括當(dāng)前位置及目的地、合乘人數(shù)；上述信息存儲在動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)處理器收到請求合乘的信息后先進行初歩處理，即從靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫里加載相關(guān)的復(fù)雜路網(wǎng)結(jié)構(gòu)信息和復(fù)雜路網(wǎng)數(shù)字化信息，將請求合乘的信息分別與GIS地圖的路段、地點坐標(biāo)信息相對應(yīng)；數(shù)據(jù)處理器將上述信息進行初步處理后，進行優(yōu)化匹配計算以形成匹配的合乘方案，然后把匹配的合乘方案返回動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫，動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫將匹配的合乘方案通過數(shù)據(jù)處理器中的GSM/GPRS通訊模塊返回合乘的出租車和乘客請求合乘所對應(yīng)使用的服務(wù)終端。當(dāng)匹配的出租車與乘客都采納收到該方案時，給數(shù)據(jù)處理器發(fā)送“同意”的信息，由數(shù)據(jù)處理器直接向?qū)Ψ睫D(zhuǎn)發(fā)，雙方均收到對方的“同意”信息后，則由請求合乘的乘客在原地等候出租車前來搭載，合乘方案成功實施。若收到“同意”信息后仍有其它事項需協(xié)商，則請求合乘的乘客或出租車司機通過電話聯(lián)系。當(dāng)匹配的出租車或乘客不采納收到的合乘方案吋，向數(shù)據(jù)處理器發(fā)送“不同意”的信息，由數(shù)據(jù)處理器直接向?qū)Ψ睫D(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)收到對方的“不同意”信息或者自己不采納收到的合乘方案時，可以放棄原來的合乘請求，也可以給數(shù)據(jù)處理器重復(fù)發(fā)送合乘請求，數(shù)據(jù)處理器每間隔30秒進行一次合乘匹配的集群優(yōu)化運算并發(fā)布匹配的合乘方案。如此，本發(fā)明能夠根據(jù)合乘請求者提供的信息，在滿足繞行約束、合乘人數(shù)等約束條件下，生成使復(fù)雜路網(wǎng)系統(tǒng)中總的繞行最小、行程最短、匹配數(shù)最大化的整體最優(yōu)化的匹配合乘方案，并將該合乘方案應(yīng)用于實際路網(wǎng)的出租車調(diào)度運行；有效提高資源利用率、緩解交通擁擠、滿足更多的乘客出行需求。作為本發(fā)明基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)實施例的一種變換，服務(wù)終端可以不包括移動通訊工具，即只包括車載終端和出租車站臺自助服務(wù)終端，上述變換同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。作為本發(fā)明基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)實施例的另ー種變換，數(shù)據(jù)處理器可以在每間隔10秒 40秒的時間范圍，進行一次合乘匹配的集群優(yōu)化運算并發(fā)布匹配的合乘方案?；趶?fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)的優(yōu)化方法實施例
基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)的優(yōu)化方法是根據(jù)合乘信息來建立優(yōu)化模型，然后通過優(yōu)化算法生成多方合乘匹配整體優(yōu)化方案的方法，具體方法如下服務(wù)終端通過傳輸通道向中心處理器發(fā)送請求合乘的信息及可供合乘的信息；中心處理器將請求合乘的信息和可供合乘的信息進行初歩處理，進行匯總以建立集群優(yōu)化匹配模型，然后運行算法得出結(jié)合出租車繞行比例、最短行程、最大匹配及合乘約束條件的集群優(yōu)化方案并通過傳輸通道發(fā)送給服務(wù)終端；服務(wù)終端接收到集群優(yōu)化方案后，將采納或不采納的信息通過傳輸通道反饋回中心處理器，中心處理器再將上述信息通過傳輸通道轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)終端，若不采納集群優(yōu)化方案時，服務(wù)終端還再次通過傳輸通道向中心處理器發(fā)送合乘請求。中心處理器每間隔30秒進行一次合乘匹配的集群優(yōu)化運算并發(fā)布匹配的集群優(yōu)化方案。參見圖4，本方法的具體工作過程如下
首先，出租車司機及乘客向數(shù)據(jù)處理器發(fā)送請求合乘的信息，出租車司機通過車載終端向數(shù)據(jù)處理器發(fā)送可供合乘的信息，包括目的地、可接收的合乘人數(shù)，另外，出租車的當(dāng)前位置可由數(shù)據(jù)處理器通過GPS定位系統(tǒng)獲得，需要合乘出租車的乘客通過移動通訊工具、或出租車站臺自助終端向 數(shù)據(jù)處理器發(fā)送需要合乘的信息，包括當(dāng)前位置及目的地、合乘人數(shù)。接下來，由數(shù)據(jù)處理器將收到的合乘請求信息分別與GIS地圖的路段、地點坐標(biāo)信息相對應(yīng)，以進行初歩處理。其中，可供合乘的信息包括最大允許繞行系數(shù)k、提供合乘的出租車輛數(shù)M、第m輛車可接收合乘人數(shù)Wm、車輛m是否需要從當(dāng)前的P位置到達目的地q位置P_ ;請求合乘的信息包括請求合乘的乘客總數(shù)N、第η個合乘請求的上車人數(shù)Vn、乘客η是否需要從當(dāng)前的r位置到達目的地s位置Qms。初歩處理是如下操作數(shù)據(jù)處理器接收Ρ_和Qnrs,根據(jù)GIS地圖的路段、地點坐標(biāo)信息、路段長度信息，初步處理并計算出車輛m從當(dāng)前的P位置到達目的地q的最短路程1_，以及乘客η從當(dāng)前的r位置到達目的地s的最短路程dms ;車輛m是否需要搭載合乘的乘客η用Xmn表示，Xnm=I吋，出租車m搭載需要合乘的乘客n，Xnm=O時，出租車m不需要搭乘乘客；當(dāng)Xnm=I時,數(shù)據(jù)處理器需要計算出車輛m從當(dāng)前的P位置到r位置搭載乘客η到達目的地q和s的最短路程Inmpnis,車輛m從當(dāng)前的P位置到r位置搭載乘客η按合乘路線到達目的地q的最短路程lmnm，車輛m到r位置搭載乘客η按合乘路線到達目的地s的最短路程dmnrs。然后，數(shù)據(jù)處理器建立集群優(yōu)化匹配模型及運行算法得出集群優(yōu)化方案，具體步驟為
①根據(jù)1_、ClnrsUnmim^cLrs和Xnm建立基于路網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)所有提供合乘的出租車繞行比例及請求合乘的乘客繞行比例之和最小的目標(biāo)函數(shù)Z1
權(quán)利要求
1.一種基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于包括中心處理器、月艮務(wù)終端和傳輸通道，所述中心處理器通過所述傳輸通道與所述服務(wù)終端連接； 所述中心處理器包括靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫、動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理器，所述靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫用于存儲復(fù)雜路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)信息及數(shù)字化信息，所述動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫用于存儲實時采集的出租車信息、乘客合乘信息、復(fù)雜路網(wǎng)實時路況信息及合乘方案信息，所述數(shù)據(jù)處理器作為控制核心，分別與所述靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫及所述動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫連接，用于對所述靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫及所述動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫中的信息數(shù)據(jù)進行處理及優(yōu)化計算，所述數(shù)據(jù)處理器還據(jù)此生成匹配方案并將指令發(fā)送給所述服務(wù)終端； 所述服務(wù)終端作為信息接收和發(fā)布的終端，包括車載終端和出租車站臺自助服務(wù)終端，所述車載終端用于實時定位出租車位置、計算每位乘客的費用并顯示出租車的信息，所述出租車站臺自助服務(wù)終端用于提交合乘請求、提供出租車運行分布狀態(tài)及路網(wǎng)布局； 所述傳輸通道采用GSM/GPRS通訊方式，用于實現(xiàn)所述服務(wù)終端與所述中心處理器之間的信息傳輸。
2.如權(quán)利要求I所述的基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于所述車載終端包括GPS接收機、車載LED顯示屏、車載信息編輯器、車載快捷按鈕、合乘計價器和車載控制器，所述車載控制器與所述GPS接收機、所述車載LED顯示屏、所述車載信息編輯器及所述合乘計價器連接。
3.如權(quán)利要求I所述的基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于所述出租車站臺自助服務(wù)終端包括站臺LED顯示屏、站臺信息編輯器、站臺快捷按鈕、通話手柄及站臺控制器，所述站臺控制器與所述LED顯示屏、所述站臺信息編輯器及所述通話手柄連接。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一項所述的基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于所述服務(wù)終端還包括移動通訊工具。
5.利用如權(quán)利要求I所述基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)的優(yōu)化方法，其特征在于該方法是根據(jù)合乘信息來建立優(yōu)化模型，然后通過優(yōu)化算法生成多方合乘匹配整體優(yōu)化方案的方法，具體方法如下 服務(wù)終端通過傳輸通道向中心處理器發(fā)送請求合乘的信息及可供合乘的信息； 所述中心處理器將所述請求合乘的信息和所述可供合乘的信息進行初步處理，進行匯總以建立集群優(yōu)化匹配模型，然后運行算法得出結(jié)合出租車繞行比例、最短行程、最大匹配及合乘約束條件的集群優(yōu)化方案并通過所述傳輸通道發(fā)送給所述服務(wù)終端； 所述服務(wù)終端接收到所述集群優(yōu)化方案后，將采納或不采納的信息通過所述傳輸通道反饋回所述中心處理器，所述中心處理器再將上述信息通過所述傳輸通道轉(zhuǎn)發(fā)給所述服務(wù)終端，若不采納所述集群優(yōu)化方案時，所述服務(wù)終端還再次通過所述傳輸通道向所述中心處理器發(fā)送合乘請求。
6.如權(quán)利要求5所述基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)的優(yōu)化方法，其特征在于所述可供合乘的信息包括最大允許繞行系數(shù)k、提供合乘的出租車輛數(shù)M、第m輛車可接收合乘人數(shù)Wm、車輛m是否需要從當(dāng)前的P位置到達目的地q位置Pmpq ； 所述請求合乘的信息包括請求合乘的乘客總數(shù)N、第η個合乘請求的上車人數(shù)Vn、乘客η是否需要從當(dāng)前的r位置到達目的地s位置Qnrs ；所述初步處理是如下操作所述中心處理器接收Pmpq和Qms，根據(jù)Gis地圖的路段、地點坐標(biāo)信息、路段長度信息，初步處理并計算出車輛m從當(dāng)前的P位置到達目的地q的最短路程1_，以及乘客η從當(dāng)前的r位置到達目的地s的最短路程dms ;車輛m是否需要搭載合乘的乘客η用Xmn表示，當(dāng)Xmn = I時,所述中心處理器需要計算出車輛m從當(dāng)前的P位置到r位置搭載乘客η到達目的地q和s的最短路程Inmpnis,車輛m從當(dāng)前的p位置到r位置搭載乘客η按合乘路線到達目的地q的最短路程Inmm,車輛m到r位置搭載乘客η按合乘路線到達目的地s的最短路程dmms。
7.如權(quán)利要求6所述基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)的優(yōu)化方法，其特征在于所述建立集群優(yōu)化匹配模型及運行算法得出集群優(yōu)化方案的具體步驟為 ①根據(jù)1_、dnrs>lmnprq> Clnmrs和Xnm建立基于路網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)所有提供合乘的出租車繞行比例及請求合乘的乘客繞行比例之和最小的目標(biāo)函數(shù)Z1 (I,Λ Z1=Inin V (j^X臓-I)+-I) IV Imn ' V 7mn ，m,n,p,q,r,s ^ ^mpq^nrsj ②根據(jù)車輛m從當(dāng)前的P位置到r位置搭載乘客η到達目的地q和s的最短路程Inmms和Xmn建立基于路網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)所有合乘車輛行駛路程最短的目標(biāo)函數(shù)Z2 Z2=Inin Yj ImnprqsXmnm，n，p，q，r，s ③為使需要合乘的乘客盡可能得到滿足，根據(jù)Xmn建立基于路網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)請求合乘的乘客得到合乘匹配方案最大化的目標(biāo)函數(shù)Z3 Z=Xnrn^Xmn m,n ④對每一輛提供合乘的出租車，搭載合乘的乘客后繞行比例要限定在規(guī)定的最大值k的范圍內(nèi)，根據(jù)1_^、1_4_和k建立提供合乘的出租車搭載合乘乘客后的繞行約束條件 mpq ⑤對請求合乘的乘客，搭上合乘車輛后繞行比例要限定在規(guī)定的最大值k的范圍內(nèi)，根據(jù)Clnrs. Xnm和k建立請求合乘的乘客搭乘出租車后的繞行約束條件 dynnrs V z /, ―；~anrs ⑥每次請求合乘的乘客上車人數(shù)不能超過提供合乘車輛的可接納人數(shù),根據(jù)W1^Vn和Xnm建立每車次合乘人數(shù)的約束條件 VnXnm ( Wffl ⑦出租車多方合乘集群尋優(yōu)方法，根據(jù)已經(jīng)建立的提供合乘的出租車繞行比例及請求合乘的乘客繞行比例之和最小的目標(biāo)函數(shù)Z1、路網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)所有合乘車輛行駛路程最短的目標(biāo)函數(shù)Z2、路網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)請求合乘的乘客得到合乘匹配方案最大化的目標(biāo)函數(shù)Z3、出租車搭載合乘乘客后的繞行約束條件、請求合乘的乘客搭乘出租車后的繞行約束條件、每車次合乘人數(shù)的約束條件,通過遺傳算法求出包含路網(wǎng)內(nèi)所有請求合乘的多方出租車和乘客的集群優(yōu)化方案。
8.如權(quán)利要求5或6所述基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)的優(yōu)化方法，其特征在于所述中心處理器每間隔t秒進行一次合乘匹配的集群優(yōu)化運算并發(fā)布匹配的集群 優(yōu)化方案，其中，t是10 40之間的任意整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于復(fù)雜路網(wǎng)的出租車合乘集群優(yōu)化系統(tǒng)，包括中心處理器、服務(wù)終端和傳輸通道，中心處理器通過傳輸通道與服務(wù)終端連接，中心處理器包括靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫、動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理器，靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫用于存儲復(fù)雜路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)信息及數(shù)字化信息，動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫用于存儲實時采集的出租車信息、乘客合乘信息等，數(shù)據(jù)處理器作為控制核心，用于對靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫及動態(tài)合乘數(shù)據(jù)庫中的信息數(shù)據(jù)進行處理及優(yōu)化計算，還生成匹配方案并發(fā)送給服務(wù)終端，服務(wù)終端作為信息接收和發(fā)布的終端，傳輸通道用于實現(xiàn)服務(wù)終端與中心處理器之間的信息傳輸；本發(fā)明還提供了優(yōu)化方法；采用本發(fā)明，能實現(xiàn)合乘優(yōu)化，有效提高出租車資源的使用效率。
文檔編號G08G1/00GK102637359SQ20121012312
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者覃運梅 申請人:廣西工學(xué)院