CN110059986A - 一种共享单车动态投放方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于城市交通管制技术领域，公开了一种共享单车动态投放方法及系统，对投放区域的用户流动密集程度进行量化，并由此确定共享单车投放的位置，然后根据共享单车的投放动态修正投放区域的用户流动密集程度，再根据新的用户流动密集程度确定新的共享投放点，如此循环投放直到所有单车完成投放。本发明解决了现有技术中共享单车的投放缺乏规划、单车资源分布不均衡的问题，能够让共享单车投放更加合理，单车资源均衡分布，促进整个投放区域的共享单车资源最优化。

Description

一种共享单车动态投放方法及系统
技术领域
本发明涉及城市交通管制技术领域，尤其涉及一种共享单车动态投放方法及系统。
背景技术
目前城市共享单车处于高速发展的阶段，但是人们对单车共享计划中单车投放规划还未投入足够多的重视。现有共享单车投放过程经常凭借工作人员的经验，往往缺乏客观严谨的共享单车投放模型对共享单车投放地点和共享单车投放数量进行优化和深层次探讨。结果导致单车分布与供需分布不一致，部分地区车辆供过于求影响公共交通，而部分地区却没有足够多的车辆保证该地区用户的正常使用。
因此，单车投放规划的研究迫在眉睫，共享单车投放点在投放区域合理分布和共享单车投放数量设置科学有利于促进共享单车可持续发展、减少有限资源的浪费和避免对公共交通造成拥堵。
发明内容
本申请实施例通过提供一种共享单车动态投放方法及系统，解决了现有技术中共享单车的投放缺乏规划、单车资源分布不均衡的问题。
本申请实施例提供一种共享单车动态投放方法，包括以下步骤：
步骤1、在地图中标定共享单车吸引点；
步骤2、选取并在地图中标定共享单车备选投放站点；
步骤3、根据共享单车吸引点的吸引信息计算获得每个共享单车备选投放站点的重要度；
步骤4、根据重要度对所有的共享单车备选投放站点进行排序，选取重要度最大的共享单车备选投放站点进行投放；
步骤5、根据共享单车的投放，负反馈调节每个共享单车吸引点的吸引信息；
步骤6、循环步骤3-步骤5，直至全部共享单车投放完毕。
优选的，所述共享单车吸引点包括但不限于地铁站、公交站、校园、公共建筑、居民点、景点、商场；所述共享单车吸引点的吸引信息包括共享单车吸引点的吸引力相对值、共享单车吸引点的吸引力负反馈调节参数、共享单车吸引点与共享单车备选投放站点之间的曼哈顿距离。
优选的，所述步骤2中共享单车备选投放站点的重要度的计算公式如下：
式中：为共享单车备选投放站点Am的重要度；为第一共享单车吸引点Pi与共享单车备选投放站点Am之间的曼哈顿距离(m)；ki为第i个共享单车吸引点的吸引力相对值；w(i) j为第j次调节后第i个共享单车吸引点的吸引力负反馈调节系数；其中，所述第一共享单车吸引点为距离共享单车备选投放站点曼哈顿距离第一距离以内的共享单车吸引点。
优选的，运用层次分析法结合专家评估建立共享单车吸引点的吸引力相对值评价模型，获得不同类型的共享单车吸引点的吸引力相对值。
优选的，所述第j次调节后第i个共享单车吸引点的吸引力负反馈调节系数w(i) j为：
其中：xi j为第j次投放后第i个共享单车备选投放站点到第二共享单车吸引点的曼哈顿距离；其中，所述第二共享单车吸引点为距离共享单车备选投放站点曼哈顿距离第二距离以内的共享单车吸引点。
优选的，所述共享单车动态投放方法还包括：设置共享单车的总投放次数；
判断共享单车的已投放次数是否小于所述总投放次数，若是，则进入步骤3；若否，则结束投放。
优选的，所述步骤3中还包括：设置每个共享单车备选投放站点的投放次数阈值；
判断每个共享单车备选投放站点的累计投放次数是否小于所述投放次数阈值，若否，则将共享单车备选投放站点的重要度设置为0。
优选的，所述步骤3中还包括：设置每个共享单车备选投放站点的投放车辆数量阈值；
判断每个共享单车备选投放站点的累计投放车辆数量是否小于所述投放车辆数量阈值，若否，则将共享单车备选投放站点的重要度设置为0。
另一发明，本申请实施例提供一种共享单车动态投放系统，包括：存储模块，计算处理模块、通信装置、GPS装置；
所述存储模块用于存储地图信息、共享单车吸引点的位置信息、共享单车备选投放站点的位置信息、共享单车备选投放站点的重要度、共享单车吸引点的吸引信息；
所述计算处理模块用于计算共享单车备选投放站点的重要度，并进行重要度排序；
所述GPS装置用于向所述通信装置传递共享单车的位置信息；
所述通信装置用于接收共享单车的位置信息。
优选的，所述计算处理模块包括：输入模块、计算模块、排序模块、负反馈调节模块；
所述输入模块用于接受初始数据，所述初始数据包括共享单车吸引点的位置信息、共享单车备选投放站点的位置信息、共享单车备选投放站点的重要度、共享单车吸引点的吸引信息；
所述计算模块用于计算共享单车备选投放站点的重要度；
所述排序模块用于对共享单车备选投放站点的重要度进行动态排序；
所述负反馈调节模块用于对共享单车吸引点的吸引信息进行反馈调节。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
在本申请实施例中，对投放区域的用户流动密集程度进行量化，并由此确定共享单车投放的位置，然后根据共享单车的投放动态修正投放区域的用户流动密集程度，再根据新的用户流动密集程度确定新的共享投放点，如此循环投放直到所有单车完成投放，使得共享单车可以根据不同投放区域的用户流动情况自适应投放，让共享单车投放更加合理，单车资源均衡分布，促进整个投放区域的共享单车资源最优化。
附图说明
为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种共享单车动态投放方法的流程图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
本实施例提供了一种共享单车动态投放方法，适于装有GPS的共享单车，包括：
步骤A：将区域共享单车的投放总任务，划分成多个的共享单车投放子任务，对每个投放子任务按照以下步骤进行投放。
步骤B：在地图中标定选择所有的共享单车备选投放站点。
(a)共享单车备选投放站点的选择主要依据以下原则：
1)公交点：于地铁轨道交通车站和主要公交车站周边布设；
2)公建点：于人流密集的公共服务设施布设；
3)居住点：于主要社区和居住小区布设；
4)游憩点：于旅游景点、公园、游乐场等处布设；
5)校园点：于大中专院校、中学附近布设；
6)联络点：连接其他各类投放点；使各投放点间保持合适的间距。
在具体选择点位时，需要遵循以下原则:
l)要与周围建筑相协调，即备选点选取的位置不能影响附近建筑物或周边设施的商业价值；
2)要与周围交通环境协调，即投备选点的位置要尽量与自行车路网相衔接，减少与周边机动车流的冲突；
3)要与周围重要枢纽相协调，即在大型交通枢纽，为避免交通混乱，投放点距枢纽出人口的距离应适当；
单车投放工作人员按照上面的原则，在投放区域选取共享单车备选投放站点。
(b)定义共享单车吸引点，并量化不同共享单车吸引点的吸引力大小。
本发明将用户流动较密集的点称为共享单车投放点的吸引点，使用共享单车吸引点的吸引力大小来描述投放区域的人流密集程度，即在人流密集程度越大的地方对应的共享单车吸引点的吸引力越大；共享单车投放时，吸引点会吸引共享单车的投放。根据现实用户流动密集情况，分别选取地铁站、公交站、校园、公共建筑、居民点、景点和商场作为共享单车吸引点。
其中，不同的共享单车吸引点的用户密集程度存在较大差异，它们对共享单车备选投放站点的引力也不一样。例如地铁站点用户聚集人数一般会多于公交站点用户聚集人数，则地铁站点对共享单车备选投放站点的引力会大于公交站点，为了确定各吸引点的引力值大小，本发明运用层次分析法结合专家打分建立了共享单车吸引点的引力值大小的评价模型，得出地铁站、公交站、校园、公共建筑、居民点、景点和商场对共享单车备选投放站点的引力值的相对大小。
步骤C：根据共享单车吸引点计算所有的共享单车备选投放站点的重要度。根据共享单车吸引点的吸引力值、共享单车吸引点与共享单车备选投放站点的曼哈顿距离、共享单车吸引点的修正值(即吸引力负反馈调节参数)定义共享单车备选投放站点的重要度，具体如下公式：
式中：为共享单车备选投放站点Am的重要度；为第一共享单车吸引点Pi与共享单车备选投放站点Am之间的曼哈顿距离(m)；ki为第i个共享单车吸引点的吸引力相对值；w(i) j为第j次调节后第i个共享单车吸引点的吸引力负反馈调节系数。
其中，所述第一共享单车吸引点为距离共享单车备选投放站点曼哈顿距离第一距离以内的共享单车吸引点。例如，只计算距离共享单车备选投放站点Am曼哈顿距离400米以内的共享单车吸引点，400米以外的共享单车吸引点不进行考虑
步骤D：对共享单车备选投放站点按照重要度进行排序，选取重要度最大的共享单车备选投放站点进行投放。
优选的方案中，在对共享单车备选投放站点的重要度进行排序之前，计算共享单车备选投放站点已经投放的单车数量，如果单车投放数量大于设定阈值，则直接将共享单车备选投放站点的重要度设置为0，以防止在商业街中心或者市中心的某些共享单车投放站点投放数量过多。
步骤E：根据共享单车的投放，对每个共享单车吸引点进行吸引力负反馈调节。
共享单车单次投放过后会对其周围用户密集程度产生负反馈调节，即周围的单车吸引点会因此而降低自身吸引力。根据实际情况，共享单车已投放站点的位置距共享单车吸引点位置越近，对单车吸引点的负反馈调节作用也就越大。共享单车吸引点所受到影响的实际情况与正态分布曲线类似。
通过数据实验，选取来量化描述共享单车投放后对周边共享单车吸引点的负反馈调节，其中x<200表示只计算距离投放点曼哈顿距离距离200米内的共享单车吸引点的负反馈调节系数，第j次调节后第i个共享单车吸引点的吸引力负反馈调节系数w(i) j为：
其中：xi j为第j次投放后第i个共享单车备选投放站点到第二共享单车吸引点的曼哈顿距离；其中，所述第二共享单车吸引点为距离共享单车备选投放站点曼哈顿距离第二距离以内的共享单车吸引点，第二距离具体的为200米。
步骤F：根据调节后共享单车吸引点的吸引力负反馈调节系数w(i) j，重新计算每个共享单车备选投放站点的重要度，用以选取下一个单车投放点的位置，循环计算直到计划投放车辆全部投放完毕。
相应的，本发明还提出一种共享单车动态投放系统，包括：存储模块，计算处理模块、通信装置和GPS装置。
所述存储模块用于存储地图信息，共享单车备选投放站点的位置信息、共享单车吸引点的位置信息、共享单车备选投放站点的重要度、共享单车吸引力数据。
所述计算处理模块用于计算共享单车备选投放站点的重要度，并进行排序。
所述通信装置用于接受GPS装置传递来的位置信息。
所述GPS装置用于向通信装置传递共享单车的位置信息。
进一步的，所述计算处理模块包括：输入模块、计算模块、排序模块、负反馈调节模。
所述输入模块用于接受初始数据，所述初始数据包括共享单车备选投放站点的位置信息、共享单车吸引点的位置信息、共享单车备选投放站点的重要度和共享单车吸引力数据。
所述计算模块用于计算共享单车投放点重要度，以确定每一个共享单车备选投放站点的重要程度，从而协助确定共享单车投放位置。
所述排序模块用于对共享单车投放点重要度进行动态排序，以确定共享单车投放的实际位置。
所述负反馈调节模块用于根据共享单车的投放对共享单车吸引点的吸引力反馈调节参数进行修正计算，获得新的共享单车吸引点的吸引力。
下面结合附图和具体参数对本发明做进一步的说明。
在共享单车的投放过程中，参见图1，主要包括以下步骤：
步骤1：在地图中根据原则法选取共享单车备选投放站点、对共享单车吸引点进行标注、对共享单车吸引点的吸引力负反馈调节系数w(i) j进行初始化。
本实施例中根据现实用户流动密集情况，分别选取地铁站、公交站、校园、公共建筑、居民点、景点和商场作为共享单车吸引点。并根据不同的吸引点的用户密集程度存在差异，运用层次分析法结合专家打分建立共享单车吸引点的吸引力值大小的评价模型，得出地铁站、公交站、校园、公共建筑、居民点、景点和商场对共享单车投放点引力值的相对大小，进过归一化后得到具体参数。
其中，地铁站的吸引力相对值为K1＝0.283，公交站的吸引力相对值为K2＝0.028、校园的吸引力相对值为K3＝0.175、公共建筑的吸引力相对值为K4＝0.037、居民点的吸引力相对值为K5＝0.123、景点的吸引力相对值为K6＝0.054、商场的吸引力相对值为K7＝0.300。
步骤2：设置投放区域的共享单车投放数量Nt，在本实施例中按照每次投放5辆为一个单位，将投放区域的共享单车投放任务分成若干个共享单车投放子任务。
即投放区域需要完成共享单车投放子任务次数N0＝Nt/5。
步骤3：判断共享单车的总投放次数N是否小于共享单车投放子任务次数N0，如果不小于，则结束共享单车投放。如果小于，则进行步骤4。
步骤4：计算备选共享单车备选投放站点的重要度D。其中，共享单车备选投放站点的重要度计算公式为：
式中：为共享单车备选投放站点Am的重要度；为第一共享单车吸引点Pi与共享单车备选投放站点Am之间的曼哈顿距离(m)；ki为第i个共享单车吸引点的吸引力相对值；w(i) j为第j次调节后第i个共享单车吸引点的吸引力负反馈调节系数；其中，所述第一共享单车吸引点为距离共享单车备选投放站点曼哈顿距离第一距离以内的共享单车吸引点。
例如，若第i个共享单车吸引点为地铁站，则该共享单车吸引点的吸引力相对值ki＝K1＝0.283。
步骤5：遍历所有的共享单车备选投放站点，判断各个共享单车备选投放站点的累计投放次数n是否小于单个共享单车备选投放站点的投放次数阈值(例如5次)，如果为否，则将共享单车备选站点的重要度D设置为0。
步骤6：按照共享单车备选投放点的重要度D进行排序，选取重要度最大的共享单车备选投放站点进行车辆投放。
步骤7：对选取的共享单车备选投放站点进行共享单车投放，该共享单车备选投放站点的累计投放次数n加1，共享单车的总投放次数N累加1。
步骤8：根据共享单车的投放，计算各个共享单车吸引点的吸引力反馈调节系数w(i) j。本实例中选取来量化描述共享单车投放后的对周边共享单车吸引点的负反馈调节,其中x<200,表示只修正距离投放点曼哈顿距离距离200米内的共享单车吸引点的负反馈调节系数，第j次调节后第i个共享单车吸引点的吸引力负反馈调节系数w(i) j为：
其中：xi j为第j次投放后第i个共享单车备选投放站点到第二共享单车吸引点的曼哈顿距离；其中，所述第二共享单车吸引点为距离共享单车备选投放站点曼哈顿距离第二距离以内的共享单车吸引点。
步骤9：转到步骤3。
循环上述步骤，直至全部共享单车投放完毕。
本发明通过负反馈调节动态对共享单车进行投放，让共享单车投放更加合理，单车资源均衡分布。方便用户出行，促进整个投放区域的共享单车资源最优化。
本发明实施例提供的一种共享单车动态投放方法及系统至少包括如下技术效果：
(1)本发明对共享单车投放任务进行更加细致的划分，使得每次投放的位置都为投放区域最需要投放单车的位置。
(2)本发明对共享单车投放引入共享单车重要度概念，量化了投放区域的共享单车需求分布，使得系统可以通过计算得出投放区域最需要投放单车的投放点。
(3)本发明提出了共享单车吸引点负反馈调节，可以动态对共享单车吸引点的吸引力进行负反馈调节，使得系统可以根据前一次共享单车投放调节周围共享单车吸引点的负反馈修正参数，并更新共享单车的投放点的重要度，用于计算下一次共享单车投放位置。这样每次共享单车投放过程中就可以实时的考虑前一次投放的影响，也让最终投放结果更加均匀合理的分布在投放区域。
(4)本发明提取了共享单车投放点最大投放阈值。可以防止在某些及其繁华的地方投放数量过多，影响交通通行。
总体而言，让共享单车投放更加合理，单车资源均衡分布。方便用户出行，促进整个投放区域的共享单车资源最优化。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种共享单车动态投放方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在地图中标定共享单车吸引点；
步骤2、选取并在地图中标定共享单车备选投放站点；
步骤3、根据共享单车吸引点的吸引信息计算获得每个共享单车备选投放站点的重要度；
步骤4、根据重要度对所有的共享单车备选投放站点进行排序，选取重要度最大的共享单车备选投放站点进行投放；
步骤5、根据共享单车的投放，负反馈调节每个共享单车吸引点的吸引信息；
步骤6、循环步骤3-步骤5，直至全部共享单车投放完毕。
2.根据权利要求1所述的共享单车动态投放方法，其特征在于，所述共享单车吸引点包括但不限于地铁站、公交站、校园、公共建筑、居民点、景点、商场；所述共享单车吸引点的吸引信息包括共享单车吸引点的吸引力相对值、共享单车吸引点的吸引力负反馈调节参数、共享单车吸引点与共享单车备选投放站点之间的曼哈顿距离。
3.根据权利要求1所述的共享单车动态投放方法，其特征在于，所述步骤2中共享单车备选投放站点的重要度的计算公式如下：
式中：为共享单车备选投放站点Am的重要度；为第一共享单车吸引点Pi与共享单车备选投放站点Am之间的曼哈顿距离(m)；ki为第i个共享单车吸引点的吸引力相对值；w(i) j为第j次调节后第i个共享单车吸引点的吸引力负反馈调节系数；其中，所述第一共享单车吸引点为距离共享单车备选投放站点曼哈顿距离第一距离以内的共享单车吸引点。
4.根据权利要求2所述的共享单车动态投放方法，其特征在于，运用层次分析法结合专家评估建立共享单车吸引点的吸引力相对值评价模型，获得不同类型的共享单车吸引点的吸引力相对值。
5.根据权利要求3所述的共享单车动态投放方法，其特征在于，所述第j次调节后第i个共享单车吸引点的吸引力负反馈调节系数w(i) j为：
其中：xi j为第j次投放后第i个共享单车备选投放站点到第二共享单车吸引点的曼哈顿距离；其中，所述第二共享单车吸引点为距离共享单车备选投放站点曼哈顿距离第二距离以内的共享单车吸引点。
6.根据权利要求1所述的共享单车动态投放方法，其特征在于，还包括：设置共享单车的总投放次数；
判断共享单车的已投放次数是否小于所述总投放次数，若是，则进入步骤3；若否，则结束投放。
7.根据权利要求1所述的共享单车动态投放方法，其特征在于，所述步骤3中还包括：设置每个共享单车备选投放站点的投放次数阈值；
判断每个共享单车备选投放站点的累计投放次数是否小于所述投放次数阈值，若否，则将共享单车备选投放站点的重要度设置为0。
8.根据权利要求1所述的共享单车动态投放方法，其特征在于，所述步骤3中还包括：设置每个共享单车备选投放站点的投放车辆数量阈值；
判断每个共享单车备选投放站点的累计投放车辆数量是否小于所述投放车辆数量阈值，若否，则将共享单车备选投放站点的重要度设置为0。
9.一种用于实现如权利要求1-8中任一所述的共享单车动态投放方法的系统，其特征在于，包括：存储模块，计算处理模块、通信装置、GPS装置；
所述存储模块用于存储地图信息、共享单车吸引点的位置信息、共享单车备选投放站点的位置信息、共享单车备选投放站点的重要度、共享单车吸引点的吸引信息；
所述计算处理模块用于计算共享单车备选投放站点的重要度，并进行重要度排序；
所述GPS装置用于向所述通信装置传递共享单车的位置信息；
所述通信装置用于接收共享单车的位置信息。
10.根据权利要求9所述的共享单车动态投放系统，其特征在于，所述计算处理模块包括：输入模块、计算模块、排序模块、负反馈调节模块；
所述输入模块用于接受初始数据，所述初始数据包括共享单车吸引点的位置信息、共享单车备选投放站点的位置信息、共享单车备选投放站点的重要度、共享单车吸引点的吸引信息；
所述计算模块用于计算共享单车备选投放站点的重要度；
所述排序模块用于对共享单车备选投放站点的重要度进行动态排序；
所述负反馈调节模块用于对共享单车吸引点的吸引信息进行反馈调节。
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