[发明专利]基于区间弱耦合度的公共自行车站点调度区域划分方法

摘要

本发明公开了一种基于区间弱耦合度的公共自行车站点调度区域划分方法。本发明首先获取空间距离数据与表示站点间关系的自行车借还数据，然后在两者结合时对r_ij进行归一化处理，将借还关系作为权重结合到距离矩阵中；再将代表两个站点之间借还关系的w_ij与表示站点间距离的d_ij融合，计算两个站点间的相似度s_ij；其次使用AP聚类算法对矩阵Sim进行求解，得到弱耦合度的区域划分；区域之间的调度取决于这两个区域之间耦合度的大小；而为了节省调度的成本，减少区域间调度的关键就是减少耦合度；因此，用耦合度目标函数R来衡量整个调度区域划分方案的合理性。本发明使得调度区域可以维持内部自行车的借还平衡，调度车区域内部调度效率提高，区域间调度工作量降低。

主权项

1.基于区间弱耦合度的公共自行车站点调度区域划分方法，其特征在于包括如下步骤：步骤(1).设N{N1,N2,N3…Nn}为所有公共自行车租赁站点的集合；M{M1,M2,M3….Mm}为要划分的调度区域集合；dij为任意两个不同站点i和站点j之间的空间距离，其中i，j∈n；根据欧式距离的计算公式：计算出任意两个站点之间的距离dij，对全部自行车站点建立空间距离矩阵Dis:步骤(2).用rij表示站点i和站点j之间的自行车借/还量，即从站点i租借归还至站点j的借还量和从站点j租借归还至站点i的借还量总和，计算rij的值然后构建自行车借还矩阵Rel:步骤(3).在将空间距离数据与表示站点间关系的自行车借还数据结合时，需要对rij进行归一化处理，将借还关系作为权重结合到距离矩阵中；因此根据如下公式将数据归一化；其中，rmax表示借还矩阵Rel中的最大元素值，rmin表示借还矩阵Rel中的最小元素值；空间距离矩阵Dis中的dij越大表示越不相似，越小表示越相似；站点i和站点j之间的借还量rij越大则权重wij值越小；如果wij越大，则说明这两个站点之间的租还关系越不频繁，即在这两个站点间使用自行车的市民越少；步骤(4).将代表两个站点之间借还关系的wij与表示站点间距离的dij融合，计算两个站点间的相似度sij，计算公式为：sij＝wij×dijsij值越大表示两个站点间越不相似；计算所有站点间的sij值得到矩阵Sim：步骤(5).使用AP聚类算法对矩阵Sim进行求解，得到弱耦合度的区域划分；步骤(6).得到初步的区域划分结果后，区域之间的调度取决于这两个区域之间耦合度的大小；而为了节省调度的成本，减少区域间调度的关键就是减少耦合度；因此，用耦合度目标函数R来衡量整个调度区域划分方案的合理性：其中，Q表示任意两个调度区域之间的自行车借还量之和，T表示所有站点之间的借还量总和；m表示划分的区域总数；R值表示m个区域之间平均耦合度的大小。