基于单纯形法的共享单车优化调度

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1、基于单纯形法的共享单车优化调度王浩甄栋夫王乔宇华北理工大学摘要：共享单车是指企业在多区域提供自行车单车共享服务，是一种新型共享经济。木文主要研宄了共享单车的调度问题，实现了对共享单车的合理调度，解决了一系列问题。基于当前共享单车的综合情况，建立了完整的调度系统模型。具体详细的分析处理了共享单车的系统调度问题，达到了最低成本和最高效的调度方式。关键词：单纯形法;共亨单车调度系统积分模型调度优化模型;作者简介：王浩，男，（1998.02.28—一）,民族:满族，籍贯:辽宁省彰武县，学历:本科，学校:华北理工大学，专业：电气工程及其自动化。作

2、者简介：甄栋夫，男，（1996.08.30—一），民族:汉族，籍贯:河北省唐县，学历:本科，学校:华北理工大学，专业：电气工程及其自动化。作者简介：王乔宇，男，（1996.03.24—一），民族:汉族，籍贯：山西省阳城县,学历:本科，学校:华北理工大学，专业：电气工程及其自动化。共享单车是指企业在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务，是一种分时租赁模式。共享单车己经越来越多地引起人们的注意，由于其符合低碳出行理念，政府对这一新鲜事物也处于善意的观察期。很多共享单车公司的单车都奋GPS定位，能够实现

3、动态化地监测车辆数据、骑行分布数据，进而对单车做出全天候供需预测，为车辆调度提供指引。一、单纯形法一般线性规划问题具有线性方程组的变量数大于方程个数，这时会有不定的解。当决策变量个数n和约束条件个数m较大时，采用“枚举法”找出所有可行解，再一一比较的办法是行不通的。单纯形法是求解线性规划问题的通用方法。本文建立共享单车调度模型，基于单纯形法得到最优调度方案。二、调度需求的分析在设计规划共享单车的调度系统时，为满足骑行者円常的骑车和停车的需求，不同停车区域的单车数量会有差距。因为共享单车有极强的流动性和交通性，骑行者的骑车和停车的需求存在

4、着不均衡性，从而导致某些区域出现空闲和过剩的状态。所以，建立有效的调度机制有利于共享单车更好地服务于每一位骑行者。建立以下模型：在某一时刻t，调度系统中某停车区域的停车数量为，在一定时间内用车率(1：和停车率｛3：保持相对稳定状态，未来时刻T的可用车辆数量，如上模型。车辆的调度系统是为了保证停车区域能够处于正常状态，即可用车辆在范围(e„in,内。当P,(t)〈〜。停车区域发出调入请求，即可将该任务列入调度系统;当Pi(t)〉^，发出调度请求，停车区域发出调出请求，即可收到调出指令。三、调度需求模型根据调度系统，可知是对单车调入或调山数

5、量的把控，与一般的物流快递服务区别开来。在调度系统中对调度任务的处理，最后保持停车区域的单车数量保持在(eBin,范围内。当Pi(t)〉么，，，停车区域调出自行车q;(t)满足：q,(t)表示调度需求，当(t)〉0,应调出Qi(t)表示停车区域应调出单车;iq,(t)〈0,表示停车区域应调入单车qi(t)可得：计算可得:注：ae［l,0］可按照调度者的经验，偏好设置，［X］取整车辆的最低存放量单车需求和单车最低存放量在时间和空间上有很大的限制，在共享单车调度系统中建立目标函数，有效的将这两个问题和结合，使调度系统更加有效的运行。在木文中

6、，我们建立的是调度成木，调度线路以及调度车辆数目的模型，目的就是为了保证当停车区域单车数量低于最小存放量时，我们能够采取有效的调度方式进行调度。相邻区域的骑行数量明显高于大跨度区域，所以我们将以此情形对调度系统进行模型构造。如图:此图表示的是任意时间段车场的集合。根据上图，（a,,bj停车区域i的使用可以让骑行者的满意程度达到最佳，骑行者在这个阶段的满意度会达到最佳，不会产生惩罚成本，而单车在以外的时间段内会产生一定的惩罚成本以及不可抗因素造成的经济损失。调度成本包括运行成木未来时间内的惩罚成木以及不可抗因素经济成木。最低存放量是为了满

7、足最大限度经营为目的而闲置的资源，即需求，供应和库存3个重要因素构成。对于共享单车来说，骑行者就能够满足经营的需求，而供应则是经营者的把这些闲置的资源保证自身经营的一部分。所以说保证最低的库存量能够保证任何一个骑行者都能随时随地的使用共享单车。共享单车的使用情况属于随机离散的（R，S）型库存策略，以最低成本为目标建立最基础的数学模型：且满足时可得最低成本最低存放量为F-h，可根据此数据来进行调度。由于上下班高峰期时用车人数和对集中，所以建立最低存放量模型可以有效的保证骑行者对单车的需求。在调度系统中，及时布置计划、完成任务，可以高效的使

8、共享单车网络正常运行五、建立目标函数车辆运行成木:惩罚成本以及其它经济成本:由题可得0标函数由（6）和（7）共同得到:（6）为第一个优化目标表示调度单车数量最少，符合数据二中相邻区域使用基数大，需求多的基本