王穎++楊煦

摘 要 本文針對(duì)共享單車建立了單調(diào)度中心調(diào)度模型和動(dòng)態(tài)調(diào)度優(yōu)化模型。首先，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出現(xiàn)有單車情況下各個(gè)地區(qū)的單車需求量，確定不同地區(qū)單車的需求時(shí)間和可接受時(shí)間，建立單調(diào)度中心調(diào)度模型并利用MATLAB軟件和遺傳算法求解得出初始調(diào)度方案。其次，以單調(diào)度中心軟時(shí)間窗調(diào)度模型為基礎(chǔ)建立動(dòng)態(tài)需求調(diào)度優(yōu)化模型，向初始靜態(tài)優(yōu)化解中不斷插入新的調(diào)度需求，應(yīng)用“初始靜態(tài)優(yōu)化+實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化”的方法對(duì)多個(gè)連續(xù)靜態(tài)調(diào)度問題進(jìn)行求解不斷優(yōu)化調(diào)度路線，最后，得到合理的共享單車優(yōu)化調(diào)度方案。

關(guān)鍵詞 單調(diào)度中心調(diào)度模型；動(dòng)態(tài)調(diào)度優(yōu)化模型；遺傳算法；共享單車

中圖分類號(hào) TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）16-0124-02

隨著共享單車的出現(xiàn)和普及，共享單車系統(tǒng)在城市公共交通中的地位越來越重要，由于其快捷、方便、環(huán)保的特點(diǎn)，共享單車已成為居民解決出行“最后一公里”問題的重要選擇。很多共享單車公司的單車都有GPS定位，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)化地監(jiān)測車輛數(shù)據(jù)、騎行分布數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)單車做出全天候供需預(yù)測，為車輛投

放、調(diào)度和運(yùn)維提供指引。

1 單調(diào)度中心調(diào)度模型

單調(diào)度中心調(diào)度優(yōu)化模型以調(diào)度路徑長度最短和乘客等待時(shí)間最短為優(yōu)化目標(biāo)，所有調(diào)度車輛均必須從調(diào)度中心出發(fā)，完成自身調(diào)度任務(wù)后還必須返回調(diào)度

中心。

以乘客等待時(shí)間最短為目標(biāo)函數(shù)建立模型如下公式所示：

如上式，其中為目標(biāo)函數(shù)權(quán)重系數(shù)，此即為單調(diào)度中心軟時(shí)間窗調(diào)度模型。

2 動(dòng)態(tài)需求調(diào)度優(yōu)化模型

在動(dòng)態(tài)需求調(diào)度優(yōu)化模型中，以調(diào)度路徑長度最短為目標(biāo)函數(shù)建立模型時(shí)要將參與本次調(diào)度任務(wù)的調(diào)度車輛分兩類分析。

2.1 已完成調(diào)度任務(wù)的調(diào)度車輛

對(duì)于己完成調(diào)度任務(wù)的調(diào)度車輛，以調(diào)度路徑長度最短為目標(biāo)函數(shù)建立模型如式：

2.2 仍在進(jìn)行調(diào)度任務(wù)的調(diào)度車輛

假設(shè)在時(shí)刻系統(tǒng)對(duì)調(diào)度需求進(jìn)行變更，此時(shí)調(diào)度車輛正在或己經(jīng)完成地點(diǎn)h的調(diào)度任務(wù)，以調(diào)度路徑長度最短為目標(biāo)函數(shù)建立模型如式：

其中，第一項(xiàng)表示調(diào)度車輛在時(shí)刻已經(jīng)行駛的里程，第二項(xiàng)表示調(diào)度路徑優(yōu)化后調(diào)度車輛對(duì)剩下地點(diǎn)進(jìn)行服務(wù)并返回調(diào)度中心的行駛里程。

以上兩相加即為動(dòng)態(tài)需求調(diào)度優(yōu)化模型中，調(diào)度路徑長度最短的目標(biāo)函數(shù)模型，模型約束條件與單調(diào)度中心軟時(shí)間窗調(diào)度模型相同。

3 模型求解

單調(diào)度中心模型調(diào)度方案。首先根據(jù)相關(guān)地區(qū)的共享單車數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)得到第840min到第900min需要調(diào)度的地區(qū)有2、4、5、6、7、8、9。得到表1。

對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出需要調(diào)度的地點(diǎn)在工作日早高峰第600min到660min的實(shí)需調(diào)度數(shù)量?，F(xiàn)對(duì)調(diào)度需求的確定方法進(jìn)行說明，將不同時(shí)間段的需求比例與需求差相乘，得到需求數(shù)量。對(duì)需求數(shù)取平均，得到平均數(shù)為7人次，需求數(shù)量大于平均需求數(shù)的地區(qū)符合調(diào)度。

利用本文建立的單調(diào)度中心軟時(shí)間窗調(diào)度模型及模型求解方法對(duì)以上案例進(jìn)行分析，利用MATLAB軟件得到5組局部最優(yōu)解。此時(shí)，系統(tǒng)普遍需要4～5輛調(diào)度車才能完成調(diào)度任務(wù)，根據(jù)初始調(diào)度需求求解得出初始調(diào)度方案如表2所示。

4 結(jié)論

本文應(yīng)用的模型及其算法能夠快速的找出局部最優(yōu)解，在共享單車調(diào)度路徑長度最短的基礎(chǔ)上使乘客等待時(shí)間大大降低，為公共自行車調(diào)度問題的研究提供了可靠的依據(jù)。同時(shí)以遺傳算法為基礎(chǔ)，以MATLAB軟件為工具，結(jié)合公共自行車調(diào)度優(yōu)化問題特點(diǎn)，應(yīng)用“初始靜態(tài)優(yōu)化+實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化”的方法對(duì)多個(gè)連續(xù)靜態(tài)調(diào)度問題進(jìn)行求解，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)需求調(diào)度模型的準(zhǔn)確求解。

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