車輛共享系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度研究——以公共自行車為例.pdf

1、近年來，車輛共享系統(tǒng)得到快速發(fā)展，作為經(jīng)濟(jì)節(jié)能、環(huán)保低碳以及方便靈活的綠色出行方式而受到政府和社會(huì)大力推廣。共用共享的車輛（自行車、汽車、電動(dòng)車等）成為城市交通新的選項(xiàng)和重要補(bǔ)充，其中起源于歐洲的第三代城市公共自行車系統(tǒng)，經(jīng)過不斷的改進(jìn)和發(fā)展，越來越受到民眾的歡迎。一個(gè)良好的公共自行車系統(tǒng)不僅有賴于租賃點(diǎn)的合理規(guī)劃與布局、租賃點(diǎn)停車樁合理數(shù)量的設(shè)置，更與公共自行車的人工調(diào)配密切相關(guān)。合理的人工調(diào)配可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)租賃系統(tǒng)的庫存均衡，提高客戶

2、滿意度，吸引更多的潛在客戶使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)均衡良性的發(fā)展。因此對公共自行車調(diào)配策略的探索與優(yōu)化具有很高的研究價(jià)值和實(shí)際意義。
　　本文基于公共自行車靜態(tài)車輛調(diào)度自身的特點(diǎn)，以同時(shí)取送貨的車輛路徑問題為原型，首先探討了公共自行車夜間優(yōu)化調(diào)度問題。以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)均衡為最終目標(biāo)，建立了以運(yùn)輸總成本最小為目標(biāo)的優(yōu)化調(diào)度模型。其次，針對公共自行車特有的高峰時(shí)期借還量時(shí)空分布嚴(yán)重不平衡導(dǎo)致的無車可借無位可還的問題，提出一種應(yīng)急預(yù)調(diào)度策略。在高峰來臨

3、前一定時(shí)間內(nèi)對各個(gè)租賃點(diǎn)進(jìn)行預(yù)調(diào)度，調(diào)度車優(yōu)先訪問關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。并針對這一策略建立了以面向收益的車輛路徑問題為原型的優(yōu)化模型。
　　針對上述問題，本文使用分支定價(jià)這一精確算法進(jìn)行求解。分支定價(jià)算法是一種將列生成技術(shù)嵌入分支定界的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的廣義的分支定界算法。列生成算法可以將一個(gè)具有大規(guī)模變量的線性規(guī)劃問題進(jìn)行分解，形成一個(gè)與原問題等價(jià)的主問題和一系列的定價(jià)子問題，定價(jià)子問題通常具有有效的求解算法。通過對定價(jià)子問題的快速求解，進(jìn)行主問

4、題與子問題之間的循環(huán)迭代并最終實(shí)現(xiàn)對原問題求解。
　　本文在使用分支定價(jià)算法對上文提到的兩個(gè)模型求解的過程中，首先將建立的原問題的混合整數(shù)規(guī)劃模型轉(zhuǎn)化為集劃分模型，將集劃分模型作為列生成算法的主問題。在本文研究的調(diào)度優(yōu)化問題中，主問題對應(yīng)的定價(jià)子問題表現(xiàn)為一種帶資源約束的初等最短路問題(RCESPP)，在對該問題進(jìn)行求解的過程中，本文采用一種雙向動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法進(jìn)行求解。在求解靜態(tài)調(diào)度模型時(shí)，由于公共自行車調(diào)度自身單一品種、取送貨結(jié)合