一种出租车智能调度分配系统的制作方法

1.本发明涉及出租车调度技术领域，具体涉及一种出租车智能调度分配系统。


背景技术：

2.在现代众多出行方式中，出租车是相对便捷的方式之一，尤其随着多种打车软件的推广，越来越多的人选择出租车的方式出行。此时，如何快速将出租车与需要出行的乘客之间快速匹配到一起，完成出租车的调度是目前出租车调度分配系统的关键点。
3.传统的出租车调度过程中，出租车的司机大多是依靠自己的载客经验和对交通道路的了解，驱车前往人流量较大的地方寻找乘客，例如商业街和居民区。但是这种主观性的调度方式的稳定性非常差，而且对于人流量较少区域乘客的出行需求难以满足，同时也会因交通堵塞等原因增加出租车的运行成本，降低收入。因此如何根据乘客位置和出行人员的数量调度最近距离的出租车，不仅能解决打车难的问题，同时能够解决运营成本高的问题。通过对出租车调度系统的优化，最大限度的满足人们的出行需求。


技术实现要素：

4.本发明提供一种出租车智能调度分配系统，以解决现有的出租车与出行人员的匹配程度不高的问题，所采用的技术方案具体如下：本发明一个实施例提供了一种出租车智能调度分配系统，所述系统包括：数据采集模块，获取出租车的实时位置，管理系统从打车需求中获取需求起始点和出行目的地；人车匹配合理度评价模块，根据乘客剩余的等待时长、乘客平均等待时长、需求起始点到目的地的距离以及出租车到需求起始点的距离获得出租车与当前需求的匹配合理度；乘客顺路拼车的可能性评价模块，获取当前所有出租车到需求起始点的距离，根据每辆出租车与当前需求的匹配合理度、出租车到需求起始点的最大距离，每个出租车的载客量、每辆出租车到该需求起始点的距离获得每辆出租车到该需求起始点的优先程度；对于所有打车需求，统计需求起始点相同的所有需求，得到出租车到起始点相同的所有需求的距离，对于起始点相同的所有需求，得到需求起始点到目的地的路线重合度，根据出租车到起始点相同的所有需求的距离以及所有起始点相同的需求到目的地的路线重合度和时间得到需求重合度；根据出租车到需求起始点的优先程度和所有相同需求的需求重合度得到每辆车租车的边权累加系数；最终匹配度获取模块，根据获得的边权累加系数更新隶属度函数获得每辆车到每个需求的最终匹配度，由此获得最优匹配矩阵；利润计算模块，根据最优匹配矩阵得到匹配结果，计算一段时间内获取的运营利润在系统中显示。
5.优选的，所述获取出租车实时位置为每当出现新的打车需求后，使用gps定位此时
在调度范围内的所有出租车位置，每次出现新的打车需求后更新一次。
6.优选的，所述根据乘客剩余的等待时长、乘客平均等待时长、需求起始点到目的地的距离以及出租车到需求起始点的距离获得出租车与当前需求的匹配合理度的方法为：每次出现打车需求后进行更新，得到调度范围内所有出租车与需求起始点的相对位置及路线，此后每1s更新一次合理度，根据历史数据中的乘客平均等车时长与当前需求发出后的时间做差得到需求等待影响因子，所有出租车到需求地点的距离根据路线更新得到，每1s更新一次，并通过调度中心计算从需求地点到目的地的距离，以等待影响因子与需求地点到目的地的距离的乘积比上每辆出租车到需求地点的距离得到每辆出租车到需求地点的合理度。
7.优选的，所述根据每辆出租车与当前需求的匹配合理度、出租车到需求起始点的最大距离，每个出租车的载客量、每辆出租车到该需求起始点的距离获得每辆出租车到该需求起始点的优先程度的方法为：式中，是第i辆出租车匹配需求的优先程度，是t时刻出租车到对应等待地点的驾驶距离，n是能够调度到的出租车数量，是n辆出租车到对应等待地点驾驶距离的最大值，是出租车上的载客量，是系统调度出租车与需求匹配的合理度。
8.优选的，所述对于起始点相同的所有需求，得到需求起始点到目的地的路线重合度的方法为：获得所有需求起始点相同的需求到目的地的路线在调度中心地图中显示出来，通过地图得到每个需求起始点到目的地的路线，将其作为一条曲线，根据动态时间规整对于所有需求起始点相同需求对应的曲线两两计算其曲线相似度，再通过曲线欧氏距离得到曲线相近度，两者相乘获得路线重合度。
9.优选的，所述根据出租车到起始点相同的所有需求的距离以及所有起始点相同的需求到目的地的路线重合度和时间得到需求重合度的方法为：式中，是路线与路线的重合度，是不拼车时出租车到达需求对应的目的地的驾驶时间，是不拼车时出租车到达需求目的地的时间，是拼车完成两个需求的总时长，是出租车到需求的驾驶距离，出租车到需求的驾驶距离，是需求、对应的需求重合度。
10.优选的，所述根据出租车到需求起始点的优先程度和所有相同需求的需求重合度得到每辆车租车的边权累加系数的方法为：
式中，是第i辆出租车匹配需求的优先程度，max()为最大值函数，表示第需求与需求的需求重合度，是需求对应等待地点打车需求的数量，表示第i辆出租车的边权累加系数。
11.优选的，所述根据最优匹配矩阵得到匹配结果，计算一段时间内获取的运营利润在系统中显示的方法为：根据出租车到需求起始点的距离与需求起始点到目的地的距离得到出租车所需成本，通过出租车从需求起始点到目的地的距离得到出租车获取的收入，两者相减获得出租车所获得的利润，计算匹配完成后所有出租车对所有需求的利润。
12.本发明的有益效果是：本发明提出一种出租车智能调度分配系统，传统出租车的调度多数情况下依靠司机对交通道路的熟悉程度和司机之间的传呼沟通进行，这种调度方式过于依靠司机的主观性，难以及时满足打车需求，并且运营成本相对较高。本发明首先根据管理平台获取的打车需求序列和出租车运营状态，将车辆位置和打车地点转化成无向图的形式，并构建了构建边权累加系数。边权累加系数考虑了出行人员的需求重合度和车辆的优先程度，优先程度通过合理度和出租车的载客量评估每一辆出租车对打车需求调度的优先程度，需求重合度考虑了同一打车地点出行人员出行路线的重合度，需求重合度的有益效果在于考虑实际情况中不同出行人员出行路线的重合度，获取拼车出行的可能性缩短了出租车对打车需求的相应时间。边权累加系数的有益效果在于对于无向图中的任意一个打车需求，每辆出租车都会被调度系统考虑，避免出租车接受调度指令不平衡的情况发生。其次利用边权累加系数更新了梯形隶属度函数，最终得到每辆出租车应该调度的最佳需求位置，本发明提出的调度方式在调度过程中每个出租车都会得到最佳调度指令，避免发生出租车只在人流量多的区域载客的不合理现象。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本发明的一个实施例所提供一种出租车智能调度分配系统的流程示意图；图2为出租车打车无向图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的一种出租车智能调度分配系统流
程图，该系统包括：数据采集模块，在本实施例中，管理系统在计算最优方案的过程中一方面出租车的调度需要考虑每个出租车的营收和整个管理系统的运行成本，避免仅对少数车辆发送调度信息的不合理现象，另一方面需要判断调度车辆是否能够满足前往地点的乘车需求，乘车需求包括等车时间、打车费用等等。基于上述分析，需要利用gps获取出租车的实时位置。对于乘车人员而言，管理系统从出行人员的打车需求中获取打车地点和出行目的地的相关信息。其次利用数据清洗技术对获取数据进行清洗，清洗的目的是为了删除过大、过小的数据，例如由于汽车故障导致等待时间过长，这种极低概率的数据并不适用于调度方案，数据清洗为公知技术，具体过程在此不做详细赘述。
17.人车匹配合理度评价模块，出租车的调度匹配系统是一个相对复杂的问题，需要考虑交通道路，出租车，乘客三个影响因素，每个因素又包含不同的属性，例如对于乘客这一影响因素，包括了等车时间，打车费用，目的地位置等多个属性，因此考虑出租车和乘客的匹配关系，在建立匹配关系前，需要对相关属性进行规定：首先不考虑出租车在路边的停靠时间，二是在每次调度中一辆出租车不能同时匹配目的地相反的乘客。
18.出租车管理系统接收每个出行人员的打车请求后，每个打车请求中包含出行人员的等待打车的地点和目的地的位置信息，本实施例中，按照出行人员发送打车请求的时间先后顺序，依次将打车请求记为，至，在本实施例中，打车请求包含了等待打车的地点。统计当前空闲出租车的信息，分为记为，至，代表第一辆空闲的出租车，代表第n辆空闲的出租车。进一步的，分别记t时刻需求序列为,,t时刻的可调度的出租车序列为,，出租车的调度匹配就是将需求序列与出租车序列进行合理的匹配。
19.可调度的出租车数量n和请求人数m的大小很有可能是相等的，因此需要对每对人-车匹配的合理性进行评估打分，评估结果记为合理度,的含义是指调度第i辆出租车前往第j个需求对应的等待地点的合理程度，合理度的值越大，说明出租车前往需求地点的合理程度越高。
20.计算t时刻调度第i辆出租车前往对应的等待地点的合理度：式中，是历史数据中乘客对应的平均等车时长，即从发出打车需求到与出租车匹配成功的平均时间，是乘客j的需求已经发出的时间，是第i辆出租车将乘客j送达目的地的驾驶距离，是第i辆出租车到需求对应的等待地点的驾驶距离，表示出租车前往对应的等待地点的合理度。
21.合理度为t时刻下第i辆出租车前往需求对应的等待地点的合理程度，需求发出的时间越短，第i辆出租车到需求对应的等待地点的距离越近，调度出租车前往对
应的等待地点的合理程度越大。
22.是调度第i辆出租车前往第j个需求对应等待地点的合理程度，调度合理需要满足的是需求发出的时间没有超出乘客的等车时长，因此超出能接受的等车时长，乘客往往会取消需求，因此等待时间与合理程度应该是反比关系，等车时间越久调度该出租车的合理性应该越低，即越大，合理程度越高；另一方面，出租车的运营利润是主要考虑的因素，乘客的目的地距离越远，出租车的运营利润是越高的，即需求地点到目的地的驾驶距离与合理程度是正比关系，即越大，合理程度越高。
23.乘客顺路拼车的可能性评价模块，基于管理系统获取的需求地点与出租车位置构成无向图，如图2所示，图中是需求，之间的驾驶距离，是需求的位置坐标，是出租车到需求对应的等待地点之间的驾驶距离。在实际出行过程中，除了驾驶距离外，时间因素和拼车同样会影响到出租车和乘客的匹配关系，对于需求频率较高的地点，排队拼车的事件在实际情况中是很容易发生的，此时需要根据车载人数，行车方向和距离的重复程度等要素，判断出是否可以进行拼车的方式，而后对区域内的出租车，根据各地区的需求程度，进行最优化处理，实现出租车的智能调度，这样既能减少乘客的等待时间，也能减少出租车的运营成本。
24.如图2所示，假设需求所在地点有3个乘客发出请求的时间相同，其中乘客1，乘客2，乘客3的目的地分别是点1，点2，点3，其中从到点1，点2的驾驶距离中有着大量的重复道路，而与点3之间虽然驾驶距离较近，但是驾驶方向相反，如果出租车上有2个以上的位置可以实现乘客1，乘客2的拼车。此处构建边权累加系数，用于表征两个不同目的地乘客顺路拼车的可能性，计算出租车对应的边权累加系数：：：式中，是第i辆出租车匹配需求的优先程度，是t时刻出租车到对应等待地点的驾驶距离，n是能够调度到的出租车数量，是n辆出租车到对应等待地点驾驶距离的最大值，是出租车上的载客量，是出租车剩余的载客量，只有剩余载客量大于2时出行人员才有可能拼车，是系统调度出租车与需求匹配的合理度。是需求对应的等车地点处需求的数量。是需求、对应的需求重合度，是同一等车地点中出租车到需求的目的地的驾驶距离，是同一等车地点中出租车到需求目的地，假设同一等车地点对应上图中的位置，对应
上图中到点1的驾驶距离，上图中到点2的驾驶距离，此处的同一等车地点是指需求，对应的等车地点相同。是路线与路线的重合度，路线是指出租车到需求的目的地的驾驶路线，路线是指出租车到需求的目的地的驾驶路线，两条曲线的重合度可以通过动态时间规整（dtw）算法计算，并计算两条曲线的欧氏距离，令其相乘获得曲线重合度判断依据，动态时间规整计算重合度为公知技术，具体过程不再详细赘述。是不拼车时出租车到达需求对应的目的地的驾驶时间，是不拼车时出租车到达需求目的地的时间，是拼车完成两个需求的总时长。的计算方式与的计算方式一致，在此不再重复。是指同一等车地点下需求重合度最大的两个需求。
25.优先程度为t时刻下，调度出租车匹配需求的优先程度，对应的合理度越大，载客量越大，对应的优先程度越高。
26.边权累加系数为无向图中顶点的边权值，出租车到达一个等车地点后，出行人员拼车概率的高低，不同需求的路径重合度越高，驾驶时间越充裕，出租车的优先程度越高，出行人员的拼车概率越大，在无向图中相应顶点的边权值越大。
27.优先程度反映了当出租车与同一时间出现多个需求时的调度地点的优先程度，出租车到调度地点的距离越近，出租车的可载客量越大，调度的合理度越高，对应的优先程度越大。反映了两个需求路线的拟合程度，其值越大，说明拟合程度越大，重合的驾驶距离也就越多，反映了拼车出行时间是否满足所有乘客的出行需求，其值越大，说明出行时间的满足程度越高，加1的含义是只要达到等车地点的出租车至少能够匹配一个乘客。边权累加系数越大，且总行驶时间没有超出规定时间，那么出租车可以同时匹配两个乘客，拼车车辆对应的隶属度结果应该更大，这样才能让匹配系统给出更高的优先度。
28.最终匹配度获取模块，利用边权累加系数更新原有的梯形隶属度函数f，得到本实施例中的隶属度函数f：式中，x是隶属度函数的输入，a，b是原始梯形隶属度函数f的分界点，a是过度区间的最小值，b是最优区间的最大值，在本发明中a的大小取0.5，b的大小取3。
29.根据上述步骤得到隶属度函数f后，确定模糊匹配算法的输入量即可得到对应的模糊输出，在本实施例中模糊处理的过程如下:1.模糊化：按照上述步骤获取每个输入变量对应的隶属度函数，本实施例中输入是请求时间，需求地与目的地之间的驾驶距离，出租车与需求地之间的距离，通过隶属度函
数f分别将输入转化为模糊变量。
30.2.模糊规则库：基于语义信息和控制规则描述策略，模糊规则库的建立为公知技术，在此不做详细赘述。
31.3.模糊推导和解模糊化：模糊推推导根据模糊规则库定义的，本实施例采用if-then的形式定义。
32.4.解模糊化：模糊算法的输出结果是带有隶属度的模糊输出变量，出租车管理系统需要将模糊输出变量转化为具体的位置坐标，再由管理系统将位置信息发送至出租车。本实施例利用重心法进行解模糊化，任意一个匹配输出结果的解模糊公式为：式中，是第k个模糊推理输出结果的隶属度，模糊处理的流程是对每一个输入变量进行模糊化处理，然后进行模糊推理，根据规则库，每个输入变量对应多个模糊推理结果，最后对模糊推理的结果进行解模糊化，是对应的隶属度函数的重心的坐标值，为输出的最终数值结果，是隶属度为的输入数据的数量,获取隶属度函数重心坐标为公知技术，不再详细赘述获取过程。
33.根据隶属度函数获得的最终结果就是调度车辆与需求的最终匹配度，由此得到每辆车辆与每个需求之间的匹配度，构建一个匹配度矩阵h，根据矩阵h中出租车和打车需求的匹配度的输出结果，对每辆出租车发送最优的调度指令，对于出租车而言，匹配度最大的是需求，因此前往需求所在位置坐标，对于出租车而言，需求，与出租车的匹配度一样，说明需求，的位置位于同一个调度位置，且满足拼车条件，应当将出租车调往需求，所在位置，乘客上车后，出租车应该立刻向管理系统发送匹配成功的指令，管理系统将已匹配的需求和出租车分别从序列中删除，对于出租车，最优匹配度的结果是需求，但是出租车与已匹配成功，序列中删除了，因此将出租车与需求进行匹配。
34.利润计算模块，租车的调度目的是为了尽快的将尽可能多的乘客送到目的地，增加运营利润。匹配成功后，计算时间t内所有匹配成功的出租车的运营利润。出租车的运营成本是由乘客的支付费用和出租车的运营成本决定的。
[0035][0035]35.式中，是t时间内获取的运营利润，是调度系统在t时间内获取的总收入，是每公里的收入，是第i个出租车将第j个乘客送到目的地的驾驶距离，是第i个出租
车将第j个乘客送到目的地的驾驶距离和出租车前往第j个乘客等待地点的距离之和。是t时刻内匹配成功的出租车数量，是出租车最终到达的目的地数量，的含义是t时刻时第i辆出租车与需求匹配成功，是i辆出租车完成需求的总收入，是i辆出租车完成需求的运营成本。是每公里的运营成本，在本实施例中默认出租车每公里的收入和运营成本是不变的，，的大小分别取经验值2.5和1。
[0036]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种出租车智能调度分配系统，其特征在于，该系统包括以下模块：数据采集模块，获取出租车的实时位置，管理系统从打车需求中获取需求起始点和出行目的地；人车匹配合理度评价模块，根据乘客剩余的等待时长、乘客平均等待时长、需求起始点到目的地的距离以及出租车到需求起始点的距离获得出租车与当前需求的匹配合理度；乘客顺路拼车的可能性评价模块，获取当前所有出租车到需求起始点的距离，根据每辆出租车与当前需求的匹配合理度、出租车到需求起始点的最大距离，每个出租车的载客量、每辆出租车到该需求起始点的距离获得每辆出租车到该需求起始点的优先程度；对于所有打车需求，统计需求起始点相同的所有需求，得到出租车到起始点相同的所有需求的距离，对于起始点相同的所有需求，得到需求起始点到目的地的路线重合度，根据出租车到起始点相同的所有需求的距离以及所有起始点相同的需求到目的地的路线重合度和时间得到需求重合度；根据出租车到需求起始点的优先程度和所有相同需求的需求重合度得到每辆车租车的边权累加系数；最终匹配度获取模块，根据获得的边权累加系数更新隶属度函数获得每辆车到每个需求的最终匹配度，由此获得最优匹配矩阵；利润计算模块，根据最优匹配矩阵得到匹配结果，计算一段时间内获取的运营利润在系统中显示。2.根据权利要求1所述的一种出租车智能调度分配系统，其特征在于，所述获取出租车实时位置为每当出现新的打车需求后，使用gps定位此时在调度范围内的所有出租车位置，每次出现新的打车需求后更新一次。3.根据权利要求1所述的一种出租车智能调度分配系统，其特征在于，所述根据乘客剩余的等待时长、乘客平均等待时长、需求起始点到目的地的距离以及出租车到需求起始点的距离获得出租车与当前需求的匹配合理度的方法为：每次出现打车需求后进行更新，得到调度范围内所有出租车与需求起始点的相对位置及路线，此后每1s更新一次合理度，根据历史数据中的乘客平均等车时长与当前需求发出后的时间做差得到需求等待影响因子，所有出租车到需求地点的距离根据路线更新得到，每1s更新一次，并通过调度中心计算从需求地点到目的地的距离，以等待影响因子与需求地点到目的地的距离的乘积比上每辆出租车到需求地点的距离得到每辆出租车到需求地点的合理度。4.根据权利要求1所述的一种出租车智能调度分配系统，其特征在于，所述根据每辆出租车与当前需求的匹配合理度、出租车到需求起始点的最大距离，每个出租车的载客量、每辆出租车到该需求起始点的距离获得每辆出租车到该需求起始点的优先程度的方法为：式中，是第i辆出租车匹配需求的优先程度，是t时刻出租车到对应等待地点的驾驶距离，n是能够调度到的出租车数量，是n辆出租车到对应等待地点驾驶距离的最大值，是出租车上的载客量，是系统调度出租车与需求匹配的合
理度。5.根据权利要求1所述的一种出租车智能调度分配系统，其特征在于，所述对于起始点相同的所有需求，得到需求起始点到目的地的路线重合度的方法为：获得所有需求起始点相同的需求到目的地的路线在调度中心地图中显示出来，通过地图得到每个需求起始点到目的地的路线，将其作为一条曲线，根据动态时间规整对于所有需求起始点相同需求对应的曲线两两计算其曲线相似度，再通过曲线欧氏距离得到曲线相近度，两者相乘获得路线重合度。6.根据权利要求1所述的一种出租车智能调度分配系统，其特征在于，所述根据出租车到起始点相同的所有需求的距离以及所有起始点相同的需求到目的地的路线重合度和时间得到需求重合度的方法为：式中，是路线与路线的重合度，是不拼车时出租车到达需求对应的目的地的驾驶时间，是不拼车时出租车到达需求目的地的时间，是拼车完成两个需求的总时长，是出租车到需求的驾驶距离，出租车到需求的驾驶距离，是需求、对应的需求重合度。7.根据权利要求1所述的一种出租车智能调度分配系统，其特征在于，所述根据出租车到需求起始点的优先程度和所有相同需求的需求重合度得到每辆车租车的边权累加系数的方法为：式中，是第i辆出租车匹配需求的优先程度，max()为最大值函数，表示第需求与需求的需求重合度，是需求对应等待地点打车需求的数量，表示第i辆出租车的边权累加系数。8.根据权利要求1所述的一种出租车智能调度分配系统，其特征在于，所述根据最优匹配矩阵得到匹配结果，计算一段时间内获取的运营利润在系统中显示的方法为：根据出租车到需求起始点的距离与需求起始点到目的地的距离得到出租车所需成本，通过出租车从需求起始点到目的地的距离得到出租车获取的收入，两者相减获得出租车所获得的利润，计算匹配完成后所有出租车对所有需求的利润。

技术总结
本发明涉及出租车调度技术领域，提出了一种出租车智能调度分配系统，包括：从打车需求中获取需求起始点和出行目的地；获得出租车与当前需求的匹配合理度；获取当前所有出租车到需求起始点的距离，获得每辆出租车到该需求起始点的优先程度，对于起始点相同的所有需求，得到需求起始点到目的地的路线重合度并得到需求重合度；根据出租车到需求起始点的优先程度和所有相同需求的需求重合度得到每辆车租车的加权累加系数；根据获得的加权累加系数更新隶属度函数获得最优匹配矩阵；根据最优匹配矩阵获取的运营利润在系统中显示。本发明提出的智能调度系统避免了出租车接受调度指令不平衡的情况发生，同时降低了出租车的运营成本。本。本。


技术研发人员：张韦勇 张诗雨 张勇
受保护的技术使用者：盐城市羽林科技有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/5/25