[发明专利]一种基于k-means算法的公共自行车智能调度系统区域划分方法

说明书

本发明属于公共交通调度领域，提出了一种基于k‑means算法的公共自行车智能调度系统区域划分方法，应用于城市公共自行车智能调度系统的区域划分，得到需求量绝对值总和最小的区域划分方案。该方法具体步骤包括：步骤1.使用k‑means算法对公共自行车站点进行区域划分；步骤2.统计各个站点的调度需求量；步骤3.对调度需求量绝对值超过20的区域的边缘性站点进行二次区域划分；步骤4.生成最终的区域划分方案。本发明充分利用了站点的地理位置和站点的调度需求量，考虑了自行车系统的自流动性，对公共自行车调度区域合理划分，确保更多的区域在区域内不就能满足调度，减少跨区域调度任务的产生，能提高调度的时效性。

技术领域

本发明属于公共交通调度领域，具体设计一种基于k-means算法的公共自行车智能调度系统区域划分方法，涉及二次k-means区域划分算法的应用与改进，生成合理的调度区域，以使公共自行车调度路径最短。

背景技术

公共自行车智能调度系统(PBDS)作为公共自行车租赁系统的组成部分，是实现公共自行车各个站点之间正常调度、对自行车系统运行实行集中控制的现代化信息系统，为确保自行车租、还顺畅、提高调度效率、实行透明指挥提供了有力的保障。然而现有的公共自行车调度系统调度效率低下，调度路线的规划不完善，只注重调度任务的完成，没有考虑到调度的时效性和调度成本的浪费，在一定程度上会制约公共自行车租赁系统的服务质量，诸如：

1、调度时没有考虑区域划分的概念，导致调度的路线过长；

2、没有考虑公共自行车系统具有的自流动性，容易产生过度调度；

3、调度的自行车数量太大，调度车的容量限制没有考虑进去，导致所需的调度车辆过多。

针对公共自行车调度系统规划的调度路线可能存在问题，本发明提出一种基于k-means算法的公共自行车智能调度系统区域划分方法，以使调度的效率提高，缩短调度路径、降低调度车需求数量减少调度成本。本发明基于2016年重庆市科研创新项目-城市公共自行车智能调度算法的研究(项目编号CYS16171).

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于k-means算法的公共自行车智能调度系统区域划分方法，该方法能够解决目前公共自行车调度系统规划的调度路线过长，调度需求量过大，造成过度调度，且对调度车需求量过大等问题。从而使自行车系统能顺畅无障碍的运行，不会产生租车难还车难问题，是市民提供方便。

(二)技术方案

本发明提供了一种基于k-means算法的公共自行车智能调度系统区域划分方法，包括以下步骤：

S1、采用k-means算法对公共自行车系统内的所有站点根据经纬度分为K个区域；

S2、计算每一区域的所有站点的调度需求量总和；

S3、将调度需求量总和绝对值大于20的区域的边缘站点放置一个集合，引进调度需求量这一新的参数，用k-means算法再次对这个集合内的站点划分进新的区域；

S4、生成最终区域划分方案。

优选地，所述步骤S1具体为：

S101：获取历史数据，从自行车租赁系统中导入历史租还车数据，统计每个站点的租还车总量，选取租还车总量占全年总租还车总量0.25％以上的所有站点作为A类站点；

S102：分别计算S101中每个A类站点到其他A类站点的距离总和，选取K个距离总和最大的站点作为区域划分算法的初始中心点；

S103：将剩下的非A类站点按照与中心点的距离最小的原则分为K类，即生成初始的K个区域；