基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法，包括如下步驟：出租車(chē)客戶(hù)端收集車(chē)輛行駛數(shù)據(jù)并上傳服務(wù)器；服務(wù)器為各路段保存路況信息；乘客客戶(hù)端獲取自身位置及目的地并上傳服務(wù)器；服務(wù)器尋找拼車(chē)組合并匹配合適的用戶(hù)；服務(wù)器向被匹配的一個(gè)出租車(chē)客戶(hù)端及兩個(gè)乘客客戶(hù)端發(fā)送匹配消息；乘客確認(rèn)匹配結(jié)果；乘客完成拼車(chē)過(guò)程并上報(bào)服務(wù)器。本發(fā)明采用群智技術(shù)，通過(guò)出租車(chē)司機(jī)的客戶(hù)端收集車(chē)輛位置等信息，從而由服務(wù)器統(tǒng)計(jì)得到各個(gè)路段的交通狀況，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)交通實(shí)時(shí)變化的動(dòng)態(tài)適應(yīng)；采用的算法允許出發(fā)點(diǎn)目的地非互相臨近的乘客之間實(shí)現(xiàn)拼車(chē)，從而有效擴(kuò)大用戶(hù)的可拼車(chē)范圍，提高用戶(hù)的拼車(chē)成功幾率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交通及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展，出租車(chē)行業(yè)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾M成部分。但是，傳統(tǒng)的出租車(chē)揚(yáng)招方式存在乘客很難在高峰時(shí)段的街道或偏僻街道搭乘到出租車(chē)，耗費(fèi)大量等待時(shí)間的問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，目前已經(jīng)提出了很多基于拼車(chē)的出租車(chē)共享系統(tǒng)。
[0003]經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，雅典大學(xué)的Petros Lalos等人于2009年在Computation World:Future Computing, Service Computation, Cognitive, Adaptive,Content, Patterns 上發(fā)表的 “A Framework for dynamic car and taxi pools withthe use of Positioning Systems”中提出了基于定位位置的出租車(chē)共享系統(tǒng)；臺(tái)灣清華大學(xué)的 Po-Yu Chen 等人于 2010 年在 IEEE72nd Vehicular Technology ConferenceFall(VTC2010-Fall)上發(fā)表的 “A Fuel-Saving and Pollution-Reducing DynamicTax1-Sharing Protocol in VANETs”中提出了基于智能交通系統(tǒng)的出租車(chē)共享系統(tǒng)；波爾圖大學(xué)的 Pedro M.d’ Orey 等人于 2012 年在 15th International IEEE Conference onIntelligent Transportation Systems 上發(fā)表的 “Empirical Evaluation of a Dynamicand Distributed Tax1-Sharing System”中提出了考慮出租車(chē)乘客實(shí)際距離的出租車(chē)拼車(chē)系統(tǒng)。
[0004]然而，大部分現(xiàn)有的出租車(chē)拼車(chē)系統(tǒng)大多具有以下缺點(diǎn):拼車(chē)算法是基于出租車(chē)與乘客之間的距離的，從而無(wú)法考慮因交通擁堵造成的車(chē)輛到達(dá)時(shí)間延長(zhǎng)的問(wèn)題。一般僅允許出發(fā)點(diǎn)及目的地相近的乘客拼車(chē)，從而拼車(chē)機(jī)會(huì)很小。以上問(wèn)題損害了拼車(chē)系統(tǒng)的實(shí)用性，限制了其應(yīng)用范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法，通過(guò)使用出租車(chē)司機(jī)所持智能手機(jī)上安裝的客戶(hù)端，采集路況信息；乘客可以使用其智能手機(jī)向服務(wù)器發(fā)出出租車(chē)拼車(chē)申請(qǐng)，由服務(wù)器根據(jù)采集到的路況信息對(duì)乘客進(jìn)行匹配，給出建議線(xiàn)路以及建議價(jià)格，從而有效縮短乘客等待時(shí)間及打車(chē)費(fèi)用，同時(shí)延長(zhǎng)出租車(chē)有效載客路程。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]一種基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法，包括如下步驟:
[0008]步驟A:出租車(chē)客戶(hù)端收集車(chē)輛行駛數(shù)據(jù)并上傳服務(wù)器；
[0009]步驟B:服務(wù)器為各路段保存路況信息，并建立道路信息數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0010]步驟1:多個(gè)乘客客戶(hù)端獲取自身位置信息及目的地信息并上傳服務(wù)器，服務(wù)器建立允許拼車(chē)乘客列表APL和希望拼車(chē)乘客列表WPL ；
[0011]步驟2:服務(wù)器尋找拼車(chē)組合并匹配合適的用戶(hù)；
[0012]步驟3:服務(wù)器向被匹配的出租車(chē)客戶(hù)端及多個(gè)乘客客戶(hù)端發(fā)送匹配消息；
[0013]步驟4:多個(gè)乘客客戶(hù)端確認(rèn)匹配結(jié)果；若確認(rèn)，則進(jìn)入步驟5 ;否則拼車(chē)失敗，并將拼車(chē)失敗后的用戶(hù)信息根據(jù)類(lèi)型分配至允許拼車(chē)乘客列表APL和希望拼車(chē)乘客列表WPL，準(zhǔn)備重新進(jìn)行用戶(hù)匹配；
[0014]步驟5:乘客完成拼車(chē)過(guò)程后，出租車(chē)客戶(hù)端上報(bào)服務(wù)器；
[0015]所述步驟A和步驟B持續(xù)發(fā)生。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟A包括如下步驟:
[0017]步驟A.1:服務(wù)器為每一個(gè)出租車(chē)司機(jī)分配一個(gè)ID，并記錄于數(shù)據(jù)庫(kù)中；
[0018]步驟A.2:出租車(chē)客戶(hù)端以2秒為間隔不斷通過(guò)GPS獲取自身定位信息；
[0019]步驟A.3:出租車(chē)客戶(hù)端內(nèi)存儲(chǔ)有本地地圖，在地圖上，以每個(gè)路口為中心制定一圓形范圍，半徑為50米；當(dāng)出租車(chē)客戶(hù)端檢測(cè)到GPS定位位置進(jìn)入該范圍時(shí)，將當(dāng)前的GPS定位信息以及當(dāng)前時(shí)間上傳至服務(wù)器。
[0020]優(yōu)選地,所述步驟B包括如下步驟:
[0021]步驟B.1:服務(wù)器所記錄的路況信息為各個(gè)路段上的行車(chē)平均時(shí)間值，服務(wù)器建立道路信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為每個(gè)路段建立保存一個(gè)平均行車(chē)時(shí)間值的列表，同時(shí)保存該路段的長(zhǎng)度；
[0022]步驟B.2:服務(wù)器接收到出租車(chē)客戶(hù)端上傳的定位數(shù)據(jù)后，檢查該出租車(chē)客戶(hù)端上傳的前一個(gè)定位數(shù)據(jù)，根據(jù)定位位置確定該出租車(chē)經(jīng)過(guò)的路段，并根據(jù)時(shí)間數(shù)據(jù)計(jì)算通過(guò)該路段所用的時(shí)間；
[0023]步驟B.3:為步驟B.2中計(jì)算得到的時(shí)間值設(shè)立一個(gè)生存時(shí)間，并保存至該路段的平均行車(chē)時(shí)間值列表；計(jì)算平均行車(chē)時(shí)間值列表中所有生存時(shí)間沒(méi)有到期的時(shí)間值的平均值，保存為該路段的行車(chē)平均時(shí)間值。
[0024]優(yōu)選地，所述步驟I包括如下步驟:
[0025]步驟1.1:當(dāng)乘客希望使用拼車(chē)服務(wù)時(shí)，使用乘客客戶(hù)端向服務(wù)器申請(qǐng)拼車(chē)，并上傳相關(guān)數(shù)據(jù)，包括:用戶(hù)當(dāng)前的GPS定位位置、用戶(hù)的目的地位置、用戶(hù)目前是否已在出租車(chē)上；若乘客已經(jīng)在車(chē)上，則同時(shí)上傳出租車(chē)司機(jī)的客戶(hù)端ID ；
[0026]步驟1.2:服務(wù)器收到拼車(chē)請(qǐng)求后，保存該乘客的信息；若該乘客已經(jīng)上車(chē)，將其加入允許拼車(chē)乘客列表APL ;若該用戶(hù)仍未上車(chē)，將其加入希望拼車(chē)乘客列表WPL。
[0027]優(yōu)選地,所述步驟2包括如下步驟:
[0028]步驟2.1:對(duì)于允許拼車(chē)乘客列表APL以及希望拼車(chē)乘客列表WPL，服務(wù)器以一定時(shí)間間隔Ts執(zhí)行以下算法:
[0029]從APL中取出一個(gè)用戶(hù)A，設(shè)該用戶(hù)目前的位置為PA，目的地為Da，對(duì)于該用戶(hù)，遍歷WPL ;UWPL中取出用戶(hù)B，其位置為PB，目的地為Db，進(jìn)行以下判斷:
[0030]根據(jù)步驟B中建立的道路信息數(shù)據(jù)庫(kù)，計(jì)算得到Pa到Pb之間的行車(chē)距離以及行車(chē)時(shí)間，分別記為Xl，txl ;計(jì)算得到Pb到DA2間的行車(chē)距離以及行車(chē)時(shí)間，分別記為x2，tx2 ;計(jì)算得到Da到Db之間的行車(chē)距離以及行車(chē)時(shí)間，分別記為x3，tx3 ;計(jì)算得到Pa到Da之間的行車(chē)距離以及行車(chē)時(shí)間，分別記為y1; tyl ;計(jì)算得到Pb到Db之間的行車(chē)距離以及行車(chē)時(shí)間，分別記為y2，ty2 ；
[0031]記路程增益為:
[0032]Gd = y!+y2- (x1+x2+x3)
[0033]G' d = Y1-(X^X3)
[0034]其中，Gd為行車(chē)路線(xiàn)為Pa Pb Da Db時(shí)的路程增益，G' d為行車(chē)路線(xiàn)為Pa Pb Db Da時(shí)的路程增益；
[0035]考慮行車(chē)時(shí)間的綜合代價(jià)為:

【權(quán)利要求】
1.一種基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟A:出租車(chē)客戶(hù)端收集車(chē)輛行駛數(shù)據(jù)并上傳服務(wù)器； 步驟B:服務(wù)器為各路段保存路況信息，并建立道路信息數(shù)據(jù)庫(kù)； 步驟1:多 個(gè)乘客客戶(hù)端獲取自身位置信息及目的地信息并上傳服務(wù)器，服務(wù)器建立允許拼車(chē)乘客列表APL和希望拼車(chē)乘客列表WPL ； 步驟2:服務(wù)器尋找拼車(chē)組合并匹配合適的用戶(hù)； 步驟3:服務(wù)器向被匹配的出租車(chē)客戶(hù)端及多個(gè)乘客客戶(hù)端發(fā)送匹配消息； 步驟4:多個(gè)乘客客戶(hù)端確認(rèn)匹配結(jié)果；若確認(rèn)，則進(jìn)入步驟5 ;否則拼車(chē)失敗，并將拼車(chē)失敗后的用戶(hù)信息根據(jù)類(lèi)型分配至允許拼車(chē)乘客列表APL和希望拼車(chē)乘客列表WPLJf備重新進(jìn)行用戶(hù)匹配； 步驟5:乘客完成拼車(chē)過(guò)程后，出租車(chē)客戶(hù)端上報(bào)服務(wù)器； 所述步驟A和步驟B持續(xù)發(fā)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法，其特征在于，所述步驟A包括如下步驟: 步驟A.1:服務(wù)器為每一個(gè)出租車(chē)司機(jī)分配一個(gè)ID，并記錄于數(shù)據(jù)庫(kù)中； 步驟A.2:出租車(chē)客戶(hù)端以2秒為間隔不斷通過(guò)GPS獲取自身定位信息； 步驟A.3:出租車(chē)客戶(hù)端內(nèi)存儲(chǔ)有本地地圖，在地圖上，以每個(gè)路口為中心制定一圓形范圍，半徑為50米；當(dāng)出租車(chē)客戶(hù)端檢測(cè)到GPS定位位置進(jìn)入該范圍時(shí)，將當(dāng)前的GPS定位信息以及當(dāng)前時(shí)間上傳至服務(wù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法，其特征在于，所述步驟B包括如下步驟: 步驟B.1:服務(wù)器所記錄的路況信息為各個(gè)路段上的行車(chē)平均時(shí)間值，服務(wù)器建立道路信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為每個(gè)路段建立保存一個(gè)平均行車(chē)時(shí)間值的列表，同時(shí)保存該路段的長(zhǎng)度； 步驟B.2:服務(wù)器接收到出租車(chē)客戶(hù)端上傳的定位數(shù)據(jù)后，檢查該出租車(chē)客戶(hù)端上傳的前一個(gè)定位數(shù)據(jù)，根據(jù)定位位置確定該出租車(chē)經(jīng)過(guò)的路段，并根據(jù)時(shí)間數(shù)據(jù)計(jì)算通過(guò)該路段所用的時(shí)間； 步驟B.3:為步驟B.2中計(jì)算得到的時(shí)間值設(shè)立一個(gè)生存時(shí)間，并保存至該路段的平均行車(chē)時(shí)間值列表；計(jì)算平均行車(chē)時(shí)間值列表中所有生存時(shí)間沒(méi)有到期的時(shí)間值的平均值，保存為該路段的行車(chē)平均時(shí)間值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法，其特征在于，所述步驟I包括如下步驟: 步驟1.1:當(dāng)乘客希望使用拼車(chē)服務(wù)時(shí)，使用乘客客戶(hù)端向服務(wù)器申請(qǐng)拼車(chē)，并上傳相關(guān)數(shù)據(jù)，包括:用戶(hù)當(dāng)前的GPS定位位置、用戶(hù)的目的地位置、用戶(hù)目前是否已在出租車(chē)上；若乘客已經(jīng)在車(chē)上，則同時(shí)上傳出租車(chē)司機(jī)的客戶(hù)端ID ； 步驟1.2:服務(wù)器收到拼車(chē)請(qǐng)求后，保存該乘客的信息；若該乘客已經(jīng)上車(chē)，將其加入允許拼車(chē)乘客列表APL ;若該用戶(hù)仍未上車(chē)，將其加入希望拼車(chē)乘客列表WPL。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法，其特征在于，所述步驟2包括如下步驟:步驟2.1:對(duì)于允許拼車(chē)乘客列表APL以及希望拼車(chē)乘客列表WPL，服務(wù)器以一定時(shí)間間隔Ts執(zhí)行以下算法: 從APL中取出一個(gè)用戶(hù)A，設(shè)該用戶(hù)目前的位置為PA，目的地為Da，對(duì)于該用戶(hù)，遍歷WPL;從WPL中取出用戶(hù)B，其位置為PB，目的地為Db，進(jìn)行以下判斷: 根據(jù)步驟B中建立的道路信息數(shù)據(jù)庫(kù)，計(jì)算得到Pa到Pb之間的行車(chē)距離以及行車(chē)時(shí)間，分別記為Xl，txl ;計(jì)算得到Pb到DA2間的行車(chē)距離以及行車(chē)時(shí)間，分別記為x2，tx2 ;計(jì)算得到Da到Db之間的行車(chē)距離以及行車(chē)時(shí)間，分別記為x3，tx3 ;計(jì)算得到Pa到Da之間的行車(chē)距離以及行車(chē)時(shí)間，分別記為y1; tyl ;計(jì)算得到Pb到Db之間的行車(chē)距離以及行車(chē)時(shí)間，分別記為y2，ty2 ； 記路程增益為:
Gd = Yi+Y2-(Xi+^+X3)
G' d = Y1-(Xi+X3) 其中，Gd為行車(chē)路線(xiàn)為Pa Pb Da Db時(shí)的路程增益，G' d為行車(chē)路線(xiàn)為Pa Pb Db Da時(shí)的路程增益； 考慮行車(chē)時(shí)間的綜合代價(jià)為:
其中，Gtd為行車(chē)路線(xiàn)為Pa Pb Da Db時(shí)的綜合代價(jià)；G' td為行車(chē)路線(xiàn)為Pa Pb Db Da時(shí)的綜合代價(jià)； 若條件或之一
滿(mǎn)足，則用戶(hù)A與用戶(hù)B的匹配成立；其中，為常數(shù)閾值； 具體為，若
立，則拼車(chē)路線(xiàn)SPa Pb Da Db，對(duì)用戶(hù)A和用戶(hù)B的建議拼車(chē)價(jià)格Ra、Rb 為:
若
成立，則拼車(chē)路線(xiàn)為pA pB Db Da，對(duì)用戶(hù)A和用戶(hù)B的建議拼車(chē)價(jià)格W A、R' B 為:
對(duì)W P L中的所有用戶(hù)遍歷后，若滿(mǎn)足條件的用戶(hù)數(shù)量不止一個(gè)，則選擇Gtd或G' td最小的用戶(hù)與用戶(hù)A進(jìn)行匹配； 對(duì)A P L中的所有乘客依此算法遍歷后，該輪匹配結(jié)束，將所有已經(jīng)匹配的乘客從W PUA P L中刪除；下一輪匹配將在時(shí)間間隔Ts后進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5 所述的基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法，其特征在于，所述步驟3包括如下步驟: 步驟3.1:對(duì)于步驟2.1中匹配成功的用戶(hù)，將相應(yīng)的拼車(chē)線(xiàn)路及建議價(jià)格發(fā)送至出租車(chē)及乘客的客戶(hù)端，即，若用戶(hù)A和用戶(hù)B成功匹配，則服務(wù)器向用戶(hù)A和用戶(hù)B的乘客客戶(hù)端以及用戶(hù)A所在出租車(chē)司機(jī)的出租車(chē)客戶(hù)端發(fā)送建議路線(xiàn)以及對(duì)應(yīng)的建議價(jià)格； 當(dāng)Gtd < G' td時(shí)，建議路線(xiàn)為Pa Pb Da Db,對(duì)應(yīng)的用戶(hù)A和用戶(hù)B的建議價(jià)格分別為Ra 和 Rb ; 當(dāng)G' td < Gtd時(shí)，建議路線(xiàn)為Pa Pb Db Da,對(duì)應(yīng)的用戶(hù)A和用戶(hù)B的建議價(jià)格分別為R' A 和 R' B。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法，其特征在于，所述步驟4包括如下步驟: 步驟4.1:若多名乘客均同意該匹配結(jié)果，則通過(guò)乘客客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)送同意拼車(chē)的消息；若有任何一名乘客不同意該匹配結(jié)果，則通過(guò)乘客客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)送不同意拼車(chē)的消息，服務(wù)器此時(shí)會(huì)將多名乘客重新添加進(jìn)允許拼車(chē)乘客列表APL和希望拼車(chē)乘客列表 WPL。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟5包括如下步驟: 步驟5.1:當(dāng)出租車(chē)按照建議線(xiàn)路將兩名乘客送抵目的地后，出租車(chē)司機(jī)通過(guò)出租車(chē)客戶(hù)端向服務(wù)器上傳本次拼車(chē)成功的消息。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于群智的出租車(chē)智能拼車(chē)方法，其特征在于，所述步驟2.1中，根據(jù)步驟B中建立的道路信息數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算得到Pa到Pb之間的行車(chē)距離以及行車(chē)時(shí)間是通過(guò)將從Pa到Pb之間最短路徑上的路段長(zhǎng)度及路段行車(chē)平均時(shí)間分別進(jìn)行累加得到的。
【文檔編號(hào)】G08G1/00GK104077912SQ201410265162
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】于拓, 張利欽, 劉天元, 甘小鶯, 田曉華, 王新兵 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)