1.一种基于实际路网环境的网约拼车站点选址方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)利用k-means聚类法对乘客预约需求点进行分组,并确定各分组的聚类中心;
(2)根据所述各分组乘客需求点和聚类中心的空间位置,确定各分组对应的实际路网分析区;
(3)取路网分析区zi中任一路段[va,vb],计算该分组所有乘客需求点对应的路段[va,vb]分割点;
(4)对于可能存在于路段[va,vb]上的拼车站点x,计算分析区内所有乘客需求点到站点x的最短路距离,并将距离求和,来确定针对该路段的最优站点位置;
(5)对路网分析区zi中其它路段重复步骤(3)和步骤(4)的操作,再比较各路段的最短距离之和,确定最优站点的所在的路段和位置。
2.根据权利要求1所述的网约拼车站点选址方法,其特征在于,所述步骤(1)中的具体步骤为:
(11)收集乘客预约需求点的空间位置坐标信息,包括:上车点和下车点经纬度坐标;
(12)基于k-means聚类算法,当聚类中心为k时,计算每个聚类范围内的所有乘客需求点与对应聚类中心ki的欧式距离,取距离最大值
(13)对于每个聚类中心范围,以拼车站点服务半径r为约束,判断步骤(12)计算得到的距离最大值
(14)取k=k+1,重复步骤(12)和步骤(13)。
3.根据权利要求2所述的基于聚类分析法的拼车站点选址方法,其特征在于,所述的步骤(13)中以拼车站点服务范围为约束,包括:
站点服务半径r为乘客最大步行范围,取500m,站点服务范围是以聚类中心为圆心,以r为半径向外辐射的圆形区域范围。
4.根据权利要求1所述的网约拼车站点选址方法,其特征在于,所述步骤(2)中,各分组对应的实际路网分析区确定方法如下:
设unit为路网节点能构成的最小封闭多边形,为最小路网单元;路网分析区即为包含一个聚类范围所有乘客需求点的最小实际路网区域;
(21)对一个聚类范围ki内的乘客需求点进行判断,若其位于路网单元unit内或边界处,则记录该单元包含的节点ni(包括顶点)和路段ei(包括边界),路段也可用其两端点表示,如路段[v1,v2];
(22)得到包含聚类范围ki内所有需求点的节点集ni={n1,n2,n3….}和路段集ei={e1,e2,e3….};
(23)路网分析区zi用图的表示方法可表示zi=(ni,ei)。
5.根据权利要求1所述的网约拼车站点选址方法,其特征在于,所述步骤(3)中,乘客需求点对应的路段分割点确定方法如下:
其中,最短路距离均采用实际路网距离,而不是欧几里得距离;
va和vb代表一个路段两端点,路段及路段长度均可用[va,vb]表示;乘客需求点pi和pj之间的最短路用
(31)由所述的步骤(23)可知,一个路网分析区zi中含有节点数ni,路段数ei,包含的乘客需求点集合为pi={p1,p2,p3….};
(32)对于路段[va,vb]([va,vb]∈ei),以乘客需求点pi(pi∈pi)为起点,分别以路段[va,vb]的两端点va和vb为终点,运用dijkstra算法分别计算最短路径距离,记为
(33)以pi、va、vb为三角形的顶点,以
6.根据权利要求5所述的网约拼车站点选址方法,其特征在于,所述的步骤(33)中利用三角形不等式关系寻找路段[va,vb]的分割点,具体步骤为:
(331)在三角形pivavb中,有以下关系成立:
则对于乘客需求点pi来说,在路段[va,vb]存在的一个分割点espi,使得
(332)分割点espi在路段[va,vb]上的位置可用分割点espi与va的距离占路段[va,vb]总长度的比例
设路段距离分布函数为
分割点espi的位置计算公式如下:
分割点espi距离路段起点va的距离计算公式如下:
[va,vb]——路段[va,vb]的长度;
(334)对乘客需求点集合pi中的所有对象,可求出其对应于路段[va,vb]上的分割点占比集合为
7.根据权利要求1所述的网约拼车站点选址方法,其特征在于,所述步骤(4)中,对于可能存在于路段[va,vb]上的拼车站点x,计算分析区内所有乘客需求点到站点x的最短路距离,将距离求和,来确定针对该路段的最优站点位置,具体步骤为:
初始化,最短路距离集合
(41)取路段[va,vb]上任意一点x作为拼车站点,设站点x的路段[va,vb]占比为θ;
(42)结合权利要求5中的步骤(32)和权利要求6中的步骤(333)所述,可知当
则从乘客需求点pi到站点x最短路径距离可表示为如下的线性分段函数,
(43)以路网分析区zi内所有乘客需求点集合pi为对象,重复步骤(42)操作,计算pi中每个对象到站点的最短路径距离,结果存入集合dθ[va,vb]中,记为
(44)将最短路距离集合dθ[va,vb]中的元素求和,记为∑dθ[va,vb]。
8.根据权利要求1所述的一种网约拼车选址方法,其特征在于,所述步骤(5)中,对路网分析区zi中其它路段重复步骤(3)和步骤(4)的操作,再比较各路段的最短距离之和,确定最优站点的所在的路段和位置,具体步骤为:
初始化,距离和集合
(51)对路网分析区zi中路段集合ei中其他元素重复步骤(3)和步骤(4)中对路段[va,vb]的相同操作,分别将距离求和得到的值存入集合d中,则d={∑dθ[e1],∑dθ[e2],∑dθ[e3]…}
(52)记sd(e1)=min∑dθ[e1],计算∑dθ[e1]的最小值,并记录sd(e1)值和对应的θ值;
(53)同样的,类似对路段e1的操作,分别计算集合d中所有元素的最小值,结果存入集合sd中,即sd={sd(e1),sd(e2),sd(e3),sd(e4)….},并记录各自对应的θ值;
(54)比较集合sd中的所有元素,最小的元素值对应的路段和θ值即为路网分析区zi中拼车站点x存在的最优路段及位置。