CN108416486A - 一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法 - Google Patents

一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及智能控制领域中的一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法，包括建立共享单车的静态需求图和动态需求图，建立所述静态需求图的过程为：统计并计算适宜天气时骑车出行的共享单车归一化使用次数f，将f反映在规划区域网格内即为静态需求图，并且将所得静态需求图的数据f作为动态需求图数据的基准值；建立所述动态需求图的过程为：在静态需求图基准值f的基础上引入温度、湿度、光照强度以及天气因素作为影响参数，得出区域内共享单车的动态需求值F，并将F反映在规划区域网格内，从而形成动态需求图。本发明的有益效果是：通过建立共享单车的静态需求图和动态需求图，解决了准确估算某一区域共享单车的借车需求量的问题。

Description

一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法
技术领域
本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法。
背景技术
共享单车主要用于解决城市交通系统中公交站点到目的地之间的最后一公里出行问题，使用者在使用共享单车后可以在合适位置随意停放，极大地增加了出行的便捷性。由于共享单车随用随取的便捷性，在短短几年的时间内，共享单车已经填满各大城市，需求量还在继续上升。共享单车的共享模式属于自由的市场经济模式，是一种无形的管理模式，在其背后需要一种类似于计划经济的有形管理模式，使得某一区域内共享单车的供需达到平衡，用以增加共享单车的使用效率，最大程度满足出行者的需求，其中对于一个区域内共享单车需求量的估算尤为重要。
中国专利申请公布号CN 102096970 A，公开日2011年06月15日，揭示了一种公共自行车系统的预定借车和借车需求量估算方法，可以准确统计各网点在各时段的预定借车数量，按照实际借车系数的多日平均值较准确地估算当天的估算系统，较准确地计算出各网点在各时段的借车需求量，应用本发明，估算出各网点在各时段较准确的借车需求量，使得公共自行车的调度更加精准有效，因此，本发明比较准确地估算出各网点各时段的借车量，满足准确调度自行车的需要。但是，该借车需求量估算方法并不适用于共享单车的实际情况，这是由于共享单车停放点更加灵活便捷，此外，共享单车有着巨大的使用量，这都无形增加了计算共享单车借车需求量的难度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何准确估算某一区域共享单车的借车需求量的问题。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法，包括建立共享单车的静态需求图和动态需求图，建立所述静态需求图的过程为：统计并计算气温在15℃～25℃、光照强度在4000lx～50000lx、无雨雪冰雹并且风力小于4级的天气时骑车出行的共享单车归一化使用次数f，将f反映在规划区域网格内即为静态需求图，并且将所得静态需求图的数据f作为动态需求图数据的基准值；建立所述动态需求图的过程为：在静态需求图基准值f的基础上引入温度(t)、湿度(h)、光照强度(s)以及天气因素(w)作为影响参数，得出区域内共享单车的动态需求值F，并将F反映在规划区域网格内，从而形成动态需求图。气温在15℃～25℃、光照强度在4000lx～50000lx、无雨雪冰雹并且风力小于4级的天气是最适合骑行的，以这种天气时共享单车使用次数作为静态需求数据的来源是较为合理的，随着统计数据量的增大，进行归一化后的数据可以精确地反映共享单车静态需求，将所得静态需求图的数据f作为动态需求图数据的基准值，并且加入温度(t)、湿度(h)、光照强度(s)以及天气因素(w)作为影响参数，得到区域内共享单车的动态需求值F，通过动态需求图来预估未来规划区域内的共享单车借车需求量。
作为优选，所述建立静态需求图的步骤如下：
S1：使用城市路网对规划区域进行初步划分，形成网格；
S2：在步骤S1形成的网格内进行二次划分，二次划分是以网格内的共享单车集中点为基点进行划分的，以基点为中心将网格进行二次划分，并对全部网格进行编号(m)；
S3：将二次划分后的网格进行分类，分为普通网格和景区网格，在普通网格内添加所有已获取的气温在15℃～25℃、光照强度在4000lx～50000lx、无雨雪冰雹并且风力小于4级的天气时骑车出行的非节假日共享单车使用次数并用总使用次数进行归一化，得出普通网格的基准值f1；在景区网格内添加所有已获取的气温在15℃～25℃、光照强度在4000lx～50000lx、无雨雪冰雹并且风力小于4级的天气时骑车出行的节假日共享单车使用次数并使用总使用次数进行归一化，得出景区网格的基准值f2，基准值f的计算公式为式中m为网格编号，n(m)为区域内共享单车总使用次数，将基准值f反映在二次划分后的网格内，从而形成静态需求图。式中，分母为区域网格内所有共享单车使用次数总和，作为为归一化系数，分子为第m个网格内共享单车使用次数总和。此外，对于网格的分类可以进一步细化，比如景区网格可以细化为重点景区网格和次要景区网格，实现了静态需求图的细化，从而对原始数据进行了深层次的挖掘。此外，当动态需求图所预测的共享单车需求量不能准确反映实际需求量时，需要增加新的数据库以实现静态需求图的更新。
作为优选，所述的共享单车集中点为小区门口、公交站点以及医院、学校、公园、体育馆等公共服务设施所在地点。
作为优选，所述动态需求图区域内共享单车动态需求值的公式为：
上式中，分别为温度、湿度、光照强度和天气因素对基准值f的影响因子，将动态需求值F反映在二次划分后的网格内，从而形成动态需求图。
作为优选，所述的温度影响因子计算公式为其中t为温度，A0为正系数。温度影响因子的曲线为开口朝下的抛物线，并且在温度为22℃时温度影响因子达到最大，选取22作为曲线最高点是因为此温度为最适宜骑行温度范围的中心。当温度为40℃时，温度影响因子为零，从而计算出正系数A0。
作为优选，所述的湿度影响因子计算公式为其中h为湿度，B0为正系数。湿度影响因子的曲线为开口朝下的抛物线，在湿度为55时湿度影响因子达到最大值，选取55作为曲线最高点是因为此湿度为人体最舒适湿度范围的中心。当湿度为75时，湿度影响因子为零，从而计算出正系数B0。
作为优选，所述的光照强度影响因子计算公式为该光照强度影响因子的曲线分为三段，当s≤8000lx时，φ(s)达到最大值1，当s＞100000lx时，φ(s)取最小值0，当8000lx＜s≤100000lx时，φ(s)从1到0单调递减。
作为优选，所述天气因素影响因子雨雪天气时设置为0，风力值大于6级时为0，风力值为4-6级时为0.5，风力值小于4级是为1。
本发明的实质性效果是：通过建立共享单车的静态需求图和动态需求图，解决了准确估算某一区域共享单车的借车需求量的问题。
附图说明
图1为本发明用于估算共享单车借车需求量的方法流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
图1为一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法的方法流程图，具体流程如下：
S1：使用城市路网对规划区域进行初步划分并形成网格；
S2：在步骤S1形成的网格内进行二次划分并对网格进行编号；
S3：将二次划分后的网格进行分类并对两类网格的基准值f进行计算；
S4：得到规划区域内共享单车的静态需求图；
S5：通过在基准值f的基础上引入四种影响因子来计算规划区域内共享单车的动态需求值F,并绘制动态需求图。
S1中对规划区域的初步划分还可以通过蜂窝状正六边形进行网格划分，并在S2中将正六边形网格二次划分为六个小正三角形网格，二次划分仍然是以共享单车集中点为基点进行划分的，这些基点包括小区门口、公交站点以及医院、学校、公园、体育馆等公共服务设施。
S3中将二次划分后的网格进行分类，分为普通网格和景区网格，在普通网格内添加所有已获取的气温在15℃～25℃、光照强度在4000lx～50000lx、无雨雪冰雹并且风力小于4级的天气时骑车出行的非节假日共享单车使用次数并用总使用次数进行归一化，得出普通网格的基准值f1；在景区网格内添加所有已获取的气温在15℃～25℃、光照强度在4000lx～50000lx、无雨雪冰雹并且风力小于4级的天气时骑车出行的节假日共享单车使用次数并使用总使用次数进行归一化，得出景区网格的基准值f2，基准值f的计算公式为式中m为网格编号，n(m)为区域内共享单车总使用次数，将基准值f反映在二次划分后的网格内，从而形成静态需求图。式中，分母为区域网格内所有共享单车使用次数总和，作为为归一化系数，分子为第m个网格内共享单车使用次数总和。此外，对于网格的分类可以进一步细化，比如景区网格可以细化为重点景区网格和次要景区网格，实现了静态需求图的细化，从而对原始数据进行了深层次的挖掘。此外，当动态需求图所预测的共享单车需求量不能准确反映实际需求量时，需要增加新的数据库以实现静态需求图的更新。
S5中动态需求图区域内共享单车动态需求值的公式为：
上式中，分别为温度(t)、湿度(h)、光照强度(s)和天气因素(w)对基准值f的影响因子，将动态需求值F反映在二次划分后的网格内，从而形成动态需求图。此外，温度影响因子和湿度影响因子的曲线还可以为双曲线或者半椭圆线形状，也可以为分段二次曲线。
在共享单车的运营过程中，由于共享单车的供需不平衡，极易引起共享单车资源的浪费，如何调配共享单车就关系到共享单车的使用率，在调配共享单车的过程中需要运用动态需求图中的数据F，并考虑到早晚上下班过程中共享单车需求的潮汐现象，在早晚高峰期到来时进行提前调配。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法，其特征在于，包括建立共享单车的静态需求图和动态需求图，
建立所述静态需求图的过程为：统计并计算气温在15℃～25℃、光照强度在4000lx～50000lx、无雨雪冰雹并且风力小于4级的天气时骑车出行的共享单车归一化使用次数f，将f反映在规划区域网格内即为静态需求图，并且将所得静态需求图的数据f作为动态需求图数据的基准值；
建立所述动态需求图的过程为：在静态需求图基准值f的基础上引入温度(t)、湿度(h)、光照强度(s)以及天气因素(w)作为影响参数，得出区域内共享单车的动态需求值F，并将F反映在规划区域网格内，从而形成动态需求图。
2.根据权利要求1所述的一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法，其特征在于，所述建立静态需求图的步骤如下：
S1：使用城市路网对规划区域进行初步划分，形成网格；
S2：在步骤S1形成的网格内进行二次划分，二次划分是以网格内的共享单车集中点为基点进行划分的，以基点为中心将网格进行二次划分，并对全部网格进行编号(m)；
S3：将二次划分后的网格进行分类，分为普通网格和景区网格，在普通网格内添加所有已获取的气温在15℃～25℃、光照强度在4000lx～50000lx、无雨雪冰雹并且风力小于4级的天气时骑车出行的非节假日共享单车使用次数并用总使用次数进行归一化，得出普通网格的基准值f1；在景区网格内添加所有已获取的气温在15℃～25℃、光照强度在4000lx～50000lx、无雨雪冰雹并且风力小于4级的天气时骑车出行的节假日共享单车使用次数并使用总使用次数进行归一化，得出景区网格的基准值f2，基准值f的计算公式为式中m为网格编号，n(m)为区域内共享单车总使用次数，将基准值f反映在二次划分后的网格内，从而形成静态需求图。
3.根据权利要求2所述的一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法，其特征在于，所述的共享单车集中点为小区门口、公交站点以及医院、学校、公园、体育馆等公共服务设施所在地点。
4.根据权利要求1所述的一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法，其特征在于，所述动态需求图区域内共享单车动态需求值的公式为：
上式中，分别为温度、湿度、光照强度和天气因素对基准值f的影响因子，将动态需求值F反映在二次划分后的网格内，从而形成动态需求图。
5.根据权利要求4所述的一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法，其特征在于，所述的温度影响因子计算公式为其中t为温度，A0为正系数。
6.根据权利要求4所述的一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法，其特征在于，所述的湿度影响因子计算公式为其中h为湿度，B0为正系数。
7.根据权利要求4所述的一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法，其特征在于，所述的光照强度影响因子计算公式为
8.根据权利要求4所述的一种用于计算共享单车借车需求量的估算方法，其特征在于，所述天气因素影响因子雨雪天气时设置为0，风力值大于6级时为0，风力值为4-6级时为0.5，风力值小于4级是为1。
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