[发明专利]一种考虑租赁点车位数量和车辆调度的联合优化方法

权利要求书

1.一种考虑租赁点车位数量和车辆调度的联合优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将研究区域的所有共享汽车租赁点根据一定规则聚类成若干小区域；

步骤2：为了解决“无车可借，无位可还”的出行难题，提出了两种灵活的还车策略；

步骤3：分析两种还车策略下用户可能出现的多种出行模式，并依据出行模式将用户分为不同类型，同时给出共享汽车企业可以安排的调度操作类型；

步骤4：以最大化共享汽车企业的总利润为目标函数，建立考虑租赁点车位数量和车辆调度的非线性混合整数联合优化模型；

步骤5：将模型中的非线性约束，利用大M法转化为线性约束；

步骤6：确定参数，代入已知数据，采用线性规划方法求解模型，得到不同情形下的用户出行结果。

2.如权利要求1所述的考虑租赁点车位数量和车辆调度的联合优化方法，其特征在于，步骤1中的规则为：

利用基于密度的聚类算法，以数据集在空间分布上的稠密程度为依据进行聚类，即只要一个区域中的样本密度大于某个阈值，就把它划入与之相近的簇中。

3.如权利要求1所述的考虑租赁点车位数量和车辆调度的联合优化方法，其特征在于，步骤2中的两种灵活的还车策略为：

策略1(就近停放策略)：如果租赁点无空余车位可供用户还车，企业允许用户将车辆停放在租赁点附近的道路停车(前提是不影响租赁点正常运营和城市交通，称之为虚拟车位，且企业需要支付一定的费用才能使用虚拟车位)，但是用户需要向企业缴纳一定的惩罚成本；

策略2(相邻区域停放策略)：用户可以将车辆还至同区域其他租赁点的空余车位上，用户需要负担一定的时间成本，此过程中的车辆能耗费用需要企业负担。

4.如权利要求1所述的考虑租赁点车位数量和车辆调度的联合优化方法，其特征在于，步骤3中的用户出行模式和类型为：

用户的出行模式分别为以下三种，从实际车位出发到实际车位，也可以从实际车位出发到虚拟车位，还可以从实际车位出发到同区域其他站点的实际车位；为了更加直观的展示用户的多种出行模式，图1利用两个区域，展示了用户在共享汽车租赁系统中可能会遇到的三种还车情况，分别记为Pattern I、II、III；其中，实线矩形表示租赁点的实际车位，虚线矩形表示租赁点的虚拟车位，同一种颜色表示的租赁点属于同一个区域，以浅色矩形表示的租赁点i，k同属于m区域，以深色矩形表示的租赁点j，l同属于n区域；

Pattern I表示用户从m区域i租赁点t时刻借车出发，t′时刻表示从m区域i租赁点t时刻出发到n区域j租赁点花费的时间)到达同区域的k租赁点或者n区域的l租赁点后，能够将车辆归还至实际车位，其中区域m和n可以是同一个区域也可以是不同的区域，该模式下的用户为第一类用户，记做或

Pattern II表示用户到达同区域k租赁点或n区域l租赁点后，发现无空余车位，将车辆还至虚拟车位，同理区域m和n可以是同一个区域也可以是不同的区域，该模式下的用户为第二类用户，记做或采用Pattern II还车方式的第二类用户只能将车辆还至虚拟车位；

Pattern III表示用户从m区域i租赁点出发，在n区域j租赁点无空余车位还车的情况下，将车辆还至与j同区域的l租赁点，该模式下的用户为第三类用户，记做采用Pattern III还车方式的第三类用户，最终只能将车辆还至同区域其他租赁点的实际车位，用户将车辆从n区域j租赁点还至与j同区域的l租赁点的出行过程被表示为

图2展示了用户需求与调度操作的所有可能情况，或表示出行模式为Pattern I的用户，用户只能将车辆还至实际车位处；或表示出行模式为Pattern II的用户，用户只能将车辆归还至虚拟车位处；出行模式为Pattern III的用户，j租赁点无空余车位供用户还车，这一出行过程表示为或用户选择将车辆还至同区域租赁点的实际车位处，这一过程表示为关于调度操作，表示调度员在t时间步从m区域i租赁点将车辆调出，经过时间后，在时间步调入n区域j租赁点，当调出车辆的车位为虚拟车位时，这一调度过程被表示为同时禁止调度员将车辆调至虚拟车位。