[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

说明书

本发明涉及一种考虑租赁点车位数量和车辆调度的联合优化方法，可为共享汽车企业提供资源配置的建议，有效避免无车可用、无位可还等问题。实施方案是：采集共享汽车系统租赁点的分布数据，每个租赁点均可设置一定数量的虚拟车位，并对租赁点进行分区。提出两种灵活的还车策略，用户可以还车到本租赁点的虚拟车位，也可以还车到同区域其余租赁点的实际车位，分析采用不同还车策略的用户之间的优先级，并将其作为约束，利用大M法将模型中的非线性约束转为线性约束，对模型进行精确求解，得到车位配置和车辆调度方案。本发明使用数据的替代性较强，所构建的模型具有通用性和灵活性，能够根据实际共享汽车系统得到个性化的方案，具有实际的操作价值。

技术领域

本发明涉及共享汽车租赁系统企业的管理决策，特别涉及考虑设置虚拟 车位和鼓励用户将车位停放在同区域其他租赁点空余车位的灵活还车策略， 以辅助解决共享汽车租赁系统中常见的“无车可借，无位可还”问题。

背景技术

共享汽车的出现，降低了车辆拥有量，一定程度上缓解了交通拥堵，并 为节能减排做出了巨大贡献。但随着共享汽车租赁系统的不断发展，尤其是 单向共享汽车租赁系统，用户使用结束不必将车辆还至取车租赁点，这种还 车服务在为用户提供灵活性的同时，也导致系统中车辆的分布变得不均衡， 用户更容易出现借不到车或者没车位还车的情况。

为了解决用户“无车可借，无位可还”的问题，目前共享汽车企业常用 的方法是人工调度，尽可能保证用户有空余车位可停。这种调度需要耗费大 量的人力物力，运营成本较高。如果人工调度无法满足用户的停车或者借车 需求时，这部分需求会被系统拒绝。如果能合理利用用户在系统中的出行， 让用户遵循一定的规则将车辆还在合理的租赁点，将能大大降低企业的运营 成本，并能满足更多用户的出行需求。

因此，在车辆调度过程中考虑租赁点车位的配置(包括虚拟车位的配置) 能让共享汽车企业获得更大的收益，同时更多的用户可以被服务到。本文的 重点是在于提出两种灵活的还车策略，并同时考虑虚拟车位的设置、对应惩 罚费用的变化对用户和企业的影响。

基于此，本发明提出了一种考虑租赁点车位数量和车辆调度的联合优化 方法，该方法基于已有的共享汽车租赁系统，每个站点可以设置不同数量的 虚拟车位以满足更多用户的还车需求。考虑不同供需条件的影响(供需关系 通过租赁系统车位数和用户出行需求总数确定。当研究时段内，用户出行需 求总数大于、等于和小于租赁系统车位数，分别对应供大于求，供需平衡和 供小于求三种供需条件)，建立了非线性混合整数规划模型，并利用大M法 将非线性约束转为线性约束。经过数据验证，本发明可以得到合理的车辆、 车位配置以及调度方案，为提高企业利润和用户需求满足率提供科学依据。

发明内容

合理的车位配置是解决单向共享汽车租赁系统还车难的重要环节。车位 的合理设置既能够为更多的用户提供服务，又能够提高共享汽车企业的综合 效益。本发明提供了一种考虑租赁点车位数量和车辆调度的联合优化方法， 并且引入两种还车策略(就近停放，相邻区域停放)，在三种供需关系(供 大于求，供等于求，供小于求)下，分析两种不同策略的作用，为共享汽车 企业的运营调度、车位配置提供理论支持。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种考虑租赁点车位数量和车辆调度的联合优化方法，包括以下步骤：

步骤1：将研究区域的共享汽车站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：以最大化运营商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；