基于轨迹数据的网约车群智路径优化研究

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songlove511
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随着电子设备的普及以及电子商务的兴起,物流行业蓬勃发展。在这样的时代背景下,传统运输模式已逐渐无法满足海量包裹派送需求。因此,本文提出网约车群智运输模式,旨在通过“拼车”的形式将包裹派送任务分配给网约车,充分利用网约车在载客过程中的空余载运能力来解决传统配送方式中存在的派送资源紧缺、车辆派送效率低、派送成本高等问题。首先,为准确分析载客高需求热点区域,考虑载客热点聚类中道路空间对车辆行驶的约束,提出一种基于Dijkstra算法的改进OPTICS聚类算法,D-OPTICS算法。D-OPTICS算法采用Dijkstra寻路距离替代传统OPTICS算法中的距离度量方式,并以路段为单位提取邻域内载客点进行聚类。与OPTICS算法相比,D-OPTICS算法考虑了道路距离的约束,提高了载客热点聚类稳定性和精度,更加贴合实际。基于网约车轨迹数据,建立群智运输理念下的网约车运输网络模型。利用D-OPTICS聚类算法以及轨迹数据分析,挖掘网约车载客在时间角度和空间角度的出行特征及规律。基于载客时空特征,确定网约车群智运输网络模型中的群智运输时间、运输区域以及结合24h便利点POI的包裹中转站选址,并通过群智运输时间、运输区域以及和中转站的距离约束,选取适合群智运输的载客订单和包裹订单。通过群智运输VRP模型构建及模型求解,对群智运输网络模型中的载客订单和包裹订单进行路径优化。在传统VRPPD基础上借助包裹中转站,将网约车群智运输VRP转化成考虑载客订单、包裹订单的单侧时间窗约束以及车辆容量约束的开放式单车厂车VRPPD。模型以最小化行驶成本和时间惩罚成本之和为目标,利用蚁群算法求解。在蚁群算法转移规则中,引入客户时间窗和服务等待时间因素,使得蚂蚁优先前往需求急迫的客户点,并缩短蚂蚁提前到达客户点所需消耗的等待时间,便于最优路径求解。本文最后利用成都市滴滴网约车轨迹数据,对研究成果进行案例分析。利用随机生成的包裹订单数据与实际滴滴轨迹数据作为研究基础,通过网约车群智运输网络模型对数据进行筛选。利用蚁群算法求解网约车群智运输VRP模型,得到最优派送路径。表明网约车能够协助城市内的包裹派送,保障乘客出行的同时提高包裹派送可行性,使得整体运输成本最低,具有实际应用价值。
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