公共自行车调度优化问题研究

发布时间：2020-07-15 12:54

【摘要】：公共自行车是一种方便且环保的交通方式,它可以解决公交出行的“最后一公里”问题。然而,在公共自行车系统运行过程中,有很多公共自行车站点会出现无车可借和无法还车的情况。合理的公共自行车调度可以避免这种情况的出现。公共自行车调度优化的目的是要提出更合理的调度模型,提出更高效的调度算法,从而解决“还车难、租车难”的问题。高效的调度可以节约成本,提高市民对公共自行车使用的满意度,推动公共自行车系统的可持续发展,对于缓解城市交通污染与交通拥堵、促进城市居民绿色出行都具有重大的意义。本文先是分析了目前公共自行车调度的特性与存在的不足,进而对公共自行车动态和静态调度优化问题进行了深入研究。为了提高调度效益,本文对公共自行车静态调度建立基于混合时间窗的数学模型,对公共自行车动态调度建立两阶段数学模型。并提出了两种静态调度的求解算法:新的混合智能水滴算法和自适应混合蚁群算法。在算法设计上,本文首次将回路服务策略融入蚁群算法中,并与蛙跳机制融合生成自适应混合蚁群算法。本文首次将拟人模拟退火机制融入智能水滴算法中生成混合智能水滴算法。此外,本文提出了一种动态调度的求解算法:改进的变邻域蚁群算法。在该算法中,本文首次提出了黑蚂蚁机制与跳跃探索机制,提出基于元素适应度和新邻域结构改进的邻域搜索法。在算法中,蚂蚁被赋予了特殊的视角,寻路时考虑了路况信息。此外,对于动态事件的处理,提出了基于混合驱动时间片的动态调度策略。经过实验测试表明,这些新的算法和策略可以得到更优的调度方案,求解效率更高。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP18;U491.225
【图文】：

我国很多城市如广州市[20]仍凭借人工经验进行调度，缺乏科学的理论指导，不能起到很好的调度效果。因此，对公共自行车调度问题的研究刻不容缓，学者们需要对公共自行车动静态调度展开深入研究。1.3 研究内容与技术路线本文主要对公共自行车静态调度和动态调度问题进行研究。研究的主要内容包括对问题建模、对动态调度策略的设计、对多调度中心的处理策略、对调度算法（包括静态调度算法和动态调度算法）的设计。

群算法算法是一种群体智能算法，该算法意大利研究人员 M.Dorign程中群体行为的启发而提出的。蚁群在找到食物之后，会将食逐渐找到家和食物之间路程更短的路线，沿着更短的路线搬 2.1 所示，图中标记 F 的区域是食物，标记 N 的区域是蚁穴过三次迭代蚁群慢慢找到一条更短的路线的过程。

该算法就是按照一定规律重复这两个步骤。对于该算法的改进可以从邻域结构、初始解的构造、局部搜索方法等子步骤中着手。2.3.5 蛙跳算法蛙跳算法[49]是一种模拟青蛙群群觅食过程的群体智能算法，青蛙会跳跃到不同的石头上去寻找食物多的地点。每只青蛙都赋予了文化，这个文化就是问题的解。蛙群会根据文化分成不同小群体，每个小群体内的青蛙受彼此之间的文化影响，文化在发生改变。在内部文化发生变化后，小群体又混合在一起组成一个大的蛙群。整个过程被重复着直到最优的文化不再改变，这就是蛙跳算法。该算法的一般步骤如下所示：Step1 初始化青蛙种群以及种群的各种参数，每个青蛙就是一个解。Step2 根据青蛙的适应度对青蛙排序，适应度越大说明其解越优。然后将所有青蛙分成 组： , , ，也就是 个子群体，子群体划分规则如下：依次将种群中前 ( / )小代价值的青蛙分到( / )组。其子群体划分过程原理如图 2.2所示，图中数字是根据适应度值进行排序的青蛙编号。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄祟;;深圳首个公共自行车交通系统启用[J];广东交通;2012年01期

2 王丽勋;;谈长春市内自行车交通治理[J];吉林交通科技;1995年02期

3 ;如何引导共享单车健康规范发展[J];汽车与安全;2017年07期

4 彭庆艳;;上海市自行车交通短板问题与改善对策研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2018年05期

5 樊源;;绿色低碳,规划先行——以湘潭市自行车交通系统规划为例[J];低碳世界;2017年01期

6 潘彦oT;;商洛市中心城区自行车交通系统优化设计研究[J];榆林学院学报;2017年02期

7 刘兰辉;韩洪滢;王正;;南汇新城自行车交通设施改善研究[J];交通与运输(学术版);2017年01期

8 曾文创;董琦;;步行和自行车交通实施建设反思与改善路径——以中山市主城区为例[J];科技创新与应用;2017年20期

9 黄斌;李爽;;发展自行车交通措施大集结[J];人类居住;2016年01期

10 盖春英;;专家观点:自行车出行的困境与出路[J];人类居住;2016年01期

相关会议论文 前10条

1 张灿;卢志成;隽海民;;山地城市自行车交通发展策略研究[A];规划60年：成就与挑战——2016中国城市规划年会论文集（05城市交通规划）[C];2016年

2 段婷;运迎霞;任利剑;;步行和自行车交通发展的国内外案例分析及启示[A];2017年中国城市交通规划年会论文集[C];2017年

3 胡松;吴海俊;赵慧;;基于层次熵分析法的自行车交通系统评价及应用研究[A];2016年中国城市交通规划年会论文集[C];2016年

4 熊文;刘璇;姜超;李爽;;新常态下中国城市步行与自行车交通保护浅议?[A];2016年中国城市交通规划年会论文集[C];2016年

5 关桢;;自行车交通系统发展对策研究[A];协同发展与交通实践——2015年中国城市交通规划年会暨第28次学术研讨会论文集[C];2015年

6 潘昭宇;李伟;;北京步行、自行车交通问题分析及改善对策研究[A];中国城市交通规划2009年年会暨第23次学术研讨会论文集人性化城市综合交通体系规划与实践[C];2009年

7 熊风;邓正芳;;小城市步行和自行车交通规划——以安宁市为例[A];新常态：传承与变革——2015中国城市规划年会论文集（05城市交通规划）[C];2015年

8 潘昭宇;李先;李伟;;北京步行、自行车交通问题分析及改善对策研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会（第四卷）[C];2010年

9 石晓凤;魏薇;;杭州公共自行车系统规划建设与使用调查研究[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年

10 陈锦秀;;中心城自行车道建设策略研究[A];构建生态人文交通 促进经济跨越发展——第十九届海峡两岸都市交通学术研讨会论文选编[C];2011年

相关重要报纸文章 前10条

1 长治读者 周慧虹;自行车交通不应被边缘化[N];山西日报;2017年

2 本报记者 董碧水;杭州：每天25万人次租公共自行车出行[N];中国青年报;2010年

3 记者 董碧水;杭州投放2800辆“公共自行车”[N];中国青年报;2008年

4 经济日报·中国经济网记者 曹红艳;公共自行车，是走还是留[N];经济日报;2018年

5 张西流;公共自行车存续期待更好答案[N];中国商报;2018年

6 记者 施翔;创城：市民幸福指数节节攀升[N];西宁晚报;2016年

7 实习生 耿雅雯 合肥晚报 合肥都市网记者 黎静 杨赛君;老城区将在一环内试点公共自行车系统[N];合肥晚报;2017年

8 合肥晚报、合肥都市网记者 邱青青;网约自行车 绿色且方便 约吗？[N];合肥晚报;2017年

9 本报记者 朱磊 刘峰;好借不好还 再借肯定难[N];人民日报;2017年

10 本报记者 张明柳;公共自行车：公益“初心”不变[N];中国政府采购报;2017年

相关博士学位论文 前6条

1 冯天军;公共自行车交通系统效果分析[D];吉林大学;2016年

2 徐程;路段混合自行车交通运行特性与风险评估[D];吉林大学;2016年

3 梁肖;自行车微观行为动力学建模及仿真研究[D];北京交通大学;2012年

4 张华;低碳交通方式创新的消费者采纳行为研究[D];兰州大学;2011年

5 陈勇;行人和自行车交通事故中头部动力学响应和损伤机理研究[D];湖南大学;2010年

6 樊大可;西安城市交通建设与发展探索[D];长安大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 马智超;公共自行车调度优化问题研究[D];杭州电子科技大学;2018年

2 胡家骏;地貌环境约束下自行车交通系统规划研究[D];西安建筑科技大学;2018年

3 周豪;自行车与公交车组合出行条件下的换乘点选址优化研究[D];北京交通大学;2018年

4 张皓;城市公共自行车租赁点选址研究[D];吉林大学;2018年

5 侯红磊;中山市推行公共自行车交通系统的现状及问题研究[D];华南理工大学;2017年

6 刘玉林;校园公共自行车系统规划研究[D];天津大学;2017年

7 范丽;基于利益相关者博弈的公共自行车运营绩效研究[D];苏州科技大学;2018年

8 韩笑;公共自行车租赁点调度问题的研究[D];浙江大学;2018年

9 陈杰;基于政府购买服务机制的城市互联网租赁自行车定价研究[D];华南理工大学;2018年

10 陈超;城市公共自行车辅助还车装置和布点策略研究[D];太原科技大学;2017年

本文编号：2756515