KR101462337B1 - Method and apparatus of scheduling electric vehicle relocation using genetic algorithms - Google Patents

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KR101462337B1 KR1020130041087A KR20130041087A KR101462337B1 KR 101462337 B1 KR101462337 B1 KR 101462337B1 KR 1020130041087 A KR1020130041087 A KR 1020130041087A KR 20130041087 A KR20130041087 A KR 20130041087A KR 101462337 B1 KR101462337 B1 KR 101462337B1
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Abstract

카 쉐어링(car sharing)에 제공되는 차량을 재배치 하는 방법에 있어서 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법 및 장치가 개시된다. 그 방법은 차량 재배치 계획과 관련된 정보를 획득하는 단계, 상기 획득한 정보에 기초하여 정수 엘리먼트를 포함하는 복수의 벡터들을 생성하는 단계 및 유전 알고리즘을 이용하여 상기 벡터들로부터 재배치 거리가 최소인 차량 재배치 계획을 생성하는 단계를 포함한다. 또한, 그 방법은 유전자 알고리즘 연산을 적용하기 위해 재배치 스케줄을 정수 벡터로 인코딩하는 방법을 포함한다.A method and apparatus for scheduling an electric vehicle relocation using a genetic algorithm in a method for relocating a vehicle provided for car sharing. The method includes obtaining information related to a vehicle relocation plan, generating a plurality of vectors including integer elements based on the obtained information, and generating a plurality of vectors from the vectors using a genetic algorithm, And generating a plan. The method also includes a method of encoding a relocation schedule into integer vectors to apply genetic algorithm operations.

Description

유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF SCHEDULING ELECTRIC VEHICLE RELOCATION USING GENETIC ALGORITHMS}[0001] METHOD AND APPARATUS OF SCHEDULING ELECTRIC VEHICLE RELOCATION USING GENETIC ALGORITHMS [0002]

아래 실시예들은 전기 자동차를 대상으로 하는 카 쉐어링에 있어서, 전기 자동차들의 재배치 계획을 스케줄링 하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 유전 알고리즘을 이용하여 전기 자동차들의 재배치 계획을 효율적으로 스케줄링하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The following embodiments relate to a method and apparatus for scheduling relocation plans for electric vehicles in car sharing for electric vehicles. More particularly, to a method and apparatus for efficiently scheduling relocation plans for electric vehicles using genetic algorithms.

카 쉐어링(car sharing)은 서비스 이용자들에게 편의를 제공할 뿐만 아니라, 자동차의 수를 감소시킴으로써 온실 가스의 배출 또한 감소시킨다. 전기 자동차를 쉐어링 한다면, 전기 자동차의 높은 구입 비용과 긴 충전 시간을 극복할 수 있다. 전기 자동차 쉐어링을 통해, 전기 자동차가 우리의 일상 생활에 도입될 수 있다. 전기 자동차 쉐어링이 도입되기 위해서는 서비스 제공 비용의 감축이 요구된다.Car sharing not only provides convenience to service users, but also reduces emissions of greenhouse gases by reducing the number of cars. If you share an electric car, you can overcome the high purchase cost and long charge time of the electric car. Through electric vehicle sharing, electric vehicles can be introduced into our daily lives. The introduction of electric vehicle sharing requires a reduction in service provision costs.

또한, 카 쉐어링과는 별개로 유전 알고리즘에 대한 연구도 있다.There is also research on genetic algorithms apart from car sharing.

유전 알고리즘은 염색체 비슷한 자료 구조(chromosome-like data structure)를 사용하여, 잠재적인 해를 특정한 문제의 해로 부호화한다. 이러한 자료 구조에 재조합 연산자(recombination operator)를 적용하여 결정적인 정보를 보존한다. 개체군(population) 중에서 환경에 대한 적합도(fitness)가 높은 개체(individual)일수록 재생(reproduction)할 수 있게 되며, 개체군은 환경에 적응할 수 있게 되고, 평가 함수로 적응도에 대한 평가를 한다.Genetic algorithms use a chromosome-like data structure to encode potential solutions as a specific problem solution. Applying a recombination operator to these data structures preserves conclusive information. Individuals with high fitness for the environment will be able to reproduce the population, and the population will be able to adapt to the environment and evaluate the adaptability with the evaluation function.

본 발명의 실시예들은 유전 알고리즘을 이용하여 차량의 재배치 계획을 스케줄링 한다. 효율적인 차량 재배치는 서비스 제공 비용의 감축을 위하여 필수적이다. 유전 알고리즘을 통하여 가장 효과적인 차량 재배치 계획을 스케줄링 함으로써 전기 자동차 쉐어링을 효율적으로 운영할 수 있다.Embodiments of the present invention use a genetic algorithm to schedule a vehicle relocation plan. Effective vehicle relocation is essential for reducing service delivery costs. By scheduling the most effective vehicle relocation plan through the genetic algorithm, electric vehicle sharing can be efficiently operated.

본 발명의 실시예에 따른 카 쉐어링(car sharing)에 제공되는 차량을 재배치 하는 방법에 있어서 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법은 차량 재배치 계획과 관련된 정보를 획득하는 단계; 상기 획득한 정보에 기초하여 정수 엘리먼트를 포함하는 복수의 벡터들을 생성하는 단계 및 유전 알고리즘(genetic algorithm)을 이용하여 상기 벡터들로부터 재배치 거리가 최소인 차량 재배치 계획을 생성하는 단계를 포함한다.A method for relocating a vehicle provided in car sharing according to an exemplary embodiment of the present invention includes: acquiring information related to a vehicle relocation plan using an electric vehicle relocation scheduling method using a genetic algorithm; Generating a plurality of vectors including integer elements based on the obtained information, and generating a vehicle relocation plan with a minimum relocation distance from the vectors using a genetic algorithm.

상기 차량 재배치 계획과 관련된 정보는 해 집단의 크기(population size), 반복 횟수, 차량 재배치를 수행하는 서비스 스탭(staff)이나 직원의 수, 상기 재배치 되어야 하는 차량의 수, 상기 재배치 되어야 하는 차량의 이동 수 또는 스테이션의 수에 대한 정보를 포함할 수 있다.The information related to the vehicle relocation plan may include at least one of a population size, a number of repetitions, a number of service staff or personnel performing vehicle relocation, a number of vehicles to be relocated, Number of stations or the number of stations.

상기 유전 알고리즘을 이용한 차량 재배치 계획은 독립적인 염색체(chromosome)로 표현될 수 있다.The vehicle relocation plan using the genetic algorithm can be expressed as an independent chromosome.

유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법은 스테이션(station)-카 쉐어링에 제공되는 차량을 보관하고 관리하는 곳-들을 지역적 인접성에 기초하여 그룹화하고, 상기 그룹화된 스테이션들에 대해서 상기 차량 재배치 계획을 생성할 수 있다.An electric vehicle relocation scheduling method using a genetic algorithm comprises grouping stations based on local adjacencies and storing and managing the vehicles provided for car sharing based on local proximity and generating the vehicle relocation plan for the grouped stations can do.

상기 스테이션들 중 서로 상이한 그룹에 속하는 스테이션들에 대해서 상기 차량 재배치 계획을 생성하는 경우, 매개 스테이션(intermediary station)-그룹간의 차량 재배치를 위해서 복수의 그룹에 속할 수 있도록 규정된 스테이션-을 통하여 차량 재배치 계획을 생성할 수 있다.When the vehicle relocation plan is generated for stations belonging to different groups among the stations, an intermediary station - a vehicle relocation through a station defined to belong to a plurality of groups for vehicle relocation between groups, You can create a plan.

상기 벡터들은 오버플로 스테이션-상기 재배치 되어야 할 차량이 속하는 스테이션-에 관한 정보와 언더플로 스테이션-상기 차량이 이동되어야 할 스테이션-에 관한 정보를 포함하도록 인코딩 될 수 있다.The vectors may be encoded to include information about the overflow station - the station to which the vehicle to be relocated belongs and the underfloor station - the station to which the vehicle is to be moved.

상기 벡터들은 상기 재배치 되어야 하는 차량들의 수만큼 정수 엘리먼트들을 포함할 수 있고, 상기 정수 엘리먼트들의 상기 벡터들 내의 위치는 오버플로 스테이션에 관한 정보를 나타낼 수 있으며, 상기 정수 엘리먼트들의 값은 언더플로 스테이션에 관한 정보를 나타낼 수 있다.The vectors may comprise as many integer elements as the number of vehicles to be relocated and the positions in the vectors of the integer elements may represent information about an overflow station, Can be displayed.

상기 벡터들은 상기 정수 엘리먼트들의 상기 벡터들 내의 위치 또는 인덱스(index)와 오버플로 스테이션의 차량이 대응되도록 인코딩 되고, 상기 정수 엘리먼트들의 값과 언더플로 스테이션의 차량이 대응되도록 인코딩 될 수 있다.The vectors may be encoded such that the vehicle of the overflow station corresponds to a location or index in the vectors of the integer elements, and the value of the integer elements may be encoded such that the vehicle of the underflow station corresponds.

상기 정수 엘리먼트들의 상기 벡터들 내의 위치 또는 인덱스(index)와 오버플로 스테이션의 차량을 대응시키기 위해서 상기 오버플로 스테이션을 상기 오버플로 스테이션의 초과 차량의 수만큼 매핑 벡터에 복사하고, 상기 정수 엘리먼트들의 값과 언더플로 스테이션의 차량을 대응시키기 위해서 상기 언더플로 스테이션을 부족 차량의 수만큼 매핑 벡터에 복사할 수 있다.Copying the overflow station to the mapping vector by the number of excess vehicles of the overflow station to map the position or index in the vectors of the integer elements to the vehicle of the overflow station, And the underflow station may be copied to the mapping vector by the number of the deficient vehicles so as to correspond to the vehicle of the underflowing station.

상기 유전 알고리즘은 상기 재배치 되어야 하는 차량들의 재배치 거리를 기준으로 하는 적합도 함수(fitness function)를 이용할 수 있다.The genetic algorithm may use a fitness function based on the relocation distance of the vehicles to be relocated.

상기 차량 재배치 계획과 관련된 정보는 차량 재배치를 수행하는 서비스 스탭 수에 대한 정보를 포함할 수 있고, 상기 적합도 함수는 상기 차량 재배치를 수행하는 서비스 스탭 수를 기초로 상기 재배치 거리를 조정할 수 있다.The information associated with the vehicle relocation plan may include information on the number of service staff performing vehicle relocation, and the fitness function may adjust the relocation distance based on the number of service staff performing the vehicle relocation.

상기 벡터들은 유효한 범위 내에서 랜덤하게 생성될 수 있다.The vectors may be randomly generated within a valid range.

상기 유전 알고리즘은 룰렛 휠 선택(roulette wheel selection) 기법을 이용하여 부모 염색체(parent chromosome)의 선택(selection) 연산을 수행할 수 있다.The genetic algorithm can perform a selection operation of a parent chromosome using a roulette wheel selection technique.

상기 유전 알고리즘은 중복 복제 배제 대치(replacement for duplicated genes) 기법을 이용하여 해 집단(population) 내 동일한 염색체를 배제하는 대치(replacement) 연산을 수행할 수 있다.The genetic algorithm can perform a replacement operation to exclude the same chromosome in a population by using a replacement for duplicated genes technique.

본 발명의 실시예에 따른 카 쉐어링(car sharing)에 제공되는 차량을 재배치 하는 방법에 있어서 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 장치는 차량 재배치 계획과 관련된 정보를 획득하는 정보 획득부; 상기 획득한 정보에 기초하여 정수 엘리먼트를 포함하는 복수의 벡터들을 생성하는 벡터 생성부 및 유전 알고리즘(genetic algorithm) 오퍼레이션을 이용하여 상기 벡터들로부터 재배치 거리가 최소인 차량 재배치 계획을 생성하는 재배치 계획 생성부를 포함한다.A method for relocating a vehicle provided in car sharing according to an embodiment of the present invention includes an information obtaining unit for obtaining information related to a vehicle relocation plan using an electric vehicle relocation scheduling apparatus using a genetic algorithm; Generating a plurality of vectors including integer elements based on the obtained information, and generating a relocation plan that generates a vehicle relocation plan having a minimum relocation distance from the vectors using a genetic algorithm operation .

상기 차량 재배치 계획과 관련된 정보는 해 집단의 크기(population size), 반복 횟수, 차량 재배치를 수행하는 서비스 스탭 수, 상기 재배치 되어야 하는 차량의 수, 상기 재배치 되어야 하는 차량의 이동 수 또는 스테이션의 수에 대한 정보를 포함할 수 있다.The information associated with the vehicle relocation plan may include at least one of a population size, a number of repetitions, a number of service personnel performing vehicle relocation, a number of vehicles to be relocated, a number of vehicles to be relocated, And the like.

상기 유전 알고리즘을 이용한 차량 재배치 계획은 독립적인 염색체(chromosome)로 표현될 수 있다.The vehicle relocation plan using the genetic algorithm can be expressed as an independent chromosome.

상기 벡터들은 오버플로 스테이션에 관한 정보와 언더플로 스테이션에 관한 정보를 포함하도록 인코딩 될 수 있다.The vectors may be encoded to include information about an overflow station and information about an underflow station.

상기 벡터들은 상기 재배치 되어야 하는 차량들의 수만큼 정수 엘리먼트들을 포함할 수 있고, 상기 정수 엘리먼트들의 상기 벡터들 내의 위치는 오버플로 스테이션에 관한 정보를 나타낼 수 있으며, 상기 정수 엘리먼트들의 값은 언더플로 스테이션에 관한 정보를 나타낼 수 있다.The vectors may comprise as many integer elements as the number of vehicles to be relocated and the positions in the vectors of the integer elements may represent information about an overflow station, Can be displayed.

상기 벡터들은 상기 정수 엘리먼트들의 상기 벡터들 내의 위치 또는 인덱스(index)와 오버플로 스테이션의 차량이 대응되도록 인코딩 되고, 상기 정수 엘리먼트들의 값과 언더플로 스테이션의 차량이 대응되도록 인코딩 될 수 있다.The vectors may be encoded such that the vehicle of the overflow station corresponds to a location or index in the vectors of the integer elements, and the value of the integer elements may be encoded such that the vehicle of the underflow station corresponds.

상기 정수 엘리먼트들의 상기 벡터들 내의 위치 또는 인덱스(index)와 오버플로 스테이션의 차량을 대응시키기 위해서 상기 오버플로 스테이션을 상기 오버플로 스테이션의 초과 차량의 수만큼 매핑 벡터에 복사하고, 상기 정수 엘리먼트들의 값과 언더플로 스테이션의 차량을 대응시키기 위해서 상기 언더플로 스테이션을 부족 차량의 수만큼 매핑 벡터에 복사할 수 있다.Copying the overflow station to the mapping vector by the number of excess vehicles of the overflow station to map the position or index in the vectors of the integer elements to the vehicle of the overflow station, And the underflow station may be copied to the mapping vector by the number of the deficient vehicles so as to correspond to the vehicle of the underflowing station.

본 발명의 실시예들은 유전 알고리즘을 이용하여 차량의 재배치 계획을 스케줄링 한다. 효율적인 차량 재배치는 서비스 제공 비용의 감축을 위하여 필수적이다. 유전 알고리즘을 통하여 가장 효과적인 차량 재배치 계획을 스케줄링 함으로써 전기 자동차 쉐어링을 효율적으로 운영할 수 있다.Embodiments of the present invention use a genetic algorithm to schedule a vehicle relocation plan. Effective vehicle relocation is essential for reducing service delivery costs. By scheduling the most effective vehicle relocation plan through the genetic algorithm, electric vehicle sharing can be efficiently operated.

도 1은 카 쉐어링 서비스의 스테이션이 설치될 수 있는 장소와 카 쉐어링에 제공되는 차량의 예상 경로를 나타낸 도면이다.
도 2는 카 쉐어링에 제공되는 차량들이 오버플로 스테이션에서 언더플로 스테이션으로 이동되는 경로를 나타낸 도면이다.
도 3은 재배치 계획을 벡터로 표현하기 위해서 스테이션들을 오버플로 스테이션과 언더플로 스테이션으로 분류하여 표시한 도표이다.
도 4는 벡터로 표현된 재배치 계획, 재배치 계획에 포함된 재배치 쌍 및 서비스 스탭 수에 따른 재배치 쌍의 변화를 나타낸 도표이다.
도 5는 해 집합의 크기 및 서비스 스탭 수에 따른 차량 재배치 거리를 나타낸 그래프이다.
도 6은 전기 자동차의 수 및 서비스 스탭 수에 따른 차량 재배치 거리를 나타낸 그래프이다.
도 7은 차량 이동 수 및 서비스 스탭 수에 따른 차량 재배치 거리를 나타낸 그래프이다.
도 8은 언더플로 스테이션의 수 및 서비스 스탭 수에 따른 차량 재배치 거리를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 카 쉐어링에 제공되는 차량을 재배치 하는 방법에 있어서 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 카 쉐어링에 제공되는 차량을 재배치 하는 장치에 있어서 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 장치를 나타낸 블록도이다.
1 is a view showing a place where a station of a car sharing service can be installed and a predicted route of a vehicle provided for car sharing.
Fig. 2 is a view showing a path in which cars provided for car sharing are moved from an overflow station to an underflow station.
FIG. 3 is a diagram showing stations classified into an overflow station and an underflow station in order to represent a relocation plan as a vector.
FIG. 4 is a diagram showing the relocation plan represented by a vector, the relocation pairs included in the relocation plan, and the change of relocation pairs according to the number of service staff.
FIG. 5 is a graph showing a vehicle relocation distance according to the size of a solution set and the number of service steps.
6 is a graph showing the distance of relocation of the vehicle according to the number of electric vehicles and the number of service steps.
7 is a graph showing a vehicle relocation distance according to the number of vehicles moved and the number of service steps.
FIG. 8 is a graph showing a vehicle relocation distance according to the number of underflow stations and the number of service steps.
9 is a flowchart illustrating a method of relocating an electric vehicle using a genetic algorithm in a method of relocating a vehicle provided in car sharing according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram illustrating an apparatus for relocating an electric vehicle using a genetic algorithm in an apparatus for relocating a vehicle provided in car sharing according to an embodiment of the present invention.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

카 쉐어링(car sharing)은 자동차의 수와 온실 가스의 배출을 감소시킨다. 전기 자동차를 쉐어링 한다면 전기 자동차의 높은 비용과 긴 충전 시간을 극복할 수 있다. 이로 인하여 가까운 미래에 우리의 일상 생활에 전기 자동차가 도입될 수 있다. 전기 자동차 쉐어링 서비스에서, 전기 자동차들은 스테이션(station)에 주차되고, 관리된다.Car sharing reduces the number of cars and emissions of greenhouse gases. Sharing an electric car can overcome the high cost and long charge time of the electric car. As a result, electric vehicles can be introduced into our daily lives in the near future. In an electric vehicle sharing service, electric vehicles are parked and managed at a station.

본 발명은 차량 재배치를 효율적으로 스케줄링하기 위하여 유전 알고리즘(genetic algorithm)을 이용한다. 유전 알고리즘은 최적화 문제를 해결하는 기법의 하나로, 전역 최적화 기법이다. 유전 알고리즘은 생물의 진화를 모방한 기법인 진화 연산의 대표로서, 생명체에 적용되는 많은 방식을 차용하여 변이(돌연변이), 교차(교배)연산 등을 포함하며, 세대, 인구와 같은 용어도 사용한다.The present invention utilizes a genetic algorithm to efficiently schedule vehicle relocation. Genetic algorithms are one of the techniques for solving optimization problems and are global optimization techniques. Genetic algorithms are examples of evolutionary operations that mimic the evolution of living organisms. They include variations (mutation), crossing (mating) operations, and many other terms applied to living organisms. They also use terms such as generation and population .

유전 알고리즘은 대부분 정해진 수의 해로 구성되는 해 집단(population)을 갖는다. 유전 알고리즘은 먼저 n개의 해를 임의로 생성하는 초기화 단계로 시작된다. 이 해 집단으로부터 k개의 새로운 해를 만들어 내는데 각각의 해는 선택(selection), 교차(crossover), 변이(mutation)의 단계를 거쳐 만들어진다. 이렇게 만들어진 k개의 해는 해 집단 내의 k개의 해와 대치(replacement)된다. 이러한 과정을 임의의 정지 조건이 만족될 때까지 수행한 후 해 집단에 남은 해 중 가장 좋은 해를 답으로 삼는다. 위에서 상수 k는 해 집단이 한 번에 얼마나 많이 대치되느냐를 결정하는데 k/n을 세대 차라 한다.Most genetic algorithms have a population of solutions that consists of a fixed number of solutions. The genetic algorithm begins with an initialization step that randomly generates n solutions. Each of these solutions is made through selection, crossover, and mutation steps. These k solutions are replaced with k solutions in the solution group. This process is performed until an arbitrary stop condition is satisfied, and then the best solution among the solutions remaining in the solution group is taken as an answer. The constant k above determines k / n as the number of generations to determine how much the population of the sun is displaced at one time.

위의 연산자들 중 선택 연산자는 교차를 위해 해 집단에서 임의의 해를 선택하는 연산자이고, 우수한 해에게 선택될 확률을 높게 주는 방식으로 동작한다. 이렇게 선택된 해를 부모 해(parent)라 한다. 교차는 두 개의 부모 해로부터 자식 해(offspring)를 하나 만들어 내는 연산자이다. 교차는 유전 알고리즘의 대표적 연산자로서 유전 알고리즘의 성능에 지대한 영향을 미친다.Among the above operators, the selection operator is an operator that selects an arbitrary solution from the solution group for the intersection, and operates in such a way as to increase the probability of selecting a good solution. This selected solution is called the parent. An intersection is an operator that produces an offspring from two parent solutions. Intersection is a representative operator of genetic algorithms and has a great influence on the performance of genetic algorithms.

유전 알고리즘이 정지하기 위한 조건도 다양하게 줄 수 있는데 가장 대표적인 두 가지를 든다면 repeat-until 루프를 일정 횟수만큼 수행한 다음 정지시키는 방법과 해 집단에 있는 해들의 다양성이 어느 정도 이하로 떨어지는 시점에 정지시키는 방법을 들 수 있다. 다양성이 떨어지는 것을 판단하기 위해서는 해 집단 내의 염색체들 중 대부분이 (예를 들면 70%) 똑같은지를 확인하는 경우가 일반적이다.There are two typical conditions for stopping the genetic algorithm. One of the two most typical cases is to perform a repeat-until loop a certain number of times and then stop. When the diversity of the solutions in the population falls below a certain level And stopping it. It is common to see that most of the chromosomes in the population of the sea (for example, 70%) are identical in order to judge the diversity.

Repeat-until 루프를 일정 횟수만큼 수행한 다음 정지하도록 설계된 유전 알고리즘의 경우라도 그 정도이면 해들이 어느 정도 수렴할 것이라는 경험적 짐작이 있어야 한다.
Even with a genetic algorithm designed to perform a repeat-until loop a certain number of times and then stop, there must be an empirical guess that the solutions will converge to some degree.

도 1은 카 쉐어링 서비스의 스테이션이 설치될 수 있는 장소와 카 쉐어링에 제공되는 차량의 예상 경로를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a place where a station of a car sharing service can be installed and a predicted route of a vehicle provided for car sharing.

서비스 설계자는 수요, 공간, 접근성 등을 고려하여 쉐어링 스테이션의 위치를 선택한다. 고객은 전기 자동차가 필요한 공간에서 전기 자동차를 빌릴 수 있다. 도 1에서 나타나있듯이, 스테이션은 공항, 쇼핑몰, 주택 지역, 관광 지역, 상업 지역에 설치될 수 있다. 임차인은 출발 지점의 보관소에서 전기 자동차를 빌리고, 목표 지점의 보관소에 전기 자동차를 반납할 수 있다.The service designer chooses the location of the sharing station considering demand, space, and accessibility. Customers can rent an electric car in the space where the electric car is needed. As shown in FIG. 1, stations may be installed in airports, shopping malls, residential areas, tourist areas, and commercial areas. The tenant can borrow an electric car from the warehouse at the starting point and return the electric car to the destination store.

한 방향의 랜탈 서비스가 고객에게 가장 편리하지만, 비대칭의 이동 패턴으로 인하여 재고의 불균형이 발생하기 쉽다. 이러한 불균형은 서비스의 질을 떨어뜨리고 소비자의 불편을 초래할 수 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 전기 자동차들은 서비스 스탭 또는 대형 운송 수단을 통하여 오버플로 스테이션에서 언더플로 스테이션으로 재배치되어야 한다. 전기 자동차들이 다수의 스테이션에 퍼져있는 경우 서비스 스탭들에 의해 재배치되는 것이 적절하다. 본 발명의 스케줄링 방법 및 장치를 이용하면 주어진 서비스 종업원들의 이동 거리 및 시간을 감소시킬 수 있다.The one-direction lathing service is most convenient for the customer, but the unbalance of the stock is likely to occur due to the asymmetric movement pattern. This imbalance can degrade the quality of service and inconvenience consumers. Therefore, in order to solve this problem, electric vehicles must be relocated from an overflow station to an underflow station through a service step or a large transportation means. It is appropriate to relocate by service staff when electric cars are spread across multiple stations. The scheduling method and apparatus of the present invention can reduce the travel distance and time of a given service employee.

만약 복수의 재배치 팀이 있다면, 각각의 팀의 재배치 경로를 설정하는 것이 필요하고, 경로 설정은 복수의 방문 판매원(mTSP: multiple traveling sales-man problem) 문제와 같다. 이와 같은 재배치 계획을 위해서 우선으로 클러스터를 고려하고 다음으로 경로를 고려하는 접근법(cluster-first and route-second approach)이 활용될 수 있다. 서비스 지역 전체에 걸쳐서 차량을 재배치 하는 것은 운전 거리가 매우 길어질 수 있기 때문이다. 일련의 분배 기준은 지역적 인접성 및 시간적 의존성을 포함하여 정의될 수 있다. 무엇보다, 스테이션은 액세스 우선 순위, 통근 지원 등과 같은 특정 시스템 목표에 따라서 분배될 수 있다. 그렇다면, 재배치 계획은 하나의 재배치 팀 운영 계획으로 축소된다. 전기 자동차 재배치에 있어서, 하나의 팀에 할당된 각각의 스테이션 셋은 반드시 분리될 필요는 없다. 중복된 스테이션은 클러스터간 노선 적응을 위해 이용될 수 있다.If there are multiple relocation teams, it is necessary to set up a relocation path for each team, and the routing is the same as the multiple traveling sales-man problem (mTSP) problem. For such a relocation plan, a cluster-first and route-second approach can be used. Relocating the vehicle throughout the service area can be very long driving distance. A set of distribution criteria can be defined including local adjacency and temporal dependencies. Above all, stations can be distributed according to specific system goals such as access priority, commute support, and so on. If so, the relocation plan is reduced to a relocation team operational plan. For electric vehicle relocation, each station set assigned to one team does not necessarily have to be separated. Duplicated stations may be used for inter-cluster route adaptation.

본질적으로, 쉐어링 시스템의 전기 자동차의 수가 크게 증가할 수 있기 때문에 시간 복잡도(time complexity)가 매우 중요하다. 이 점에서, 본 발명은 제어 가능한 시간 내에서 전기 자동차 재배치 계획에 대한 합당한 솔루션을 얻을 수 있는 유전 알고리즘에 기초한다. 본 발명의 일실시 예는 쉐어링 스테이션들이 복수의 그룹으로 분류되고, 각각의 그룹에는 2명 내지 5명의 서비스 스탭으로 구성된 재배치 팀과 하나의 재배치 서비스 차량이 할당된 것을 가정한다. 각각의 재배치 계획은 교차(crossover), 선택(selection), 생산(reproduction) 및 변이(mutation)와 같은 유전 오퍼레이터를 수행하기 위해 정수 값을 지닌 벡터로 표현된다. 또한 적응도 함수(fitness function)는 두 스테이션 사이를 이동할 수 있는 전기 자동차의 수를 고려하면서 재배치 계획의 품질을 산정한다.In essence, time complexity is very important because the number of electric vehicles in the sharing system can increase significantly. In this regard, the present invention is based on a genetic algorithm that can provide a reasonable solution to an electric vehicle relocation plan within a controllable time. One embodiment of the present invention assumes that the sharing stations are classified into a plurality of groups, and each group is assigned a relocation team consisting of two to five service staff and one relocation service vehicle. Each relocation scheme is represented as a vector with integer values to perform a genetic operator such as crossover, selection, reproduction, and mutation. The fitness function also estimates the quality of the relocation plan, taking into account the number of electric vehicles that can move between the two stations.

카 쉐어링 시스템의 전기 자동차 재배치를 위해서, 단일의 차량 재배치 전략과 팀 기반의 차량 재배치 전략이 가능하다. 단일의 차량 재배치 오퍼레이션에서 두 명의 스탭이 한 대의 서비스 차량을 몰고 오버플로 스테이션으로 이동 할 수 있다. 그 중 한 사람은 전기 자동차를 배정된 언더플로 스테이션으로 운전하고, 나머지 한 사람은 서비스 차량으로 그를 뒤따른다. 이후에, 두 사람은 다시 서비스 차량을 몰고 다음 오버플로 스테이션으로 이동한다. 재배치 설계는 현재 차량 배치 상태를 목표 배치 상태로 만들기 위해서 얼마나 많은 전기 자동차들의 이동이 필요할 것인지 계산함으로써 오버플로 및 언더플로 스테이션을 결정한다. 그 이후, 오버플로 스테이션에 위치한 전기 자동차들은 안정적인 혼례 문제 모델에 기초해서(stable marriage problem model) 언더플로 스테이션으로 이동된다. 매칭 결과는 재배치 거리를 효율적으로 감소시킬 수 있지만, 이러한 설계는 둘 이상의 서비스 스탭에 대해서는 적용될 수 없다.For electric vehicle relocation in car sharing systems, a single vehicle relocation strategy and a team-based vehicle relocation strategy are possible. In a single vehicle relocation operation, two staff members can drive one service vehicle to the overflow station. One of them drives an electric car to the assigned Underfloor station, and the other one follows a service vehicle. Thereafter, the two persons drive the service vehicle again and move to the next overflow station. The relocation design determines the overflow and underflow stations by calculating how many electric vehicles need to be moved to bring the current vehicle placement to the target placement. After that, electric vehicles located at the overflow station are moved to the Underfloor station based on the stable marriage problem model. Matching results can effectively reduce the relocation distance, but this design can not be applied to more than one service step.

시스템 오퍼레이터는 보통 서비스 사용자가 적다고 예측되는 시간에 재배치를 진행한다. 게다가, 재배치 이후에 전기자동차의 배치 상태인, 목표 배치는 미래 수요 예측과 결합된 적절한 전략에 의해서 결정될 수 있다. m명으로 구성된 재배치 팀과 함께, 스테이션은, 주로 지리적인 조건에 의해서, 몇몇의 그룹으로 분류될 수 있고, 각각의 그룹에 재배치 팀이 배정될 수 있다. 전기 자동차들이 그룹으로 재배치됨으로써 전체적인 재배치 거리를 감소시킬 수 있다. 전기 자동차들이 다른 그룹으로 이동되는 것이 필요할 수 있다. 이러한 그룹간의 재배치는 다수의 그룹에 속하는 매개 스테이션을 통해 수행될 수 있다. 매개 스테이션은 언더플로 그룹의 오버플로 스테이션이 될 수 있다.The system operator usually relocates at a time that is expected to be small. In addition, target placement, which is the deployment status of electric vehicles after relocation, can be determined by appropriate strategies combined with future demand forecasting. With a relocation team consisting of m people, the stations can be classified into several groups, mainly by geographical conditions, and each group can be assigned a relocation team. Electric cars can be reallocated into groups to reduce the overall relocation distance. It may be necessary for electric cars to be moved to another group. Such relocation between groups can be performed through an intermediary station belonging to a plurality of groups. The intermediate station may be an overflow station of the underflow group.

n을 스테이션의 번호라고 할 때, 스테이션 셋을 S = {S1, S2, ..., Sn}, 현재 배치를 C = {C1, C2, ..., Cn}, 목표 배치를 T = {T1, T2, ..., Tn}라고 정의한다. 재배치 벡터 {Vi}는 Ci ?i에 의해서 계산될 수 있다. 만약 Vi가 양수이면 Si는 다른 스테이션으로 이동되어야 하는 초과 전기 자동차를 가지는 오버플로 스테이션이다. 반대로, 만약 Vi가 음수이면, Si는 전기 자동차를 공급받기 원하는 언더플로 스테이션이다. 만약 Ek라고 하는 전기 자동차가 Si라고 하는 현재 위치한 스테이션에서 다른 스테이션인 Sj로 이동되어야 한다면, 이는 (Si, Sj)로 표현될 수 있고, 이 것은 (Ek, Sj)와 같다. 만약 재배치되어야 하는 u개의 전기 자동차가 있다면, 재배치 계획은 u쌍으로 구성되고, 이는 |{(Si, Sj)}| = u와 같다. 여기서, 전기 자동차들은 모두 다르지만, 언더플로 스테이션은 분배되어야 할 전기 자동차들의 수만큼 등장할 수 있다. 재배치 거리는 재배치 계획에 존재하는 모든 스테이션 쌍들의 거리의 합이다. 재배치 거리를 계산하기 위해서는, 모든 스테이션 쌍 사이의 거리를 알아야 된다.When the n number of the called station, the station set S = {S 1, S 2 , ..., S n}, the current placement C = {C 1, C 2 , ..., C n}, the target The arrangement is defined as T = {T 1 , T 2 , ..., T n }. The relocation vector {V i } is C i ? i . < / RTI > If V i is positive, S i is an overflow station with an excess electric vehicle that must be moved to another station. Conversely, if V i is negative, S i is the underflow station that wants to receive the electric vehicle. If E electric vehicle that k is to be moved from its current located station, called S i to another station of S j, which may be expressed as (S i, S j), this is (E k, S j) and same. If there are u electric vehicles to be relocated, the relocation plan consists of u pairs, which are | {( Si , Sj )} | = u. Here, although the electric vehicles are all different, the underflow station can emerge as many as the number of electric vehicles to be distributed. The relocation distance is the sum of the distances of all station pairs present in the relocation plan. To calculate the relocation distance, you need to know the distance between all pairs of stations.

유전 알고리즘을 이용해 효율적인 재배치 계획을 찾기 위해서 재배치 계획을 대응하는 정수 값을 가지는 벡터(chromosome)로 인코딩하는 것이 필요하다. 인코딩 기준은 도 2내지 도 4를 통해서 설명될 수 있다.
To find an efficient relocation plan using genetic algorithms it is necessary to encode the relocation plan into a vector with the corresponding integer value (chromosome). The encoding criterion can be explained with reference to FIGS. 2 to 4. FIG.

도 2는 카 쉐어링에 제공되는 차량들이 오버플로 스테이션에서 언더플로 스테이션으로 이동되는 경로를 나타낸 도면이다.Fig. 2 is a view showing a path in which cars provided for car sharing are moved from an overflow station to an underflow station.

도 2를 참조하면, S1에서 S5까지 5개의 스테이션이 있으며, 그 중 S1, S2 및 S3는 오버플로 스테이션이다. 7대의 전기 자동차들이 재배치 되어야 하기 때문에, 각각의 재배치 계획은 7개의 재배치 쌍을 갖는다. 도 2의 화살표는 재배치 루트를 나타내며, 각각의 화살표에 대응하는 재배치 쌍들은 (S1, S4), (S1, S4), (S1, S4), (S1, S5), (S2, S5), (S2, S5), (S3, S5)이다. 상기 재배치 쌍들은 3(S1, S4), 2(S1, S5), (S2, S5), (S3, S5)로 나타낼 수 있다. 동일한 오버플로 스테이션에서 동일한 언더플로 스테이션으로 차량을 재배치 할 경우, 재배치 서비스 스탭 수가 충분하다면, 재배치 경로가 동일한 차량들을 동시에 재배치 가능하다. 예를 들어, 재배치 서비스 스탭이 4명 이상이고, 3(S1, S4)에 따른 재배치를 수행하기 위해서 S1과 S4 사이를 3번 이동하는 것이 아니라, 한번의 이동만으로도 재배치를 수행할 수 있다.
Referring to FIG. 2, there are five stations from S 1 to S 5 , of which S 1 , S 2 and S 3 are overflow stations. Since seven electric vehicles must be relocated, each relocation plan has seven relocation pairs. FIG arrow 2 indicates the relocation root, relocation pair corresponding to each of arrows (S 1, S 4), (S 1, S 4), (S 1, S 4), (S 1, S 5) , (S 2 , S 5 ), (S 2 , S 5 ), (S 3 , S 5 ). The rearrangement pairs can be represented by 3 (S 1 , S 4 ), 2 (S 1 , S 5 ), (S 2 , S 5 ), (S 3 , S 5 ) If the vehicle is relocated from the same overflow station to the same underfloor station, it is possible to simultaneously relocate the same vehicles with the same relocation path if the number of relocation service steps is sufficient. For example, in order to perform rearrangement according to 3 (S 1 , S 4 ) with four or more rearrangement service staffs, the rearrangement is performed not only three times between S 1 and S 4 .

도 3은 재배치 계획을 벡터로 표현하기 위해서 스테이션들을 오버플로 스테이션과 언더플로 스테이션으로 분류하여 표시한 도표이다.FIG. 3 is a diagram showing stations classified into an overflow station and an underflow station in order to represent a relocation plan as a vector.

재배치 계획을 정수 값을 가지는 벡터로 표현하기 위해서, 오버플로 스테이션(320)을 순차적으로 중복해서 표시한다. 이제 각각의 인덱스(310)는 특정 오버플로 스테이션(320)에 결합된다. 다음으로, 각각의 언더플로 스테이션(330)을 부족한 전기 자동차의 수에 따라 인덱스(310)에 표시한다. 도 3에 나타난 것과 같이, S4에 3대의 전기 자동차가 필요하므로 0, 1 및 2가 S4에 주어졌다.In order to represent the relocation plan as a vector having an integer value, the overflow station 320 is sequentially displayed in duplicate. Each index 310 is now coupled to a specific overflow station 320. Next, each underflow station 330 is displayed in the index 310 according to the number of electric vehicles that are insufficient. As shown in Figure 3, since the S 4 requires a three electric vehicles are 0, 1 and 2 were given to S 4.

재배치 쌍은 인덱스와 인덱스에 위치한 수에 의해서 표현될 수 있으며, 재배치 계획은 인덱스의 범위 내에서 상이한 숫자들의 수열로 나타낼 수 있다. 예를 들어, [0 1 5 2 3 4 6]에서, 숫자 0은 인덱스 0의 위치에 나타난다. 이 것은 인덱스 0에 결합된 오버플로 스테이션(S1)에서 숫자 0의 위치에 대응하는 언더플로 스테이션(S4)으로 전기 자동차를 이동하는 재배치 쌍을 의미한다. 또한, 숫자 4는 인덱스 5의 위치에 나타난다. 인덱스 5는 오버플로 스테이션 S2와 결합하고, 숫자 4는 숫자 4의 위치에 대응하는 언더플로 스테이션 S5에 결합한다.A relocation pair can be represented by a number located at the index and index, and the relocation plan can be represented by a sequence of numbers within the range of the index. For example, in [0 1 5 2 3 4 6], the number 0 appears at the position of index 0. This means a relocation pair that moves the electric vehicle to the underflow station S 4 corresponding to the position of the number 0 in the overflow station S 1 associated with the index 0. Also, the number 4 appears at the position of index 5. Index 5 joins with overflow station S 2, and number 4 joins to underflow station S 5 corresponding to the position of number 4.

이제, 재배치 문제는 순환 판매원 문제(TSP: Traveling Salesman Problem) 풀이와 같이 최소 비용을 가지는 최적의 수열을 찾는 것으로 귀결된다. 상기 인코딩 기준을 통해서 교차(crossover), 선택(selection), 생산(reproduction) 및 변이(mutation)와 같은 유전 오퍼레이션을 수행할 수 있다. 비록 재배치 쌍이 증가하더라도, 유전 알고리즘은 합리적인 시간 범위에서 재생산 계획을 스케줄링 할 수 있도록 반복 루프 길이를 조정할 수 있다.Now, the relocation problem results in finding the optimal sequence with the least cost, such as a TSP (Traveling Salesman Problem) solution. Genetic operations such as crossover, selection, reproduction, and mutation can be performed through the encoding criteria. Even if the relocation pair increases, the genetic algorithm can adjust the iterative loop length to schedule the reproduction plan in a reasonable time span.

유전 알고리즘 루프는 각각의 재배치 계획의 적합도를 산출하고 향상시킨다. 전기 자동차의 재배치에서, 재배치 차량의 이동 거리로 정의되는 재배치 거리는, 가장 중요한 기준이다. 재배치 거리는 에너지 절약 및 서비스 스탭의 효율에 가장 큰 영향을 주기 때문이다. 재배치 거리가 짧을수록 좋은 재배치 계획에 해당한다. 재배치 거리는 각각의 재배치 쌍에 존재하는 스테이션들의 거리의 합에 의해서 계산될 수 있다. 그러나, 만약 재배치 팀이 m명의 서비스 스탭들로 구성된다면, m-1대의 전기 자동차들을 동일한 오버플로 스테이션에서 동일한 언더플로 스테이션으로 동시에 이동시킬 수 있다.
The genetic algorithm loop computes and improves the fitness of each relocation plan. In relocation of an electric vehicle, the relocation distance defined by the distance traveled by the relocation vehicle is the most important criterion. The relocation distance has the greatest impact on energy savings and service staff efficiency. The shorter the relocation distance, the better the relocation plan. The relocation distance can be calculated by the sum of the distances of stations existing in each relocation pair. However, if the relocation team consists of m service staffs, m-1 electric vehicles can be simultaneously moved from the same overflow station to the same underflow station.

도 4는 벡터로 표현된 재배치 계획, 재배치 계획에 포함된 재배치 쌍 및 서비스 스탭 수에 따른 재배치 쌍의 변화를 나타낸 도표이다.FIG. 4 is a diagram showing the relocation plan represented by a vector, the relocation pairs included in the relocation plan, and the change of relocation pairs according to the number of service staff.

우선 한 명의 스탭이 재배치 서비스 차량을 몰아서 m명의 스탭을 오버플로 스테이션으로 이동시킨다. m-1명의 스탭은 m-1대의 전기 자동차들을 각각 언더플로 스테이션으로 이동시키고, 재배치 서비스 차량의 운전자는 재배치 서비스 차량을 타고 이들을 따라 이동한다. 이후에, m명의 스탭은 다음 오버플로 스테이션으로 함께 이동할 수 있다. 상기 방법으로 m-1대의 전기 자동차들을 동시에 이동시킨다. 다만, m은 재배치 서비스 차량의 수용 인원에 따라 제한될 수 있다.First, one staff member drives a relocation service vehicle and moves m steps to the overflow station. m-1 staff moves the m-1 electric vehicles to the underfloor station respectively, and the driver of the relocation service vehicle moves along with them in the relocation service vehicle. Thereafter, the m steps may move together to the next overflow station. The m-1 electric vehicles are simultaneously moved by the above method. However, m may be limited depending on the capacity of the relocation service vehicle.

상기 예시를 통해 알 수 있듯이, 동일한 재배치 계획을 수행하는 것을 전제할 때, 2명 이상의 스탭이 있을 경우에, 재배치 거리를 감소시킬 수 있다. 만약 오버플로 스테이션 또는 언더플로 스테이션이 모두 상이한 경우, 각각의 전기 자동차를 한번에 한 대씩 이동시켜야 하므로, 스탭 수에 따라 재배치 거리가 감소되는 효과가 나타날 수 없다. 쉐어링 스테이션 그룹을 세분화 할수록, 하나의 그룹에 포함되는 스테이션의 수는 적어진다. 이는 재배치 계획에 동일한 재배치 쌍이 생성될 가능성이 높아지는 것을 의미한다. 그룹간의 재배치는 그룹의 일부 또는 그룹 전체에 속하는 매개 노드를 통해서 수행된다. 이러한 재배치는 많은 재배치 쌍을 생성한다. 비록 그들의 최종 목적지가 언더플로 그룹의 스테이션이어도, 오버플로 그룹의 스테이션이 매개 스테이션이 될 수 있기 때문이다.
As can be seen from the above example, assuming that the same relocation plan is performed, the relocation distance can be reduced when there are two or more staff members. If the overflow station or the underflow station are all different, each electric vehicle must be moved one at a time, so that the effect of reducing the relocation distance according to the number of steps can not be obtained. As the sharing station group is subdivided, the number of stations included in one group decreases. This means that there is a high possibility that the same relocation pair will be created in the relocation plan. Relocation between groups is performed through an intermediary node belonging to a part or group of the group. This relocation creates many relocation pairs. Even though their final destination is a station in the underflow group, the station in the overflow group can become the intermediate station.

도 5 내지 도 8은 재배치 계획들의 성능을 측정한 결과이다.5 to 8 show the results of measuring the performance of relocation plans.

유전자(chromosome)들의 최초의 해 집단(initial population)은 임의적으로 선택되며, 룰렛 휠 선택 방법(Roulette wheel selection method)에 의해서 유전 알고리즘의 오퍼레이션이 수행된다. 더 다양한 해 집단을 위해서, 중복되는 유전자는 제거된다. 중복 유전자는 변이(mutation) 오퍼레이션을 수행하는 동안 임의의 새로운 것으로 대체된다. 더 나은 효율성을 위해서, 재배치 계획의 적합도(fitness value)는 재배치 계획이 처음으로 생산되었을 때 산정된다. 재배치 거리는 적합도에 포함될 수 있다. 반복 횟수 및 해 집단의 크기와 같은 유전 파라미터들은 실험에 따라 자유롭게 선택될 수 있다. 재배치 계획에서, 적합도 함수(fitness function)는 동일한 오버플로 스테이션과 동일한 언더플로 스테이션을 갖는 재배치 쌍들을 병합한다. 이에 따라서 m-1명의 스탭에 의해서 한번에 이동될 수 있는 m-1쌍들은 단일 쌍으로 정리된다. 본 실험에서 스테이션의 수는 10개이고, 스테이션 간의 거리는 평균 3km로 설정되었다.The initial population of chromosomes is arbitrarily selected and the operation of the genetic algorithm is performed by the Roulette wheel selection method. For more diverse populations, redundant genes are eliminated. The redundant gene is replaced with any new one during the mutation operation. For better efficiency, the fitness value of the relocation plan is calculated when the relocation plan is first produced. The relocation distance may be included in the fitness. The dielectric parameters, such as the number of repetitions and the size of the population, can be chosen freely according to the experiment. In a relocation scheme, a fitness function merges relocation pairs with the same overflow station and the same underfloor station. Accordingly, the m-1 pairs that can be moved by one step at a time are grouped into a single pair. In this experiment, the number of stations is 10 and the distance between stations is set to 3 km on average.

성능 행렬은 재배치 거리이고, 성능 파라미터는 각각 해 집단의 크기, 전기 자동차의 수, 이동 수 및 언더플로 스테이션의 수로 구성된다. 언더플로 및 오버플로 스테이션은 10개의 스테이션 중 주어진 언더플로 스테이션의 수에 따라서 임의적으로 결정된다. 실험에서 오버플로 스테이션의 초과된 전기 자동차의 수와 언더플로 스테이션의 필요한 전기 자동차의 수는 각각 임의적으로 결정된다. 임의의 수는 각각의 실험에서 시스템 클락에 의해 정해진다. 각각의 파라미터의 설정마다, 30셋이 생성되고, 결과를 평균 낸다. 재배치 거리는 재배치 팀에 2, 3, 4 및 5명의 스탭이 존재하는 경우에 대해서 각각 산정된다. 앞서 언급된 것처럼, m명의 서비스 스탭이 존재할 경우 m-1대의 전기 자동차가 동시에 이동될 수 있다. 여기서, 그룹간의 루트는 고려되지 않는다.
The performance matrix is a relocation distance, and the performance parameters consist of the size of the population, the number of electric vehicles, the number of mobile stations and the number of underflow stations. Underflow and overflow stations are arbitrarily determined according to the number of underflow stations given among 10 stations. In the experiment, the number of excess electric vehicles in the overflow station and the number of electric vehicles required in the underflow station are arbitrarily determined, respectively. Any number is determined by the system clock in each experiment. For each parameter setting, 30 sets are generated and the results are averaged. The relocation distance is calculated for two, three, four, and five staff members in the relocation team, respectively. As mentioned above, m-1 electric vehicles can be moved simultaneously when there are m service staffs. Here, the inter-group route is not considered.

도 5는 해 집합의 크기 및 서비스 스탭 수에 따른 차량 재배치 거리를 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing a vehicle relocation distance according to the size of a solution set and the number of service steps.

도 5의 실험은 해 집단의 크기가 재배치 거리에 미치는 영향을 측정한다. 해 집단의 크기가 클수록 다양성이 향상되지만, 반드시 더 나은 솔루션을 제공하지는 않는다. 심지어 해 집단의 크기가 크더라도, 다양한 최초의 해 집단에 따라 낮은 품질의 재배치 계획을 야기할 수 있다. 여기서, 전기 자동차의 수는 100대이고, 10개의 스테이션 중 5개의 스테이션이 언더플로 스테이션이며, 각각의 재배치 계획은 30쌍의 재배치 쌍으로 구성된다. 도 5에 나타나 있듯, 해 집단의 크기가 60일 때, 재배치 거리가 가장 짧았다. 도 5는, 특히 스탭이 5명인 경우에, 해 집단의 크기가 재배치 거리에 거의 영향을 미치지 않는다는 것을 나타낸다. 그러나, 스탭이 2명인 경우, 재배치 거리의 차이는 11.3km에 도달한다. 해 집단의 크기가 60인 경우, 서비스 스탭 수가 2명에서 3명으로 증가하면, 재배치 거리를 64.6km에서 37.7km까지 감소시킨다. 이 것은 31.3%의 감소에 상응한다. 그러나, 서비스 스탭 수가 4명에서 5명으로 증가할 경우, 성능 향상은 9.8%에 유지된다.
The experiment of FIG. 5 measures the effect of the size of the population on the relocation distance. The larger the size of the population, the better the diversity, but not necessarily the better solution. Even if the size of the sea population is large, a low-quality relocation plan can be caused by a variety of initial age groups. Here, the number of electric vehicles is 100, and 5 out of 10 stations are underflow stations, and each relocation plan is composed of 30 pairs of relocation pairs. As shown in Fig. 5, when the size of the sea group was 60, the relocation distance was the shortest. Fig. 5 shows that the size of the sea group has little influence on the relocation distance, especially when there are five staff members. However, if there are two staff members, the difference in relocation distance reaches 11.3 km. If the size of the sea group is 60 and the number of service staff increases from 2 to 3, the relocation distance is reduced from 64.6 km to 37.7 km. This corresponds to a decrease of 31.3%. However, if the number of service staff increases from four to five, the performance improvement will remain at 9.8%.

도 6은 전기 자동차의 수 및 서비스 스탭 수에 따른 차량 재배치 거리를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the distance of relocation of the vehicle according to the number of electric vehicles and the number of service steps.

도 6에서 언더플로 스테이션의 수는 5개이다. 여기서, 30%의 전기 자동차들이 재배치가 요구된다. 해 집단의 크기는 50이고, 유전 루프 반복 횟수는 1000회이다. 결과는 도 6에 나타나 있다. 기본적으로 제안된 설계에 따르면 모든 경우에 대해서 차량의 수가 증가할수록 재배치 거리도 증가된다. 본 과정에서 만약 스탭 수가 2명에서 3명으로 증가된다면, 전기 자동차가 20대인 경우에는 성능이 22% 향상되지만, 전기 자동차가 200대인 경우에는 성능이 39.1% 향상된다. 스탭 수가 4명에서 5명으로 증가된다면, 재배치 거리는 20대의 전기자동차에 대해서 0.1%, 200대의 전기자동차에 대해서 7.9% 감소한다. 2명에서 5명까지 서비스 스탭 수의 증가는 재배치 거리를 평균 38%, 17.2% 및 10.5%로 감소시킨다.
In Fig. 6, the number of underflow stations is five. Here, 30% of electric cars are required to be relocated. The size of the population is 50, and the number of genetic loop repetitions is 1000. The results are shown in Fig. Basically, according to the proposed design, the relocation distance increases as the number of vehicles increases for all cases. If the number of staff increases from two to three, the performance is improved by 22% when 20 electric cars are used, but the performance is improved by 39.1% when 200 electric cars are used. If the number of staff increases from four to five, the relocation distance is reduced by 0.1% for 20 electric cars and 7.9% for 200 electric cars. Increasing the number of service staff from 2 to 5 reduces the relocation distance by an average of 38%, 17.2% and 10.5%.

도 7은 차량 이동 수 및 서비스 스탭 수에 따른 차량 재배치 거리를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing a vehicle relocation distance according to the number of vehicles moved and the number of service steps.

차량의 이동 수는 재배치 쌍의 수에 대응한다. 만약 전기 자동차가 재배치 그룹에서 나가지도 들어오지도 않는다면, 재배치 쌍의 수는 초과 전기 자동차의 수와 같으며, 이는 부족한 전기 자동차의 수와도 같다. 재배치 계획은 모든 숫자들을 동일하게 만드는 매개 스테이션을 포함한다. 여기서, 전기 자동차의 수는 100대, 언더플로 스테이션은 10개의 스테이션 중 5개로 설정된다. 도 6의 경우와는 대조적으로, 모든 스탭 수에 대하여 이동 수의 변화에 따른 성능의 증가는 크지 않다. 전기 자동차의 수가 일정한 경우, 도 7의 그래프는 도 6에 비하여 더욱 선형에 가깝다. 10회 이동하는 경우를 제외하고, 증가량은 각각 38.1%, 17,2% 및 12.7%에 유지된다. 성능 향상은 전기 자동차의 수에 더 큰 영향을 받는다.
The number of movements of the vehicle corresponds to the number of rearrangement pairs. If an electric car does not come in and out of a relocation group, the number of relocation pairs is equal to the number of electric cars in excess, which is equal to the number of electric cars in shortage. The relocation plan includes an intermediary station that makes all numbers the same. Here, the number of electric vehicles is set to 100, and the underfloor station is set to 5 out of 10 stations. In contrast to the case of Fig. 6, the increase in the performance due to the change in the number of movements is not large for all the number of steps. When the number of electric vehicles is constant, the graph of Fig. 7 is more linear than the graph of Fig. Except for 10 moves, the increase amounts to 38.1%, 17.2% and 12.7%, respectively. The performance improvement is more influenced by the number of electric vehicles.

도 8은 언더플로 스테이션의 수 및 서비스 스탭 수에 따른 차량 재배치 거리를 나타낸 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing a vehicle relocation distance according to the number of underflow stations and the number of service steps.

만약 언더플로 스테이션의 수가 9개라면, 초과된 전기 자동차들을 다른 9개의 스테이션으로 재배치해야 하는 오버플로 스테이션은 1개이다. 전기 자동차의 수는 100대, 이동 수는 30으로 설정한다. 언더플로 스테이션의 수는 3개에서 9개 사이로 조정된다. 언더플로 스테이션의 수가 오버플로 스테이션의 수에 근접할 때, 재배치 거리는 짧아진다. 언더플로 스테이션과 오버플로 스테이션의 수가 불균등하면 동일한 재배치 쌍으로 병합될 수 있는 동일한 재배치 쌍을 더 많이 생성하기 때문에, 인접한 두 지점의 성능 차이가 크게 나타날 수 있다. 서비스 스탭 수가 2명에서 3명으로 증가될 때, 재배치 거리는 42.9%까지 감소되고, 서비스 스탭 수가 4명에서 5명으로 증가될 때, 재배치 거리는 17.1%까지 감소된다.
If there are nine underfloor stations, then there is one overfloor station that needs to relocate excess electric cars to the other nine stations. The number of electric cars is set at 100, and the number of moving cars is set at 30. The number of underflow stations is adjusted between three and nine. When the number of underflow stations approaches the number of overflow stations, the relocation distance becomes shorter. If the number of underfloor stations and overflow stations is unequal, a larger number of identical relocation pairs can be merged into the same relocation pair, resulting in a significant performance difference between two adjacent points. When the number of service staff is increased from two to three, the relocation distance is reduced to 42.9%, and when the number of service staff is increased from four to five, the relocation distance is reduced to 17.1%.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 카 쉐어링에 제공되는 차량을 재배치 하는 방법에 있어서 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법을 나타낸 플로우 차트이다.9 is a flowchart illustrating a method of relocating an electric vehicle using a genetic algorithm in a method of relocating a vehicle provided in car sharing according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법(900)은 차량 재배치 계획과 관련된 정보를 획득한다(910).Referring to FIG. 9, an electric vehicle relocation scheduling method 900 using a genetic algorithm according to an embodiment of the present invention acquires information related to a vehicle relocation plan (910).

차량 재배치 계획과 관련된 정보는 해 집단의 크기(population size), 반복 횟수, 차량 재배치를 수행하는 서비스 스탭 수, 상기 재배치 되어야 하는 차량의 수, 상기 재배치 되어야 하는 차량의 이동 수 또는 스테이션의 수에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 정보들은 차량 재배치를 스케줄링하기 위하여 필요한 정보이다.The information associated with the vehicle relocation plan may include, for example, population size, number of repetitions, number of service personnel performing vehicle relocation, number of vehicles to be relocated, number of vehicles to be relocated, Information. The information is information necessary for scheduling vehicle relocation.

해 집단의 크기는 유전 알고리즘에서 최초로 생성되는 유전자의 수 또는 최종적인 유전자의 수를 포함할 수 있다. 해 집단의 크기가 클수록 다양성이 향상되지만, 반드시 더 나은 솔루션을 제공하지는 않는다. 해 집단의 크기가 크더라도, 최초의 해 집단의 영향으로 낮은 품질의 재배치 계획이 생성될 수 있다.The size of the population can include the number of genes initially generated in the genetic algorithm or the number of final genes. The larger the size of the population, the better the diversity, but not necessarily the better solution. Even if the size of the sea population is large, a low quality relocation plan can be created due to the influence of the initial sea population.

반복 횟수는 유전 알고리즘이 선택, 교차, 변이 단계를 거쳐 부모 해로부터 자식 해를 얻는 과정을 반복하는 횟수일 수 있다. 유전 알고리즘은 상기 유전 오퍼레이션의 반복을 통해 다양한 해를 도출하며, 다양한 해의 진화 과정을 통해 재배치 거리가 최소인 재배치 계획을 획득할 수 있다.The number of iterations can be the number of times the genetic algorithm repeats the process of obtaining the child solution from the parent solution through the selection, crossover, and mutation steps. The genetic algorithm derives various solutions through the iteration of the genetic operation and can obtain a relocation plan with the minimum relocation distance through evolution of various solutions.

차량 재배치를 수행하는 서비스 스탭 수에 따라서 차량 재배치 거리가 조절될 수 있다. 특히, 동일한 오버플로 스테이션에서 동일한 언더플로 스테이션으로 복수의 차량을 재배치 하는 경우 서비스 스탭 수는 큰 영향을 미칠 수 있다. 스테이션들을 그룹화할 경우, 오버플로 스테이션과 언더플로 스테이션이 각각 동일해질 확률을 증가시킬 수 있다.The vehicle relocation distance can be adjusted according to the number of service personnel performing the vehicle relocation. In particular, the number of service staff can have a significant impact when relocating multiple vehicles from the same overflow station to the same underflow station. When stations are grouped, it is possible to increase the probability that the overflow station and the underflow station become identical to each other.

재배치 되어야 하는 차량의 수는 재배치 거리에 영향을 미친다. 재배치 되어야 하는 차량의 수가 증가할수록 차량 재배치거리가 증가될 가능성이 높다. 재배치 되어야 하는 차량의 수는 재배치 쌍의 수와 동일하다. 앞서 언급된 인코딩 기준에 따라 벡터의 정수 엘리먼트들 각각은 재배치 쌍으로 표현될 수 있으며, 재배치 쌍의 첫 번째 성분은 재배치 되어야 하는 차량을 나타낼 수 있기 때문이다.The number of vehicles to be relocated affects the relocation distance. The greater the number of vehicles to be relocated, the more likely the vehicle relocation distance will increase. The number of vehicles to be relocated is equal to the number of relocation pairs. Each of the integer elements of the vector can be represented by a relocation pair according to the above-mentioned encoding criterion and the first element of the relocation pair can represent the vehicle to be relocated.

재배치 되어야 하는 차량의 이동 수에 따라 차량 재배치 거리가 조절될 수 있다. 특정한 이동 수에 따른 차량 재배치 거리를 산정할 수 있으며, 이동 수를 특정하기 위해서 스테이션을 그룹화하는 것도 가능하다.The vehicle relocation distance can be adjusted according to the number of movements of the vehicle to be relocated. It is also possible to calculate the vehicle relocation distance according to a specific number of movements and to group the stations to specify the number of movements.

스테이션의 수에 관한 정보는 오버플로 스테이션의 수, 언더플로 스테이션의 수 및 모든 스테이션의 수를 포함한다. 언더플로 스테이션의 수와 오버플로 스테이션의 수의 차이가 큰 경우, 재배치 되어야 하는 차량들의 재배치 경로가 같을 가능성이 증가한다. 이에 따라, 서비스 스탭 수에 따른 재배치 거리의 감소가능성도 증가할 수 있다.The information on the number of stations includes the number of overflow stations, the number of underflow stations, and the number of all stations. If there is a large difference between the number of underflow stations and the number of overflow stations, there is an increased likelihood that the relocation paths of the vehicles to be relocated are the same. Accordingly, the possibility of reducing the relocation distance according to the number of service steps can also be increased.

본 발명의 일실시예에 따른 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법(900)은 획득한 정보에 기초하여 정수 엘리먼트를 포함하는 복수의 벡터들을 생성한다(920).The electric vehicle relocation scheduling method 900 using a genetic algorithm according to an embodiment of the present invention generates a plurality of vectors including integer elements based on the acquired information (920).

정수 엘리먼트를 포함하는 복수의 벡터들은 각각 재배치 계획에 대응한다. 복수의 벡터들은 유효한 범위 내에서 랜덤하게 생성된다. 또한, 랜덤하게 생성된 복수의 벡터들은 유전 알고리즘에서 최초로 생성되는 유전자(chromosome)들에 대응한다. 벡터들은 획득된 최초 해 집단의 크기만큼 랜덤하게 생성될 수 있다. 상기 벡터들의 집합은 최초의 해 집합(initial population)에 해당한다.A plurality of vectors including integer elements each correspond to a relocation plan. A plurality of vectors are randomly generated within a valid range. Also, a plurality of randomly generated vectors correspond to chromosomes first generated in the genetic algorithm. The vectors may be randomly generated as much as the size of the acquired initial solution population. The set of vectors corresponds to an initial population.

본 발명의 일실시예에 따른 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법(900)은 유전 알고리즘을 이용하여 상기 벡터들로부터 재배치 거리가 최소인 차량 재배치 계획을 생성(930)한다.The method 900 for scheduling an electric vehicle relocation using a genetic algorithm according to an embodiment of the present invention generates a vehicle relocation plan having a minimum relocation distance from the vectors using a genetic algorithm (930).

랜덤하게 생성된 복수의 벡터들을 기초로 유전 오퍼레이션을 통해 차량 재배치 계획을 생성한다. 재배치 계획은 정수 엘리먼트를 포함하는 복수의 벡터들에 대응한다. 유전 오퍼레이션은 교차(crossover), 선택(selection), 생산(reproduction) 및 변이(mutation)를 포함할 수 있다. 유전 오퍼레이션은 최초의 해 집합으로부터 다양한 해 집합을 생성한다. 해 집합은 유전 알고리즘에 따라 진화하므로 보다 효율적인 차량 재배치 계획을 생성할 수 있다. 특히, 효율적인 차량 재배치 계획에 있어서 가장 중요한 요소인 재배치 거리를 최소화 하는 해 집단을 도출할 수 있다. 상기 과정은 임의의 정지 조건이 만족될 때까지 수행된다. 정지 조건이 만족되면 해 집단에 남은 해 중 가장 바람직한 해를 답으로 삼는다. 예를 들어, 재배치 거리가 가장 짧은 해 집단이 답안이 될 수 있다.A vehicle relocation plan is generated through a genetic operation based on a plurality of randomly generated vectors. The relocation plan corresponds to a plurality of vectors including integer elements. Genetic operations may include crossover, selection, reproduction, and mutation. Genetic operations generate various solution sets from the initial solution set. The solution set evolves according to the genetic algorithm, so that a more efficient vehicle relocation plan can be created. In particular, it is possible to derive a group of solutions that minimizes the relocation distance, which is the most important factor in an efficient vehicle relocation plan. This process is performed until any stop condition is satisfied. When the stop condition is satisfied, the most desirable year is selected as the answer. For example, the year group with the shortest relocation distance can be the answer.

적합도 함수(fitness function)는 알고리즘에 의하여 도출한 개개의 해가 해당 알고리즘의 궁극적 목적에 얼마나 근접한 것인지에 대하여 평가하는 성능지수(figure of merit)를 계산하기 위하여 사용되는 목적 함수(objective function)이다. 유전 알고리즘에서의 적합도 함수는 유전 알고리즘을 수행하는데 있어서 진화의 방향성, 즉 최적 해에 대한 방향성을 제시할 수 있다.A fitness function is an objective function used to calculate a figure of merit that evaluates how close the individual solutions derived by the algorithm are to the ultimate goal of the algorithm. The fitness function in the genetic algorithm can suggest the direction of the evolution, that is, the direction of the optimal solution in performing the genetic algorithm.

차량 재배치 거리는 스테이션 간의 거리를 의미하므로, 차량 재배치 계획을 생성함에 있어서, 스테이션의 위치를 고려해야 한다. 또한, 서비스 지역 전체에 걸쳐서 차량을 재배치 하는 것은 재배치 거리가 매우 길어질 수 있기 때문에 복수의 스테이션들을 그룹화 할 수 있다. 스테이션을 그룹화 하는 것은 동일한 오버플로 스테이션에서 동일한 언더플로 스테이션으로 차량을 재배치하게 될 가능성을 증가시키는 효과도 있다. 따라서, 서비스 스탭 수에 따라서 재배치 거리를 감소시킬 수 있다.The vehicle relocation distance refers to the distance between the stations, so in creating the vehicle relocation plan, the location of the station must be considered. Also, relocating the vehicle over the service area can group a plurality of stations because the relocation distance can be very long. Grouping stations also has the effect of increasing the likelihood of relocating the vehicle from the same overflow station to the same underfloor station. Therefore, the relocation distance can be reduced according to the number of service staff.

다만, 전기 자동차들이 다른 그룹으로 이동되는 것이 필요할 수 있다. 이러한 그룹간의 재배치는 다수의 그룹에 속하는 매개 스테이션을 통해 수행될 수 있다. 매개 스테이션은 언더플로 그룹의 오버플로 스테이션이 될 수 있다.
However, it may be necessary for electric cars to be moved to another group. Such relocation between groups can be performed through an intermediary station belonging to a plurality of groups. The intermediate station may be an overflow station of the underflow group.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 카 쉐어링에 제공되는 차량을 재배치 하는 장치에 있어서 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 장치를 나타낸 블록도이다.10 is a block diagram illustrating an apparatus for relocating an electric vehicle using a genetic algorithm in an apparatus for relocating a vehicle provided in car sharing according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 장치(1000)는 정보 획득부(1010), 벡터 생성부(1020), 재배치 계획 생성부(1030)를 포함한다.Referring to FIG. 10, an electric vehicle relocation scheduling apparatus 1000 using a genetic algorithm includes an information obtaining unit 1010, a vector generating unit 1020, and a relocation plan generating unit 1030.

정보 획득부(1010)는 차량 재배치 계획과 관련된 정보를 획득한다. 차량 재배치 계획과 관련된 정보는 해 집단 크기(population size), 반복 횟수, 차량 재배치를 수행하는 서비스 스탭 수, 상기 재배치 되어야 하는 차량의 수, 상기 재배치 되어야 하는 차량의 이동 수 또는 스테이션의 수에 대한 정보를 포함할 수 있다.The information obtaining unit 1010 obtains information related to the vehicle relocation plan. Information related to the vehicle relocation plan includes information on the population size, the number of repetitions, the number of service personnel performing vehicle relocation, the number of vehicles to be relocated, the number of vehicles to be relocated, . ≪ / RTI >

벡터 생성부(1020)는 획득한 정보에 기초하여 정수 엘리먼트를 포함하는 복수의 벡터들을 생성한다. 복수의 벡터들은 유효한 범위 내에서 랜덤하게 생성된다. 복수의 벡터들의 집합은 최초의 해 집합(initial population)에 해당한다.The vector generation unit 1020 generates a plurality of vectors including integer elements based on the acquired information. A plurality of vectors are randomly generated within a valid range. The set of multiple vectors corresponds to an initial population.

재배치 계획 생성부(1030)는 유전 알고리즘을 이용하여 상기 벡터들로부터 재배치 거리가 최소인 차량 재배치 계획을 생성한다. 재배치 계획 생성부가 이용하는 유전 알고리즘의 내용은 상술한 내용을 포함하므로 보다 자세한 설명은 생략한다.
The relocation plan generation unit 1030 generates a vehicle relocation plan with a minimum relocation distance from the vectors using a genetic algorithm. The contents of the genetic algorithm used by the rearrangement plan generation unit include the above-mentioned contents, and a detailed description will be omitted.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (20)

카 쉐어링(car sharing)에 제공되는 차량을 재배치 하는 방법에 있어서,
차량 재배치 계획과 관련된 정보를 획득하는 단계;
상기 획득한 정보에 기초하여 정수 엘리먼트를 포함하는 복수의 벡터들을 생성하는 단계 및
유전 알고리즘(genetic algorithm)을 이용하여 상기 벡터들로부터 재배치 거리가 최소인 차량 재배치 계획을 생성하는 단계
를 포함하고,
상기 복수의 벡터들은 오버플로 스테이션-재배치 되어야 하는 차량이 속하는 스테이션-에 관한 정보와 언더플로 스테이션-재배치 되어야 하는 차량이 속해야 하는 스테이션-에 관한 정보를 포함하도록 인코딩 되는,
유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법.
A method of relocating a vehicle provided for car sharing,
Obtaining information related to a vehicle relocation plan;
Generating a plurality of vectors including integer elements based on the obtained information; and
Generating a vehicle relocation plan with a minimum relocation distance from the vectors using a genetic algorithm;
Lt; / RTI >
Wherein the plurality of vectors are encoded to include information about an overflow station-the station to which the vehicle to be relocated belongs and a station to which the underfloor station-
A Method of Scheduling Electric Vehicle Relocation Using Genetic Algorithm.
제1항에 있어서,
상기 차량 재배치 계획과 관련된 정보는
해 집단의 크기(population size), 반복 횟수, 차량 재배치를 수행하는 서비스 스탭(staff)이나 직원의 수, 상기 재배치 되어야 하는 차량의 수, 상기 재배치 되어야 하는 차량의 이동 수 또는 스테이션의 수에 대한 정보를 포함하는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법.
The method according to claim 1,
The information related to the vehicle relocation plan
The population size of the population, the number of repetitions, the number of service staff or employees performing the vehicle relocation, the number of vehicles to be relocated, the number of vehicles to be relocated, or the number of stations A method of scheduling an electric vehicle relocation using a genetic algorithm.
제1항에 있어서,
상기 유전 알고리즘을 이용한 차량 재배치 계획은 독립적인 염색체(chromosome)로 표현되는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법.
The method according to claim 1,
A method of scheduling an electric vehicle relocation using a genetic algorithm represented by an independent chromosome, the vehicle relocation plan using the genetic algorithm.
제1항에 있어서,
스테이션(station)-카 쉐어링에 제공되는 차량을 보관하고 관리하는 곳-들을 지역적 인접성에 기초하여 그룹화하고, 상기 그룹화된 스테이션들에 대해서 상기 차량 재배치 계획을 생성하는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법.
The method according to claim 1,
Station-grouping based on local adjacency, where to store and manage vehicles provided for car sharing, and scheduling an electric vehicle relocation using a genetic algorithm to generate the vehicle relocation plan for the grouped stations .
제 4항에 있어서,
상기 스테이션들 중 서로 상이한 그룹에 속하는 스테이션들에 대해서 상기 차량 재배치 계획을 생성하는 경우, 매개 스테이션(intermediary station)-그룹간의 차량 재배치를 위해서 복수의 그룹에 속할 수 있도록 규정된 스테이션-을 통하여 차량 재배치 계획을 생성하는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법.
5. The method of claim 4,
When the vehicle relocation plan is generated for stations belonging to different groups among the stations, an intermediary station - a vehicle relocation through a station defined to belong to a plurality of groups for vehicle relocation between groups, A method for scheduling relocation of electric vehicles using genetic algorithms to generate plans.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 벡터들은 상기 재배치 되어야 하는 차량들의 수만큼 정수 엘리먼트들을 포함하고,
상기 정수 엘리먼트들의 상기 벡터들 내의 위치는 오버플로 스테이션에 관한 정보를 나타내고, 상기 정수 엘리먼트들의 값이 언더플로 스테이션에 관한 정보를 나타내는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법.
The method according to claim 1,
Said vectors comprising integer elements as many as the number of vehicles to be relocated,
Wherein the location of the integer elements in the vectors represents information about an overflow station and wherein the value of the integer elements represents information about an underflow station.
제1항에 있어서,
상기 벡터들은
상기 정수 엘리먼트들의 상기 벡터들 내의 위치 또는 인덱스(index)와 오버플로 스테이션의 차량이 대응되도록 인코딩 되고,
상기 정수 엘리먼트들의 값과 언더플로 스테이션의 차량이 대응되도록 인코딩 되는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법.
The method according to claim 1,
The vectors
The position or index in the vectors of the integer elements is encoded so as to correspond to the vehicle of the overflow station,
And a genetic algorithm encoded such that the value of the integer elements corresponds to a vehicle of an underfloor station.
제8항에 있어서,
상기 정수 엘리먼트들의 상기 벡터들 내의 위치 또는 인덱스(index)와 오버플로 스테이션의 차량을 대응시키기 위해서 상기 오버플로 스테이션을 상기 오버플로 스테이션의 초과 차량의 수만큼 매핑 벡터에 복사하고,
상기 정수 엘리먼트들의 값과 언더플로 스테이션의 차량을 대응시키기 위해서 상기 언더플로 스테이션을 부족 차량의 수만큼 매핑 벡터에 복사하는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법.
9. The method of claim 8,
Copying the overflow station to the mapping vector by the number of excess vehicles of the overflow station to map the location or index in the vectors of the integer elements to the vehicle of the overflow station,
And copying the underflow station to a mapping vector as many as the number of deficient vehicles in order to correspond the value of the integer elements to the vehicle of the underflow station.
제1항에 있어서,
상기 유전 알고리즘은
상기 재배치 되어야 하는 차량들의 재배치 거리를 기준으로 하는 적합도 함수(fitness function)를 이용하는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법.
The method according to claim 1,
The genetic algorithm
And a genetic algorithm using a fitness function based on a relocation distance of the vehicles to be relocated.
제10항에 있어서,
상기 차량 재배치 계획과 관련된 정보는
차량 재배치를 수행하는 서비스 스탭 수에 대한 정보를 포함하고,
상기 적합도 함수는
상기 차량 재배치를 수행하는 서비스 스탭 수를 기초로 상기 재배치 거리를 조정하는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법.
11. The method of claim 10,
The information related to the vehicle relocation plan
Information on the number of service staffs performing vehicle relocation,
The fitness function
And adjusting the relocation distance based on the number of service steps performing the relocation of the vehicle.
제1항에 있어서,
상기 벡터들은 유효한 범위 내에서 랜덤하게 생성되는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the vectors are randomly generated within a valid range.
제1항에 있어서,
상기 유전 알고리즘은
중복 유전자를 임의의 새로운 것으로 대체하는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 방법.
The method according to claim 1,
The genetic algorithm
An electric vehicle relocation scheduling method using a genetic algorithm that replaces redundant genes with arbitrary new ones.
카 쉐어링(car sharing)에 제공되는 차량을 재배치 하는 장치에 있어서,
차량 재배치 계획과 관련된 정보를 획득하는 정보 획득부;
상기 획득한 정보에 기초하여 정수 엘리먼트를 포함하는 복수의 벡터들을 생성하는 벡터 생성부 및
유전 알고리즘(genetic algorithm)을 이용하여 상기 벡터들로부터 재배치 거리가 최소인 차량 재배치 계획을 생성하는 재배치 계획 생성부
를 포함하고,
상기 복수의 벡터들은 오버플로 스테이션에 관한 정보와 언더플로 스테이션에 관한 정보를 포함하도록 인코딩 되는,
유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 장치.
An apparatus for rearranging a vehicle provided for car sharing,
An information acquisition unit for acquiring information related to a vehicle relocation plan;
A vector generating unit for generating a plurality of vectors including integer elements based on the obtained information,
A rearrangement plan generation unit for generating a rearrangement plan having a minimum rearrangement distance from the vectors using a genetic algorithm;
Lt; / RTI >
The plurality of vectors being encoded to include information about an overflow station and information about an underflow station,
An Electric Vehicle Relocation Scheduling Device Using Genetic Algorithm.
제14항에 있어서,
상기 차량 재배치 계획과 관련된 정보는
해 집단의 크기(population size), 반복 횟수, 차량 재배치를 수행하는 서비스 스탭이나 직원의 수, 상기 재배치 되어야 하는 차량의 수, 상기 재배치 되어야 하는 차량의 이동 수 또는 스테이션의 수에 대한 정보를 포함하는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 장치.
15. The method of claim 14,
The information related to the vehicle relocation plan
The population size of the population, the number of repetitions, the number of service staff or employees performing the vehicle relocation, the number of vehicles to be relocated, the number of vehicles to be relocated, or the number of stations An Electric Vehicle Relocation Scheduling Device Using Genetic Algorithm.
제14항에 있어서,
상기 유전 알고리즘을 이용한 차량 재배치 계획은 독립적인 염색체(chromosome)로 표현되는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 장치.
15. The method of claim 14,
A vehicle relocation plan using the genetic algorithm is an electric vehicle relocation scheduling apparatus using a genetic algorithm represented by an independent chromosome.
삭제delete 제14항에 있어서,
상기 벡터들은 상기 재배치 되어야 하는 차량들의 수만큼 정수 엘리먼트들을 포함하고,
상기 정수 엘리먼트들의 상기 벡터들 내의 위치는 오버플로 스테이션에 관한 정보를 나타내고, 상기 정수 엘리먼트들의 값이 언더플로 스테이션에 관한 정보를 나타내는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 장치.
15. The method of claim 14,
Said vectors comprising integer elements as many as the number of vehicles to be relocated,
Wherein the location of the integer elements in the vectors represents information about an overflow station and wherein the value of the integer elements represents information about an underflow station.
제14항에 있어서,
상기 벡터들은
상기 정수 엘리먼트들의 상기 벡터들 내의 위치 또는 인덱스(index)와 오버플로 스테이션의 차량이 대응되도록 인코딩 되고,
상기 정수 엘리먼트들의 값과 언더플로 스테이션의 차량이 대응되도록 인코딩 되는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 장치.
15. The method of claim 14,
The vectors
The position or index in the vectors of the integer elements is encoded so as to correspond to the vehicle of the overflow station,
And a genetic algorithm encoded such that the value of the integer elements corresponds to the vehicle of the underflow station.
제19항에 있어서,
상기 정수 엘리먼트들의 상기 벡터들 내의 위치 또는 인덱스(index)와 오버플로 스테이션의 차량을 대응시키기 위해서 상기 오버플로 스테이션을 상기 오버플로 스테이션의 초과 차량의 수만큼 매핑 벡터에 복사하고,
상기 정수 엘리먼트들의 값과 언더플로 스테이션의 차량을 대응시키기 위해서 상기 언더플로 스테이션을 부족 차량의 수만큼 매핑 벡터에 복사하는 유전 알고리즘을 이용한 전기 자동차 재배치 스케줄링 장치.
20. The method of claim 19,
Copying the overflow station to the mapping vector by the number of excess vehicles of the overflow station to map the location or index in the vectors of the integer elements to the vehicle of the overflow station,
And a genetic algorithm for copying the underflow station to a mapping vector as many as the number of deficient vehicles to associate the value of the integer elements with the vehicle of the underflow station.
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