一种基于出行链的公共电动自行车租赁点选址方法

文档序号:10656291
一种基于出行链的公共电动自行车租赁点选址方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于出行链的公共电动自行车租赁点选址方法,包括步骤:1)获取拟建设公共电动自行车系统的规划基础资料;2)建立各出行链的广义出行成本函数;3)分别考虑公共电动自行车系统规划者和用户的利益建立上层模型和下层模型,从而构建起双层规划模型来描述公共电动自行车租赁点的选址问题;4)对由上层规划模型和下层规划模型组成的双层规划模型进行求解,得到公共电动自行车租赁点选址方案。本发明为公共电动自行车租赁点的选址提供了新的方法,能够有效提高公共电动自行车租赁点的精确度和可靠性,有效推动相关城市公共电动自行车系统的建设工作,具有实际推广价值。
【专利说明】
-种基于出行链的公共电动自行车租赁点选址方法
技术领域
[0001] 本发明设及城市公共电动自行车系统规划领域,尤其是指一种基于出行链的公共 电动自行车租赁点选址方法。
【背景技术】
[0002] 近年来,公共自行车在许多城市取得了较大的发展。但自行车出行耗费体力、骑行 距离有限,在我国部分城市,特别是南方二线城市骑行体验不佳,正日益被更为舒适、省力、 低碳、骑行距离长的电动自行车所代替。在运些城市中,发展公共电动自行车系统,无疑是 有效利用资源,满足居民低成本低碳出行需求,并对电动自行车进行有效管理的可行途径 之一。
[0003] 租赁点选址是建立公共电动共自行车系统的重要环节,其合理与否直接决定系统 建设的成败。与自行车不同,电动自行车需要充电,因此充电粧的配置是公共电动自行车系 统选址过程中应该考虑的一个重要因素,同时也是影响系统建设运营成本的关键因素。因 此,未考虑充电问题的公共自行车租赁点选址理论并不直接适用于公共电动自行车租赁点 的选址实践,有必要对公共电动自行车租赁点的选址模型进行研究。
[0004] 目前国内外在公共自行车租赁点选址方面的研究成果较多,主要包括经验选址 法、考虑库存的枢纽位置选址模型、混合整数规划模型、中屯、弧选址模型、双层规划模型等。 尽管公共自行车租赁点选址模型不断完善和发展,但某些关键问题仍未解决:(1)未能考虑 "步行、借车、骑行、还车、步行"运一完整的公共自行车使用过程;(2)对单个公共自行车租 赁点的选址研究较多,未能形成网络化的选址方案;(3)未能综合考虑出行时间和租赁费用 给用户带来的出行成本;(4)未能考虑电动自行车的充电问题。此外,国内外目前尚无对公 共电动自行车租赁点选址模型的研究。
[0005] 本发明从公共电动自行车网络系统的角度出发,引入出行链的概念,考虑公共电 动自行车系统规划者和用户之间的互动作用,分别从系统最优和用户的均衡的角度建立上 下层模型,从而得到一种基于出行链的公共电动自行车租赁点选址方法。

【发明内容】

[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足,提供一种基于出行链的公共电动 自行车租赁点选址方法,突破传统的未能考虑完整出行链、综合出行成本和充电问题的单 个公共电动自行车租赁点选址方法,使得公共电动自行车租赁点的选址方法更加合理科 学,对公共电动自行车系统的建设起到极大的推动作用。
[0007] 为实现上述目的,本发明所提供的技术方案为:一种基于出行链的公共电动自行 车租赁点选址方法,包括W下步骤:
[000引1)获取拟建设公共电动自行车系统的规划基础资料,总共包括五方面的资料:备 选公共电动自行车租赁点资料、交通小区和租赁点的距离资料、公共电动自行车需求预测 资料、建设运营成本资料、路网相关资料;
[0009] 2)建立各出行链的广义出行成本函数:首先,分别计算步行时间、逗留时间和骑行 时间,然后结合决策变量构建各出行链的广义出行成本函数;
[0010] 3)分别考虑公共电动自行车系统规划者和用户的利益建立上层模型和下层模型, 从而构建起双层规划模型来描述公共电动自行车租赁点的选址问题;
[0011] 4)对由上层规划模型和下层规划模型组成的双层规划模型进行求解,得到公共电 动自行车租赁点选址方案。
[0012] 在步骤1)中,所述备选公共电动自行车租赁点资料包括备选租赁点的个数、位置、 服务范围、电动自行车周转率预测值、充电粧周转率预测值、用户到达规律等,从公共电动 自行车系统规划方案获得公共电动自行车租赁点资料;所述交通小区和租赁点的距离资料 包括交通小区形屯、到租赁点的距离,租赁点之间的距离等,从公共电动自行车系统规划方 案获得交通小区和租赁点的距离;所述公共电动自行车需求预测资料指各交通小区之间的 公共电动自行车出行OD量预测值(包括高峰小时的预测值),从交通量预测数据得到公共电 动自行车需求预测资料;建设运营成本资料包括电动自行车单价、充电粧单价、基础设施建 设费用、运营维护费用(包括电费)、旅行时间价值、租赁费用等,通过市场调查和系统设计 方案可W获得建设运营成本资料;路网相关资料包括步行速度、骑行速度、道路设置情况、 阻抗函数等。
[OOU]在步骤2)中,建立各出行链的广义出行成本函数,包含如下步骤:
[0014] 2.1)建立出行链:出行链是指用户使用公共电动自行车从0点到D点的单向出行过 程,包括五个阶段:①从交通小区r步行至借车点m;②在借车点m借车;③使用公共电动自行 车共借车点m骑行至还车点n;④在还车点n还车;⑤从还车点n步行至交通小区S。根据运个 定义,建立公共电动自行车网络系统中所有的出行链。
[0015] 2.2)计算步行时间:步行时间为用户从0点到借车点或从还车点到D点所用的时 间。假设交通小区出行需求均匀分布,因此对整个系统而言,出行可看成从形屯、出发到另一 交通小区形屯、的过程。因此,从交通小区巧Ij借车点m的步行时间为:
[0016]
[0017] 式中:Srm为交通小区r的开多屯、至Ij借车点m的距离;walking_speed为步行速度。
[001引从还车点巧蚊通小区S的步行时间tns同理可W计算。
[0019] 2.3)计算逗留时间:租赁点的规模由充电粧数目和配备的公共电动自行车数目确 定,两者的计算公式如下:
[0020]
[0021]
[0022] 式中:Um为充电粧数量;bm为配备的公共电动自行车数量;qm为借车点的m的公共电 动自行车流量
昨*?为租赁点m的充电粧周转率;巧Aem为租赁点m 的自行车周转率。
[0023] 逗留时间为用户在租赁点的等待时间和借/还车时间之和。公共电动自行车租赁 点可W视作系统容量有限制的多通道排队系统,在假设顾客服从泊松流,各充电粧服务时 间服从负指数分布且工作相互独立的条件下,租赁点m的逗留时间的计算公式为:
[0024]
[00剧式中:iv:系统的服务频率,其计算公式3
押:系统的服务强度,计 算公式为系统的设施利用率,计算公式为e = A/Um;k:正在接受服务的顾客
的数量。P血:系统中无人接受服务的概率,计算公式为 a
[0026] 还车点n的逗留时间tn同理可W计算。
[0027] 2.4)计算骑行时间:用户的骑行时间定义为用户在借车点和还车点之间的骑行时 间。由于非机动车的行驶时间受非机动车流量的影响较小,而受行程距离的影响较大,因此 可W认为同一出行链上各路段的阻抗近似相等,不同出行链的阻抗差别主要由其距离之差 引起。因此,骑行时间其计算公式如下。
[002引
[0029] 式中:to为电动车自由流的行驶时间;Ck为某骑行路段上的能通过的最大电动车流 量;a,e为待标定参数;Smn为租赁点m、n之间距离;C为机非混行或人非混行条件下电动自行 车的速度折减系数;V为行程车速;qmn为站点m、n之间的公共电动自行车流量,计算公式为
[0030] 2.5)计算各出行链的广义出行成本函数:用户在OD对(r,s)间的第k条出行链出行 的广义出行成本为:
[0031]
[0032] 其中,C ;0D对(r,S )间的第k条出行链上的公共电动自行车流量;trm:用户从交通 小区r到借车点m的步行时间;tm:用户在借车点m的逗留时间,m G K; tmn:用户从借车点m到还 车点n的骑行时间;tn:用户在还车点n的逗留时间,nGK;tns为用户从还车点巧岐通小区S 的步行时间;T为旅行时间价值;C为租赁费用;K为备选公共自行车租赁点(包括借车点和还 车点)的集合;为出行链一一租赁点关系变量,若租赁点m在OD对(r,s)第k条出行链上,
化同理。ym为决策变量,若修建租赁点m,ym = 1,否则,ym = 0 ; yn同 理。决策变量和出行链一一租赁点关系变量的关系为若73 = 0,则^:;=〇。
[0033] 在步骤3)中,建立双层规划模型来描述公共电动自行车租赁点的选址问题,包含 如下步骤:
[0034] 3.1)建立上层模型:上层模型为系统最优问题,需要满足的约束条件是:①两租赁 点之间的距离必须在[dmin,dmax]范围内;②至少选择一个借车点;③至少选择一个还车点; ④租赁点建设资金之和不大于投资总额上限;⑤各出行链上的公共电动自行车出行量之和 等于小区之间的电动自行车出行需求OD量;⑥各出行链上的公共电动自行车出行量为非负 值。
[0035]
[0036]
[0037]
[00;3 引
[0039]
[0040]
[0041]
[0042]
[0043] 式中;
[0044] cUin为租赁点的最小允许间距;cUx为租赁点的最大允许间距,取电动自行车一次 充电后的最大行驶里程;I为投资总额上限;im,in分别为每个借车点m和还车点n的建设运营 费用。
[0045] 3.2)建立下层模型:下层模型为用户均衡模型,需要满足的条件是:①各出行链上 的公共电动自行车出行量之和等于小区之间的电动自行车出行需求OD量;②各出行链上的 公共电动自行车出行畳为非债值。
[0046]
[0047]
[004引
[0049]
[0050] 式中:Qrs为OD对(r,S)之间的公共电动自行车交通量。
[0051] 在步骤4)中,对由上层规划模型和下层规划模型组成的双层规划模型进行求解, 得到公共电动自行车租赁点选址方案,包含如下步骤:
[0化2] 4.1)令迭代次数Z = O;假设租赁站点全部被选中
^各出行链的公共 电动自行车流量为0
[0053] 4.2)将上层模型的解(>':,_)^代入下层模型中,采用F-W算法求解下层模型,得到 下层模型的角
, ,
[0054] 4.3)将下层模型的解{於',护',妒曰">}代入上层模型中,采用混合粒子群优化算法 求解上层模型,得到上层模型的解"[yr,乂 i. 9
[0055] 4.4)判断结果是否满足迭代停止条件,若满足,则输出全局最优解;若不满足,贝U 返回步骤4.2)继续求解;
[0056] 4.5)根据模型求解结果,得到公共电动自行车租赁点选址方案和选中租赁点的充 电粧数目和配备的公共电动自行车数目。
[0057] 本发明与现有技术相比,具有如下优点与有益效果:
[0058] 本发明从公共电动自行车网络系统的角度出发,引入出行链的概念,考虑公共电 动自行车系统规划者和用户之间的互动作用,分别从系统最优和用户的均衡的角度建立上 下层模型,从而得到一种基于出行链的公共电动自行车租赁点选址方法。首次对公共电动 自行车系统的租赁点选址模型进行研究;首次引入出行链的概念,建立双层规划模型,实现 了系统规划者和用户的利益均衡;综合考虑出行时间和租赁费用带来的出行成本;能够根 据各地的情况灵活运用模型,适应性强,具有较强的推广价值。
【附图说明】
[0059] 图1为本发明的工作流程图。
[0060] 图2为实施例中备选公共电动自行车系租赁点示意图。
【具体实施方式】
[0061] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0062] 如图1所示,本实施例所述的公共电动自行车租赁点选址方法,包括W下步骤:
[0063] 1)获取拟建设公共电动自行车系统的规划基础资料,总共包括五方面的资料:备 选公共电动自行车租赁点资料、交通小区和租赁点的距离资料、公共电动自行车需求预测 资料、建设运营成本资料、路网相关资料。其中,所述备选公共电动自行车租赁点资料包括 备选租赁点的个数、位置、服务范围、电动自行车周转率预测值、充电粧周转率预测值、用户 到达规律等,从公共电动自行车系统规划方案获得公共电动自行车租赁点资料;所述交通 小区和租赁点的距离资料包括交通小区形屯、到租赁点的距离,租赁点之间的距离等,从公 共电动自行车系统规划方案获得交通小区和租赁点的距离;所述公共电动自行车需求预测 资料指各交通小区之间的公共电动自行车出行OD量预测值(包括高峰小时的预测值),从交 通量预测数据得到公共电动自行车需求预测资料;建设运营成本资料包括电动自行车单 价、充电粧单价、基础设施建设费用、运营维护费用(包括电费)、旅行时间价值、租赁费用 等,通过市场调查和系统设计方案可W获得建设运营成本资料;路网相关资料包括步行速 度、骑行速度、道路设置情况、阻抗函数等。收集到的资料如下:
[0064] 某大学计划建立公共电动自行车租赁系统,将规划区域划分为两个交通小区(M和 N)。各交通小区内的备选公共电动自行车租赁点W及各租赁点的服务范围如附图2所示。两 个交通小区之间的潜在公共电动自行车OD量为2000/日(其中高峰小时为200),距离信息如 表、表所示,成本信息如表所示,其他相关的参数如表所示。
[0065] 表1小区形屯、到租赁点的距离(单位:m) 「AA么么1

[0074] 2)建立各出行链的广义出行成本函数,包含如下步骤:
[0075] 2.1)建立出行链:出行链是指用户使用公共电动自行车从0点到D点的单向出行过 程,包括五个阶段:①从交通小区r步行至借车点m;②在借车点m借车;③使用公共电动自行 车共借车点m骑行至还车点n;④在还车点n还车;⑤从还车点n步行至交通小区S。根据运个 定义,建立公共电动自行车网络系统中所有的出行链。
[0076] 2.2)计算步行时间:步行时间为用户从0点到借车点或从还车点到D点所用的时 间。假设交通小区出行需求均匀分布,因此对整个系统而言,出行可看成从形屯、出发到另一 交通小区形屯、的过程。因此,从交通小区巧Ij借车点m的步行时间为:
[0077]
[007引式中:Srm为交通小区r的形屯、到借车点m的距离;Wa化ing_speed为步行速度。
[0079] 从还车点巧蚊通小区S的步行时间tns同理可W计算。
[0080] 2.3)计算逗留时间:租赁点的规模由充电粧数目和配备的公共电动自行车数目确 定,两者的计算公式如下:
[0081]
[0082]
[0083] 式中:Um为充电粧数量;bm为配备的公共电动自行车数量;qm为借车点的m的公共电
动自行车流量: .听,为租赁点m的充电粧周转率;梦Me?为租赁点m ,: 的自行车周转率。
[0084] 逗留时间为用户在租赁点的等待时间和借/还车时间之和。公共电动自行车租赁 点可W视作系统容量有限制的多通道排队系统,在假设顾客服从泊松流,各充电粧服务时 间服从负指数分布且工作相互独立的条件下,租赁点m的逗留时间的计算公式为:
[0085]
[0086] 式中:iim:系统的服务频率,其计算公式j
; ;A:系统的服务强度,计 算公式为^=9。/(24邮。);|3^:系统的设施利用率,计算公式为0=0"/咖山正在接受服务的顾客 的数量。POm:系统中无人接受服务的概率,计算公式)
[0087] 还车点n的逗留时间tn同理可W计算。
[0088] 2.4)计算骑行时间:用户的骑行时间定义为用户在借车点和还车点之间的骑行时 间。由于非机动车的行驶时间受非机动车流量的影响较小,而受行程距离的影响较大,因此 可W认为同一出行链上各路段的阻抗近似相等,不同出行链的阻抗差别主要由其距离之差 引起。因此,骑行时间其计算公式如下。
,钱畳电绩自巧车专巧道
[0089] ,未暧置皂动自巧车专巧道
[0090] 式中:to为电动车自由流的行驶时间;Ck为某骑行路段上的能通过的最大电动车流 量;a,e为待标定参数;Smn为租赁点m、n之间距离;C为机非混行或人非混行条件下电动自行 车的速度折减系数;V为行程车速;qmn为站点m、n之间的公共电动自行车流量,计算公式为
[0091] 2.5)计算各出行链的广义出行成本函数:用户在OD对(r,s)间的第k条出行链出行 的广义出行成本为:
[0092]
[0093] 其中,& ;0D对(;r,s)间的第k条出行链上的公共电动自行车流量;tm:用户从交通 小区r到借车点m的步行时间;tm:用户在借车点m的逗留时间,mGK; tmn:用户从借车点m到还 车点n的骑行时间;tn:用户在还车点n的逗留时间,n G K; tns为用户从还车点n到交通小区S 的步行时间;T为旅行时间价值;C为租赁费用;K为备选公共自行车租赁点(包括借车点和还 车点)的集合;武Sf为出行链一-租赁点关系变量,若租赁点m在OD对(r,s)第k条出行链上,
化,同理。ym为决策变量,若修建租赁点m,ym = 1,否则,ym = 0; yn同 理。决策变量和出行链一一租赁点关系变量的关系为若ya=〇,则
[0094] 3)建立双层规划模型来描述公共电动自行车租赁点的选址问题,包含如下步骤:
[00M] 3.1)建立上层模型:上层模型为系统最优问题,需要满足的约束条件是:①两租赁 点之间的距离必须在[dmin,cUx]范围内;②至少选择一个借车点;③至少选择一个还车点; ④租赁点建设资金之和不大于投资总额上限;⑤各出行链上的公共电动自行车出行量之和 等于小区之间的电动自行车出行需求OD量;⑥各出行链上的公共电动自行车出行量为非负 值。
[0096]
[0097]
[009引
[0099]
[0100]
[0101]
[0102]
[0103]
[0104] 式中;
[010引cUin为租赁点的最小允许间距;cUx为租赁点的最大允许间距,取电动自行车一次 充电后的最大行驶里程;I为投资总额上限;im,in分别为每个借车点m和还车点n的建设运营 费用。
[0106] 3.2)建立下层模型:下层模型为用户均衡模型,需要满足的条件是:①各出行链上 的公共电动自行车出行量之和等于小区之间的电动自行车出行需求OD量;②各出行链上的 公共电动自行车出行量为非负值。
[0107]
[010 引
[0109]
[0110]
[0111] 式中:qrs为OD对(r,S)之间的公共电动自行车交通量。
[0112] 在步骤4)中,对由上层规划模型和下层规划模型组成的双层规划模型进行求解, 得到公共电动自行车租赁点选址方案,包含如下步骤:
[0113] 4.1)令迭代次数Z = O;假设租赁站点全部被选中:
各出行链的公共 / 电动自行车流量为0,
[0114] 4.2)将上层模型的解{乂,乂}代入下层模型中,采用F-W算法求解下层模型,得到 下层模型的解{or,护"1}.
[0115] 4.3)将下层模型的解<(<+1,如+1,《."-'+11}代入上层模型中,采用混合粒子群优化算法 求解上层模型,得到上层模型的解(yf,.
[0116] 4.4)判断结果是否满足迭代停止条件,若满足,则输出全局最优解;若不满足,贝U 返回步骤4.2)继续求解;
[0117] 4.5)根据模型求解结果,得到公共电动自行车租赁点选址方案和选中租赁点的充 电粧数目和配备的公共电动自行车数目。
[0118] 算法采用matlab语言实现。上层模型的罚函数构造规则如下:若不符合约束条件 ①、②或③,罚10000,若不符合约束条件④,罚30000。混合粒子群优化算法的粒子数取20 个,最大迭代次数取10000次。将上述基础数据输入程序中,算法运行的结果见表。
[0119] 表5算法运行结果
[0120]
[0121 ]从求解结果可W看到,在交通小区M应该建设Ml (13个充电粧和18辆公共电动自行 车)、M2(19个充电粧和26辆公共电动自行车)两个租赁点,在交通小区N应该建立M(26个充 电粧和37辆公共电动自行车)租赁点。Ml为地铁站,使用公共电动自行车接驳需求较大。M2 为学校行政楼和绿化广场,为交通需求集聚点。N4靠近交通小区M的形屯、,此处集中了学生 宿舍、学生食堂、运动场等生活设施,是该小区的交通需求聚集地。因此,采用本文所述模型 的租赁点选址结果与实际情况较为接近,具有一定的可操作性和现实意义。
[0122] 综上所述,在采用W上方案后,本发明为公共电动自行车租赁点的选址提供了新 的方法,能够有效提高公共电动自行车租赁点的精确度和可靠性,有效推动相关城市公共 电动自行车系统的建设工作,具有实际推广价值,值得推广。
[0123] W上所述实施例只为本发明之较佳实施例,并非W此限制本发明的实施范围,故 凡依本发明之形状、原理所作的变化,均应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种基于出行链的公共电动自行车租赁点选址方法,其特征在于,包括以下步骤: 1) 获取拟建设公共电动自行车系统的规划基础资料,总共包括五方面的资料:备选公 共电动自行车租赁点资料、交通小区和租赁点的距离资料、公共电动自行车需求预测资料、 建设运营成本资料、路网相关资料; 2) 建立各出行链的广义出行成本函数:首先,分别计算步行时间、逗留时间和骑行时 间,然后结合决策变量构建各出行链的广义出行成本函数; 3) 分别考虑公共电动自行车系统规划者和用户的利益建立上层模型和下层模型,从而 构建起双层规划模型来描述公共电动自行车租赁点的选址问题; 4) 对由上层规划模型和下层规划模型组成的双层规划模型进行求解,得到公共电动自 行车租赁点选址方案。2. 根据权利要求1所述的一种基于出行链的公共电动自行车租赁点选址方法,其特征 在于:在步骤1)中,所述备选公共电动自行车租赁点资料包括备选租赁点的个数、位置、月艮 务范围、电动自行车周转率预测值、充电粧周转率预测值、用户到达规律,从公共电动自行 车系统规划方案获得公共电动自行车租赁点资料;所述交通小区和租赁点的距离资料包括 交通小区形心到租赁点的距离及租赁点之间的距离,从公共电动自行车系统规划方案获得 交通小区和租赁点的距离;所述公共电动自行车需求预测资料指各交通小区之间的公共电 动自行车出行OD量预测值,从交通量预测数据得到公共电动自行车需求预测资料;所述建 设运营成本资料包括电动自行车单价、充电粧单价、基础设施建设费用、运营维护费用、旅 行时间价值、租赁费用,通过市场调查和系统设计方案能够获得建设运营成本资料;所述路 网相关资料包括步行速度、骑行速度、道路设置情况、阻抗函数。3. 根据权利要求1所述的一种基于出行链的公共电动自行车租赁点选址方法,其特征 在于,在步骤2)中,建立各出行链的广义出行成本函数,包含如下步骤: 2.1) 建立出行链:出行链是指用户使用公共电动自行车从0点到D点的单向出行过程, 包括五个阶段:①从交通小区r步行至借车点m;②在借车点m借车;③使用公共电动自行车 共借车点m骑行至还车点η;④在还车点η还车;⑤从还车点η步行至交通小区s;根据这个定 义,建立公共电动自行车网络系统中所有的出行链; 2.2) 计算步行时间:步行时间为用户从0点到借车点或从还车点到D点所用的时间;假 设交通小区出行需求均匀分布,因此对整个系统而言,出行能够看成从形心出发到另一交 通小区形心的过程;因此,从交通小区r到借车点m的步行时间为:式中:Srm为交通小区r的形心到借车点m的距离;walking_speed为步行速度; 从还车点r到交通小区s的步行时间tns同理能够计算; 2.3) 计算逗留时间:租赁点的规模由充电粧数目和配备的公共电动自行车数目确定, 两者的计筧公式如下:式中:Um为充电粧数量;bm为配备的公共电动自行车数量;qm为借车点的m的公共电动自 行车流量为租赁点m的充电粧周转率;?为租赁点m的自 行车周转率;逗留时间为用户在租赁点的等待时间和借/还车时间之和;公共电动自行车租赁点视 作系统容量有限制的多通道排队系统,在假设顾客服从泊松流,各充电粧服务时间服从负 指数分布且工作相互独立的条件下,租赁点m的逗留时间的计算公式为:式中为系统的服务频率,其计算公式$\为系统的服务强度,计算 公式为Pm= qm/ ( 24*μω) ; fim为系统的设施利用率,计算公式为P = PmAlm; k为正在接受服务的顾客 的数量;PCtaS系统中无人接受服务的概率,计算公式关还车点η的逗留时间t n同理能够计算; 2.4) 计算骑行时间:用户的骑行时间定义为用户在借车点和还车点之间的骑行时间; 骑行时间其计算公式如下:设置电动自行车专用道 未设置电动自行车专用道 式中:to为电动车自由流的行驶时间;Ck为某骑行路段上的能通过的最大电动车流量; α,β为待标定参数;Smn为租赁点m、n之间距离;ξ为机非混行或人非混行条件下电动自行车的 速度折减系数;V为行程车速;q mn为站点m、n之间的公共电动自行车流量,计算公式为2.5) 计算各出行链的广义出行成本函数:用户在OD对(r,s)间的第k条出行链出行的广 义出仁士 士七其中,€为〇〇对(r,s)间的第k条出行链上的公共电动自行车流量;trm为用户从交通小 区r到借车点m的步行时间;^为用户在借车点m的逗留时间,m e K; tmn为用户从借车点m到还 车点η的骑行时间;tn为用户在还车点η的逗留时间,n e K; tns为用户从还车点η到交通小区s 的步行时间;τ为旅行时间价值;c为租赁费用;K为备选公共自行车租赁点的集合;式:Α.为出 行链一一租赁点关系变量,若租赁点m在OD对(r,s)第k条出行链上,否则 r 9 &同理;ym为决策变量,若修建租赁点m,ym = 1,否则,ym=0; yn同理;决策变量和出行链-- 租赁点关系变量的关系为若ya = 〇 JUC=Oq4.根据权利要求1所述的一种基于出行链的公共电动自行车租赁点选址方法,其特征 在于,在步骤3)中,建立双层规划模型来描述公共电动自行车租赁点的选址问题,包含如下 步骤: 3.1) 建立上层模型:上层模型为系统最优问题,需要满足的约束条件是:①两租赁点之 间的距离必须在[dmin,d max]范围内;②至少选择一个借车点;③至少选择一个还车点;④租 赁点建设资金之和不大于投资总额上限;⑤各出行链上的公共电动自行车出行量之和等于 小区之间的电动自行车出行需求OD暈:⑥各出行链上的公共电动自行车出行量为非负值;式中: dmin为租赁点的最小允许间距;dmax为租赁点的最大允许间距,取电动自行车一次充电 后的最大行驶里程;I为投资总额上限;im,in分别为每个借车点m和还车点η的建设运营费 用; 3.2) 建立下层模型:下层模型为用户均衡模型,需要满足的条件是:①各出行链上的公 共电动自行车出行量之和等于小区之间的电动自行车出行需求OD量;②各出行链上的公共 电动自行车出行量为非负值;式中:qrs为OD对(r,s)之间的公共电动自行车交通量。5.根据权利要求1所述的一种基于出行链的公共电动自行车租赁点选址方法,其特征 在于,在步骤4)中,对由上层规划模型和下层规划模型组成的双层规划模型进行求解,得到 公共电动自行车租赁点选址方案,包含如下步骤: 4.1) 令迭代次数z = 0;假设租赁站点全部被选中5各出行链的公共电动自 行车流量为4.2) 将上层模型的解代入下层模型中,采用F-W算法求解下层模型,得到下层 模型的飽4.3) 将下层模型的解?+1,<+1,代入上层模型中,采用混合粒子群优化算法求解 上层模型,得到上层模型的角4.4) 判断结果是否满足迭代停止条件,若满足,则输出全局最优解;若不满足,则返回 步骤4.2)继续求解; 4.5) 根据模型求解结果,得到公共电动自行车租赁点选址方案和选中租赁点的充电粧 数目和配备的公共电动自行车数目。
【文档编号】G06Q10/04GK106022514SQ201610318748
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】胡郁葱, 陈枝伟, 龚隽, 邓艳辉, 曹宇超, 曹江昱
【申请人】华南理工大学
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