基于多任务多车辆的路径规划方法与流程

本发明涉及车辆出行技术领域，特别是涉及一种基于多任务多车辆的路径规划方法。

背景技术：

随着网络技术的不断发展，越来越多的人出行喜欢使用打车软件预定车辆。当乘客需要打车时，可以通过用车软件选择用车时间、希望乘坐的车型、上车的地点和目的地等信息，并将这些信息提交给软件系统平台，软件系统平台就会形成一个订单，并将这个订单发送给在软件系统平台注册的司机用户，司机用户在车辆终端对订单进行筛选并进行接单操作，在一定的程度上方便了人们的出行。

而车辆路径规划是网约车平台很重要的一部分，车辆路径规划的性能的好坏直接影响网约车运营的效率和出行者对网约车的出行体验，对车辆路径进行有效规划可以提高网约车司机的经济效益。而车辆路径规划是在满足用户需求且路程最短、成本最小或者耗时最短的约束条件下，如何获得最佳的车辆路径规划方案，车辆路径规划方案的好坏直接影响网约车的运营效率。因此，恰当的车辆路径规划方法，可以为用户提供合理的规划方案，从而加快对用户需求的响应速度，提高服务质量，增加用户对网约车的满意度。

专利申请公布号为cn109506668a的发明公布了电动汽车的路径规划方法、装置、计算机设备和存储介质，其中电动汽车的路径规划方法包括：获取出发地信息、目的地信息及电动汽车的有效行驶里程信息；获取从出发地到目的地途径的至少一个充电站的位置信息及状态信息，规划从所述出发地道所述目的地的导航路线；生成导航页面并在所述导航页面显示所述导航路线。上述电动汽车的路线规划方法，能够根据充电站的位置和状态信息，在行驶前规划好途中能及时充电并距离最短/耗时最短的路线，保证电动汽车能完成长途行驶，解决行驶途中缺电的问题。

专利申请公布号为cn109086915a的发明公布了一种基于gis的网约车接单和路径规划的方法a1、获取乘客请求接单信息；a2、对需要接单的乘客按照目的地进行分类；a3、计算每组行程的平均其实距离、行程费用和紧急程度；a4、对每组乘客形成按照起始点距离、行程费用和紧急度进行归一化处理；a5、将每组行程进行归一化处理，即按照权重比例计算优先级量化标准；a6、根据优先级量化标准进行冲排序，排在前面的行程优先于后面的行程；a7、将排序好的行程组以及对应的目的地位置信息按照优先级顺序依次导入arcmap中；a8、利用arcmap中的networkanalysttool中的vrp创建网络分析图层。该发明能根据乘客和车主起始点距离、行程费用和紧急度从而确定优先级对形成顺序的一种排序方法，结合gis，基于实际的道路信息规划行程路线，提高了网约车的接单效率和行程效率。

上述第一种电动汽车的路径规划方法虽然可以解决司机出行途中缺电的问题，但却不适用于网约车，不能根据订单信息和车辆的动力状态进行路径规划；而上述第二种基于gis的网约车接单和路径规划方法根据乘客的订单信息进行排序和基于实际的道路信息规划行程路线，但是在路径规划中没有考虑车辆的动力状态情况，再者，车主在选择订单时因考虑当前车辆的动力状态没接到适合的订单时，只能重新排序继续等待合适的订单。目前，现有技术中还没有一种能根据车辆的动力状态和订单的信息进行路径规划和派单的方法或系统。

技术实现要素：

本发明旨在克服上述现有技术中至少一种缺陷(不足)，提供一种基于多任务多车辆的路径规划方法，根据车辆的动力状态信息和订单的情况进行路径规划，并且能根据空车当前的车辆状态进行排序，合理派单，解决网约车派单系统不能根据车辆当前动力状态进行合理派单的问题。

本发明通过以下方案实现其目的。

本发明提供一种基于多任务多车辆的路径规划方法，包括以下步骤：

s1.接收当前一定时间段内的需求任务，根据任务所在位置对每个任务进行分区归类；

s2.对每个任务的起始地到目的地的路径进行规划，从所规划的路径中选择最优路径，其中最优路径包括时间最优、距离最优和动力站最优；

s3.在具有带分配任务的分区搜索空车信息，获取空车的车况信息；

s4.对空车进行排序，形成空车序列：根据车辆当前位置信息计算到达任务起始地的时间和/或距离，根据增加动力状态提示和时间和/或距离对当前空车进行排序；

s5.将序列中的空车和任务进行匹配：

s51.将车辆续航里程减去空车当前位置到达任务起始地的距离；

s52.判断当前空车是否有增加动力状态提示，若有则将车辆续航里程和任务的动力站最优的路径距离进行比较；若无则将车辆续航里程和时间最优对应的路径长度进行比较，根据比较结果得到任务和空车的匹配结果；

s6.根据匹配结果进行任务指派，并向任务所指派的车辆推送最优路径。

该方法根据任务的情况进行路径规划，从所述路径中选择最优路径，其中最优路径包括了时间最优、距离最优和动力站最优，并根据车辆的当前状态对空车进行排序，再将序列中的空车与任务进行匹配，最后根据匹配结果进行任务指派，能使司机用户在需要增加动力情况下接收到合适的任务并接收到最优行驶路径，从而提高了接单效率和行程效率。

优选的，所述基于多任务多车辆的路径规划方法中，还包括对所述每个分区内的每个任务按时间进行排序，任务根据时间顺序依次和空车进行匹配。对任务进行分区归类这样能保证派送给司机用户的任务不会离当前车辆位置太远而对司机用户的收益造成损失；对每个任务按时间排序能确保对先发出请求的任务进行派单，减少乘客用户等待接单的时间，提高出行体验。

优选的，所述步骤s2中的动力站最优的路径是基于任务的目的地周围一定距离内有动力站所进行的路径规划。这样设置在一定程度上可以确保任务的目的地不会远离动力站。

优选的，所述动力站最优的路径为任务的起始地经过目的地后到达动力站的路径。

优选的，所述步骤s3中的车况信息包括：车辆续航里程、车辆当前位置信息、增加动力状态提示。

优选的，所述步骤s52中，当前空车有增加动力状态提示，根据实际行驶过程中的动力损耗情况和路况畅通情况设置一个车辆续航里程的冗余量，最终的车辆续航里程为实际车辆续航里程加上冗余量。

优选的，所述最终的车辆续航里程小于任务的动力站最优的路径距离，则为匹配失败，将所述任务和下一个空车进行匹配；所述最终的车辆续航里程大于任务的动力站最优的路径距离，则为匹配成功，将最终的车辆续航里程与任务的时间最优的路径长度进行比较：

车辆续航里程大于任务的时间最优的路径长度，将时间最优对应的路径作为推送给空车的最优规划路径，并将所述任务指派至所述空车；

最终的车辆续航里程小于任务的时间最优的路径长度，将距离最优对应的路径作为推送给空车的最优规划路径，并将所述任务指派至所述空车。

在车辆有增加动力的状态提示下，首先将最终的车辆续航状态与动力站最优路径距离进行比较和匹配，确保了司机用户接收到的任务不会影响司机用户去动力站。

优选的，所述步骤s52中，当前空车没有增加动力状态提示，车辆续航里程大于时间最优对应的路径长度，则为匹配成功，将所述时间最优对应的路径作为推送给空车的最优规划路径，并将所述任务指派至所述空车；车辆续航里程小于时间最优对应的路径长度，则为匹配失败，将所述任务与下一个空车进行匹配，将所述空车和下一个任务进行匹配。

优选的，所述每个任务对应一个所述空车序列，每个空车可以归属多个订单的空车序列。

优选的，所述任务的空车序列根据设置的时间阈值进行更新，

更新的方式为：在时间阈值后排除已经和其他任务匹配成功的空车、排除已经与所述任务匹配失败的空车，并加入新增的空车。

优选的，在所述更新中对多次和任务匹配失败的空车进行标记，当所述标记的空车进入新任务的空车序列时，根据所述标记的空车的匹配失败的次数大小进行优先排序。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明能根据每个订单的起始地和目的地进行路径规划，从所述路径中选择最优路径，其中最优路径包括时间最优、距离最优和动力站最优，对空车进行排序后，根据序列中的空车的当前车辆状况与订单匹配和比较，匹配成功后将所述订单指派给所述空车，并将比较结果对应的路径作为推送至空车的最优规划路径。由于所指派给司机用户的订单都经过筛选和匹配，并且进行了合理的路径规划，使得空车在增加动力状态提示下也能接收到合适的订单，提高接单收益。

(2)本发明根据车辆的续航里程与订单进行匹配并将续航里程与所述的动力站最优、时间最优、距离最优的路径进行比较，从而选择出最适合所述空车的订单和路径推送至所述空车，提高车辆的行程效率。

(3)本发明还对多次和订单匹配失败的空车进行标记，当所述标记的空车进入新订单的空车序列时，根据所述标记的空车的匹配失败次数的大小进行优先排序，对所述标记的空车优先派单。

附图说明

图1为本发明的整体流程图；

图2为任务与空车匹配的流程图。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

以下结合附图对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种基于多任务多车辆的路径规划方法，包括以下步骤：

s1.接收当前一定时间段内的需求任务，根据任务所在位置对每个任务进行分区归类；

s2.对每个任务的起始地到目的地的路径进行规划，从所规划的路径中选择最优路径，其中最优路径包括时间最优、距离最优和动力站最优；

s3.在具有待分配任务的分区搜索空车信息，获取空车的车况信息；

s4.对空车进行排序，形成空车序列：根据车辆当前位置信息计算到达任务起始地的时间和/或距离，根据增加动力状态提示和时间和/或距离对当前空车进行排序；

s5.将序列中的空车和任务进行匹配：

s51.将车辆续航里程减去空车当前位置到达任务起始地的距离；

s52.判断当前空车是否有增加动力状态提示，若有则将车辆续航里程和任务的动力站最优的路径距离进行比较；若无则将车辆续航里程和时间最优对应的路径长度进行比较，根据比较结果得到任务和空车的匹配结果；

s6.根据匹配结果进行任务指派，并向任务所指派的车辆推送最优路径。

在本实施例具体实施过程中，需求任务为乘客发送给系统平台的订单，系统平台接收到乘客的需求订单后，根据每个订单的位置信息进行分区归类，然后根据每个订单的起始地到目的地进行路径规划，从所有规划的路径中选择最优路径，其中最优路径包括了时间最优、距离最优和动力站最优。系统平台搜索每个分区的空车信息，获取空车的车况信息后，根据空车的当前位置信息计算到达订单起始地的时间和/或距离，再根据增加动力提示状态和时间和/距离对当前空车进行排序，排序方式为：有增加动力状态提示的空车优先，然后根据时间和/距离的大小进行排序，最后形成空车序列。将序列中的空车与订单进行匹配，首先将车辆的续航里程减去空车当前位置到达订单起始地的距离，随后判断当前空车是否有增加动力状态提示，如果有则将车辆续航里程与订单的动力站最优的路径距离进行比较，如果没有则将车辆续航里程与订单的时间最优的路径长度进行比较。最后系统平台会根据上述匹配的结果和比较的结果对当前空车进行派单和推送最优路径或是将当前空车与下一个订单进行匹配和将所述订单与下一个空车进行匹配。由于系统平台对每个订单的路径规划中都包括了动力站最优路径，在对当前空车与订单匹配的过程中还对当前空车是否有增加动力状态提示进行了判断，并将有增加动力状态提示的当前空车的车辆续航里程与动力站最优的路径距离进行比较，这就让司机用户不仅在平常状态下能接收到订单，而且在车辆需要增加动力的情况下也能接收到合适订单，且接收到的订单和最优路径都是经过系统平台匹配和比较的，从而提高了接单效率和行程效率。

在本实施例中，还包括对所述每个分区内的每个任务按时间进行排序，任务根据时间顺序依次和空车进行匹配。对订单进行分区归类这样能保证派送给司机用户的订单不会离当前车辆位置太远而对司机用户的收益造成损失；对每个订单按时间排序能确保对先发出请求的订单进行派单，减少乘客用户等待接单的时间，提高出行体验。

在本实施例中，所述步骤s2中的动力站最优的路径是基于任务的目的地周围一定距离内有动力站所进行的路径规划，所述动力站最优的路径为任务的起始地经过目的地后到达动力站的路径。这样设置在一定程度上可以确保订单的目的地不会远离动力站。

在本实施例中，所述步骤s3中的车况信息包括：车辆续航里程、车辆当前位置信息、增加动力状态提示。

在本实施例中，在对当前空车与任务进行匹配时，如图2所示，为当前空车与任务匹配的流程图。如果当前空车有增加动力状态提示，根据实际行驶过程中的动力损耗情况和路况畅通情况设置一个车辆续航里程的冗余量，最终的车辆续航里程为实际车辆续航里程加上冗余量。具体的，如果所述最终的车辆续航里程小于任务的动力站最优的路径距离，则为匹配失败，将所述任务和下一个空车进行匹配；如果所述最终的车辆续航里程大于任务的动力站最优的路径距离，则为匹配成功，将最终的车辆续航里程与任务的时间最优的路径长度进行比较：如果最终的车辆续航里程大于任务的时间最优的路径长度，将时间最优对应的路径作为推送给空车的最优规划路径，并将所述任务指派至所述空车；如果最终的车辆续航里程小于任务的时间最优的路径长度，将距离最优对应的路径作为所述空车的规划路径，并将所述任务分配至所述空车。如果当前空车没有增加动力状态提示，车辆续航里程大于时间最优对应的路径长度，则为匹配成功，将所述时间最优对应的路径作为推送给空车的最优规划路径，并将所述任务指派至所述空车；车辆续航里程小于时间最优对应的路径长度，则为匹配失败，将所述任务与下一个空车进行匹配，将所述空车和下一个任务进行匹配。在车辆有增加动力状态提示的情况下，首先将最终的车辆续航里程与动力站最优路径距离进行比较和匹配，确保了司机用户接收到的任务不会影响司机用户去动力站。

在本实施例中，所述每个订单对应一个空车序列，每个空车可以归属多个订单的空车序列中，订单的空车序列更新设置一定的时间阈值，所述更新为动态更新，在一定时间阈值后排除已经和其他订单匹配成功的空车、排除已经匹配失败过的空车，并加入新增的空车。当在下一次更新到来前，若与当前订单匹配上的空车已经和其他订单匹配成功，则提示匹配失败，并将当前订单和序列中的下一个空车进行匹配。另外，对多次和订单匹配失败的空车进行标记，当该空车纳入新订单的空车序列时，根据该空车匹配失败的次数大小进行优先排序，新订单的空车序列排序方式为：先按标记的空车的匹配失败次数的大小进行排序，然后再排序有增加动力状态提示的空车，最后再以时间和/或距离的大小排序空车。对多次匹配失败的空车进行标记并在新的订单空车序列中优先排序，防止所述标记的空车在新的订单空车序列中排序靠后，而与所述标记空车匹配合适的订单与排序靠前的空车匹配成功导致所述标记空车一直没有接到合适的订单的情况。

在本实施例具体实施过程中，所述增加动力状态提示为充电提示，动力站为充电站。当电动汽车需要充电时，司机用户向系统平台发送充电提示，系统平台接收充电提示并获取当前车辆的车况信息后，将所述车辆在新的订单的空车序列中进行优先排序。在订单与所述电动汽车进行匹配时，将所述电动汽车的续航里程减去当前位置到达订单起始地的距离，系统平台判断出所述电动汽车有充电提示后，设置一个所述电动汽车续航里程的冗余量，最终的续航里程为实际续航里程加冗余量，将最终的车辆续航里程与充电站最优的路径距离进行比较，若最终的车辆续航里程大于充电站最优的路径距离则为匹配成功，然后将续航里程继续与时间最优的路径长度进行比较，若是续航里程大于时间最优的路径长度，则将所述订单指派至所述电动汽车，并将时间最优对应的路径作为所述电动汽车的最优规划路径推送至车辆终端。反之则将距离最优对应的路径作为所述电动汽车的最优规划路径推送至车辆终端。通过上述实现方式，系统平台根据订单需求信息和结合电动汽车需要充电的情况，合理规划订单的路径并合理派单，将合适的订单和订单对应的最优路径推送至车辆终端，提高了接单效率和行程效率，也提高了司机用户的收益。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。