【摘要】：公共自行車是一種方便且環(huán)保的交通方式,它可以解決公交出行的“最后一公里”問題。然而,在公共自行車系統(tǒng)運(yùn)行過程中,有很多公共自行車站點(diǎn)會出現(xiàn)無車可借和無法還車的情況。合理的公共自行車調(diào)度可以避免這種情況的出現(xiàn)。公共自行車調(diào)度優(yōu)化的目的是要提出更合理的調(diào)度模型,提出更高效的調(diào)度算法,從而解決“還車難、租車難”的問題。高效的調(diào)度可以節(jié)約成本,提高市民對公共自行車使用的滿意度,推動(dòng)公共自行車系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展,對于緩解城市交通污染與交通擁堵、促進(jìn)城市居民綠色出行都具有重大的意義。本文先是分析了目前公共自行車調(diào)度的特性與存在的不足,進(jìn)而對公共自行車動(dòng)態(tài)和靜態(tài)調(diào)度優(yōu)化問題進(jìn)行了深入研究。為了提高調(diào)度效益,本文對公共自行車靜態(tài)調(diào)度建立基于混合時(shí)間窗的數(shù)學(xué)模型,對公共自行車動(dòng)態(tài)調(diào)度建立兩階段數(shù)學(xué)模型。并提出了兩種靜態(tài)調(diào)度的求解算法:新的混合智能水滴算法和自適應(yīng)混合蟻群算法。在算法設(shè)計(jì)上,本文首次將回路服務(wù)策略融入蟻群算法中,并與蛙跳機(jī)制融合生成自適應(yīng)混合蟻群算法。本文首次將擬人模擬退火機(jī)制融入智能水滴算法中生成混合智能水滴算法。此外,本文提出了一種動(dòng)態(tài)調(diào)度的求解算法:改進(jìn)的變鄰域蟻群算法。在該算法中,本文首次提出了黑螞蟻機(jī)制與跳躍探索機(jī)制,提出基于元素適應(yīng)度和新鄰域結(jié)構(gòu)改進(jìn)的鄰域搜索法。在算法中,螞蟻被賦予了特殊的視角,尋路時(shí)考慮了路況信息。此外,對于動(dòng)態(tài)事件的處理,提出了基于混合驅(qū)動(dòng)時(shí)間片的動(dòng)態(tài)調(diào)度策略。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測試表明,這些新的算法和策略可以得到更優(yōu)的調(diào)度方案,求解效率更高。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP18;U491.225
【圖文】：

我國很多城市如廣州市[20]仍憑借人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)度，缺乏科學(xué)的理論指導(dǎo)，不能起到很好的調(diào)度效果。因此，對公共自行車調(diào)度問題的研究刻不容緩，學(xué)者們需要對公共自行車動(dòng)靜態(tài)調(diào)度展開深入研究。1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線本文主要對公共自行車靜態(tài)調(diào)度和動(dòng)態(tài)調(diào)度問題進(jìn)行研究。研究的主要內(nèi)容包括對問題建模、對動(dòng)態(tài)調(diào)度策略的設(shè)計(jì)、對多調(diào)度中心的處理策略、對調(diào)度算法（包括靜態(tài)調(diào)度算法和動(dòng)態(tài)調(diào)度算法）的設(shè)計(jì)。

群算法算法是一種群體智能算法，該算法意大利研究人員 M.Dorign程中群體行為的啟發(fā)而提出的。蟻群在找到食物之后，會將食逐漸找到家和食物之間路程更短的路線，沿著更短的路線搬 2.1 所示，圖中標(biāo)記 F 的區(qū)域是食物，標(biāo)記 N 的區(qū)域是蟻穴過三次迭代蟻群慢慢找到一條更短的路線的過程。

該算法就是按照一定規(guī)律重復(fù)這兩個(gè)步驟。對于該算法的改進(jìn)可以從鄰域結(jié)構(gòu)、初始解的構(gòu)造、局部搜索方法等子步驟中著手。2.3.5 蛙跳算法蛙跳算法[49]是一種模擬青蛙群群覓食過程的群體智能算法，青蛙會跳躍到不同的石頭上去尋找食物多的地點(diǎn)。每只青蛙都賦予了文化，這個(gè)文化就是問題的解。蛙群會根據(jù)文化分成不同小群體，每個(gè)小群體內(nèi)的青蛙受彼此之間的文化影響，文化在發(fā)生改變。在內(nèi)部文化發(fā)生變化后，小群體又混合在一起組成一個(gè)大的蛙群。整個(gè)過程被重復(fù)著直到最優(yōu)的文化不再改變，這就是蛙跳算法。該算法的一般步驟如下所示：Step1 初始化青蛙種群以及種群的各種參數(shù)，每個(gè)青蛙就是一個(gè)解。Step2 根據(jù)青蛙的適應(yīng)度對青蛙排序，適應(yīng)度越大說明其解越優(yōu)。然后將所有青蛙分成 組： , , ，也就是 個(gè)子群體，子群體劃分規(guī)則如下：依次將種群中前 ( / )小代價(jià)值的青蛙分到( / )組。其子群體劃分過程原理如圖 2.2所示，圖中數(shù)字是根據(jù)適應(yīng)度值進(jìn)行排序的青蛙編號。

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本文編號：2756515