城際網約車訂單分配問題及其求解演算法

2021-10-05 17:16:05 字數 1808 閱讀 5758

城際網約車訂單分配問題是訂單分配問題的一種,它主要是為了解決特定城市之間的個性化出行難題。在城際網約車服務中,訂單分配問題是指在滿足一定的約束條件和特定城市之間的客戶出行需求的情況下,對從某個城市出發到達目標城市的一系列客戶訂單安排合理的接送路線,從而減少車輛的空載率,縮短客戶的等待時間,減少司機的繞行距離等目標的優化問題。

城際網約車訂單分配問題如下圖所示:

在上圖中,有12個乘客需要被服務,提出的演算法在起點城市安排3輛車分別為這些乘客服務,並在終點城市根據每個乘客的下車點,依次安排乘客下車。

本節根據問題的性質和實際場景下必須考慮的一些約束,給出了帶兩個目標的城際網約車訂單分配問題的問題模型。

為了解決城際網約車的訂單分配問題,提出了一種高效的智慧型訂單分配演算法,它不僅能夠有效地處理城際網約車的訂單分配任務,而且可以利用多目標優化方法為城際網約車服務提供同時滿足多個需求的高質量的分配方案集合。 智慧型訂單分配演算法的總體框架下圖所示。

它解決了派單中的時序問題。在提出的演算法中,包含五個主要元件,即:基於時間序列和距離資訊的啟發式方法、基於鄰域的區域性搜尋、動態訂單分配機制、自適應訂單分配方案選擇機制和存檔更新策略。具體來說,在此演算法中,首先,在訂單庫中使用基於時間序列和距離資訊的啟發式方法生成初始種群;然後,不斷使用基於鄰域操作的區域性搜尋,來進一步提公升訂單分配方案的質量;在這個過程中,用動態訂單分配機制來處理即時訂單,用存檔更新策略更新外部存檔;最後,使用自適應訂單分配方案選擇機制,根據不同的場景自適應地從多個分配方案中選擇最佳的方案給司機。

在本演算法中,採用基於時間序列和距離資訊的啟發式方法來生成初始的訂單分配方案集合。其中,訂單分組的過程如下:

在本演算法中,採用基於鄰域操作的區域性搜尋用於產生新的分配方案。區域性搜尋所涉及的鄰域操作由兩個基本的函式進行定義:選擇路徑和確定插入位置。前者定義了如何從分配方案中選擇路徑,如表1所示;而後者定義了在路徑中插入客戶點的最佳位置,如表2所示。

由於城際網約車是乙個動態預約服務,本演算法所解決的訂單分配問題可以看作是乙個動態的多目標問題。通過基於時間序列和距離資訊的構造方法對已有訂單進行分配的基礎上,本演算法採用了動態訂單分配機制來處理新出現的訂單,具體過程如下:

由於將城際網約車訂單分配問題定義為乙個多目標優化問題,最終會得到多個非佔優的分配方案。為了能夠更好地根據當前場景進行訂單分配,本演算法採用自適應訂單分配方案選擇機制,從archive集合的多個分配方案中選擇乙個作為最終的方案。根據不同的場景,制定的選擇機制如表3:

fd​)最小的分配方案,有相同的選擇概率。如果是上下班高峰時間段以及節假日時間段,則採用總等待時間優先的機制來減少堵車帶來的影響,即:從archive中選擇總等待時間值(f

tf_t

ft​ )最小的分配方案。

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