本发明涉及智慧停车领域,尤其涉及一种停车域的共享车位动态预约与分配方法。
背景技术:
城市机动车保有量的持续增长,导致商业中心、写字楼等交通吸引点的停车难问题愈发严重,交通吸引点附近多个相邻停车场由于信息不互通易造成停车资源浪费和车辆寻位巡航,从而会造成交通拥堵,增加出行时间。这样会不可避免地扩大整个交通系统的运营成本,并造成环境污染。
为了减少城市中无序的寻位停车造成的资源浪费,共享停车技术被大量研究。现有的共享车位预约与分配技术主要有两类,一类是只预约停车场,另一类是预约停车场中的车位。对于第一类只预约停车场,这类技术简单,忽略预约停车时段和车位闲置时段的匹配,车位未加装车位锁,车辆进入停车场后选择任意车位停放,不能充分利用车位闲置时段且管理较乱。对于第二类预约停车场中的车位,这类技术可分为静态模式和动态模式,在静态模式中,预约停车请求一般提前一天收集,第二天在获取全局停车信息后再统一分配车位,这类模式虽然能提高共享停车平台收入,但由于驾车出行的随机性较强,停车请求也会实时变化,所以现有的静态模式不契合实际。在动态模式中,通过在一天中多次决策,实现短时间的预约停车请求收集与分配,这种模式更加符合实际,但是大多研究针对的是单一停车场,停车费率固定,使平台收入较低,忽略了停车用户的偏好选择。
技术实现要素:
针对现有技术中的上述不足,本发明提供了一种停车域的共享车位动态预约与分配方法。
为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:
一种停车域的共享车位动态预约与分配方法,包括以下步骤:
s1、共享停车平台划分对外共享时间;
s2、车位供给者上传车位基础数据至共享停车平台;
s3、根据步骤s1得到的对外共享时间和步骤s2上传的车位基础数据得到每个车位的可对外共享时段;
s4、停车用户输入目的地d、可接受步行距离w和停车时段至共享停车平台,得到停车请求并生成停车请求矩阵
s5、共享停车平台根据步骤s4生成的停车请求矩阵确定停车域pzk并生成停车域pzk的车位供给矩阵;
s6、共享停车平台根据步骤s5生成的车位供给矩阵、出售规则、已分配车位停车用户提交的延时请求矩阵
本发明具有以下有益效果:本发明建立了停车域,能够实现停车位的动态预约与分配,不仅从用户的角度出发考虑了可接受的步行距离和延时请求,缓解停车难问题,还能实现车位资源的充分利用,提升了共享停车平台的收入。
优选地,步骤s1包括以下分步骤:
s11、共享停车平台根据对外共享区域的停车需求特性,确定停车溢出时间节点
s12、筛选溢出度η较大的2个时间节点并结合区域现状确定对外共享的开始时间和结束时间;
s13、将对外共享的时间划分为若干时段,每个时段长度为t0,时段总数为t。
该优选方案具有以下有益效果:通过将各个车位的可共享时间划分为若干个时段便于后续步骤进行计算,当时段足够小时,可近似为真实情况下的实时分配。
优选地,步骤s2包括以下分步骤:
s21、车位供给者上传车位闲置时段至共享停车平台,建立变量ont来表示车位的可用状态,当在时段t内有车位n可用时,其定义为0,否则为1;建立平台对已上传基础数据的车位形成的第i次决策时车位供给矩阵
s22、车位供给者上传车位信息至共享停车平台,建立变量
该优选方案具有以下有益效果:车位供给者将车位相关信息上传至平台,平台将车位信息矩阵化便于后续步骤进行计算处理及车位分配。
优选地,步骤s3包括以下分步骤:
s31、根据选择规则对步骤s21中的
s32、对步骤s31中的
该优选方案具有以下有益效果:采用选择规则对车位供给者上传的信息进行选择,筛选出了符合租赁要求的车位,还制定了内嵌规则,通过车位非共享时段和其他车位共享时段相似度匹配,可内调车位供给来产生连续闲置时段更长的车位。
优选地,步骤s4具体包括停车用户在平台申请注册,停车用户在平台输入目的地d、可接受步行距离w和停车时段,建立变量
该优选方案具有以下有益效果:通过让用户输入目的地d、可接受步行距离w和停车时段人性化的满足了用户的停车需求。
优选地,步骤s5包括以下分步骤:
s51、建立变量wdl表示目的地d与停车场l之间的步行距离,平台数据库已知各目的地与停车场的步行距离表示为wdl=[wdl],其中d=1,2,...,d;l=1,2,...,l,d表示共享停车平台数据库已知的目的地总数;
s52、根据每个停车用户的目的地d和可接受步行距离w在wdl中检索,当满足w>=wdl时,提取出l,将提取出的l组合得到对应目的地d的第k个停车域pzk;
s53、根据停车域pzk中包含的停车场l,在
该优选方案具有以下有益效果:根据用户输入的信息即可快速的搜寻出符合要求的车位。
优选地,步骤s6包括以下分步骤:
s61、根据出售规则扩增步骤s53中的停车域pzk中可对外共享的车位供给矩阵
s62、接收已分配车位的停车用户向平台提交的延时请求,判断延时请求是否与这次决策后待停车的停车请求冲突,若是,则拒绝延时请求,否则就接受延时请求;建立变量
s63、建立待停车的停车请求矩阵
s64、建立决策变量
s65、建立决策变量
s66、计算第i次决策分配时停车域pzk的车位紧张度
s67、平台根据延时请求矩阵
s68、更新停车域pzk中可对外共享的车位供给矩阵
该优选方案具有以下有益效果:制定了出售规则,通过设置一定比例的虚拟车位超售给停车用户,可缓解预约后不按时到来或者不到来而导致车位空闲的问题。增设对应数量应急车位,防止超售后的停车请求冲突,还可作为紧急情况使用。
优选地,步骤s67包括以下分步骤:
s671、计算平台收入,计算公式为:
其中cs表示每个车位单位时间的停车费,cr表示每个车位单位时间的租赁费,α表示对拒绝延时请求和停车请求的惩罚系数,
s672、对于第i次决策时分配成功的停车请求,判断下一时段是否为预约停车时段的开始时间,若是,则缴纳预约费并通知预约成功,告知停车用户车位所在停车场和车位号,开始路径诱导,否则缴纳预约费并通知预约成功,然后根据移位规则在停车域pzk中同步移位该停车请求来满足延时请求和其它停车请求的需要。
该优选方案具有以下有益效果:以平台收入最大化为目标进行动态决策分配,提升了平台收入,根据用户需求提供了停车延时请求申请的方法,在不更换车位下,满足停车用户的延时需求。
优选地,步骤s672中的移位规则具体包括首先建立待停车的停车请求矩阵
该优选方案具有以下有益效果:制定了移位规则,通过对已成功预约但下一时刻不是预约停车时段开始时间的停车请求进行不断调整和优化,可满足更多其他停车请求,提升车位利用率。
优选地,步骤s68包括以下分步骤:
s681、第1次决策后,更新车位供给矩阵,更新方式为:
s682、第i次决策后,i≥2,更新车位供给矩阵,更新方式为:
该优选方案具有以下有益效果:在进行决策后及时对车位供给矩阵进行了更新,避免后续停车请求发生冲突。
附图说明
图1是本发明一种停车域的共享车位动态预约与分配方法的流程图;
图2是应用本发明实施例的具体流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参照图1,本发明提供了一种停车域的共享车位动态预约与分配方法,该方法包括以下步骤:
s1、共享停车平台划分对外共享时间;
本发明实施例中,步骤s1包括以下分步骤:
s11、共享停车平台根据对外共享区域的停车需求特性,确定停车溢出时间节点
s12、筛选溢出度η较大的2个时间节点并结合区域现状确定对外共享的开始时间和结束时间;
s13、将对外共享的时间划分为若干时段,每个时段长度为t0,时段总数为t,t=1时为开始时段,t=t时为结束时段。分配决策点位于每个时段的起始时间点。当时段足够小时,将近似真实情况下的实时分配。
s2、车位供给者上传车位基础数据至共享停车平台;
本发明实施例中,步骤s2包括以下分步骤:
s21、车位供给者上传车位闲置时段至共享停车平台,建立变量ont来表示车位的可用状态,当在时段t内有车位n可用时,其定义为0,否则为1;建立平台对已上传基础数据的车位形成的第i次决策时车位供给矩阵
s22、车位供给者上传车位信息至共享停车平台,建立变量
s3、根据步骤s1得到的对外共享时间和步骤s2上传的车位基础数据得到每个车位的可对外共享时段;
本发明实施例中,步骤s3包括以下分步骤:
s31、根据选择规则对步骤s21中的
s32、对步骤s31中的
s4、停车用户输入目的地d、可接受步行距离w和停车时段至共享停车平台,得到停车请求并生成停车请求矩阵
本发明实施例中,步骤s4具体包括停车用户在平台申请注册,停车用户在平台输入目的地d、可接受步行距离w和停车时段,建立变量
s5、共享停车平台根据步骤s4得到的停车请求矩阵确定停车域pzk并生成停车域pzk的车位供给矩阵;
本发明实施例中,步骤s5包括以下分步骤:
s51、建立变量wdl表示目的地d与停车场l之间的步行距离,平台数据库已知各目的地与停车场的步行距离表示为wdl=[wdl],其中d=1,2,...,d;l=1,2,...,l,d表示共享停车平台数据库已知的目的地总数;
s52、根据每个停车用户的目的地d和可接受步行距离w在wdl中检索,当满足w>=wdl时,提取出l,将提取出的l组合得到对应目的地d的第k个停车域pzk;
s53、根据停车域pzk中包含的停车场l,在
s6、共享停车平台根据步骤s5生成的车位供给矩阵、出售规则、已分配车位停车用户提交的延时请求矩阵
本发明实施例中,步骤s6包括以下分步骤:
s61、根据出售规则扩增步骤s53中的停车域pzk中可对外共享的车位供给矩阵
s62、接收已分配车位的停车用户向平台提交的延时请求,延时请求是为了解决停车用户停车后因其他原因在预约的停车时段结束时间之前不能回来的问题,用户可在停车时段结束时间之前提交延时请求,提交后仅在下次决策分配时优先固定延时请求,再决策分配。判断延时请求是否与这次决策后待停车的停车请求冲突,若是,则拒绝延时请求,否则就接受延时请求;每次决策时需先收集延时请求;建立变量
s63、建立待停车的停车请求矩阵
s64、建立决策变量
s65、建立决策变量
s66、计算第i次决策分配时停车域pzk的车位紧张度
s67、平台根据延时请求矩阵
本发明实施例中,步骤s67包括以下分步骤:
s671、计算平台收入,计算公式为:
其中cs表示每个车位单位时间的停车费,cr表示每个车位单位时间的租赁费,α表示对拒绝延时请求和停车请求的惩罚系数,
s672、对于第i次决策时分配成功的停车请求,判断下一时段是否为预约停车时段的开始时间,若是,则缴纳预约费并通知预约成功,告知停车用户车位所在停车场和车位号,开始路径诱导,否则缴纳预约费并通知预约成功,然后根据移位规则在停车域pzk中同步移位该停车请求来满足延时请求和其他停车请求的需要。
本发明实施例中,步骤s672中的移位规则具体包括首先建立待停车的停车请求矩阵
s68、更新停车域pzk中可对外共享的车位供给矩阵
本发明实施例中,步骤s68包括以下分步骤:
s681、第1次决策后,更新车位供给矩阵,更新方式为:
s682、第i次决策后,i≥2,更新车位供给矩阵,更新方式为:
请参照图2,接下来结合实例对本发明的技术方案进行进一步说明:
s11、平台根据对外共享区域的停车需求特性,确定的停车溢出时间节点总数φ=3,停车溢出时间节点
s12、筛选溢出度η较大的时间节点8:30am和17:30pm并结合区域现状确定对外共享的开始时间和结束时间。
s13、确定共享车位对外共享时间为8:00am-6:00pm共10个小时,每个时段长度为t0=2小时,t=1为开始时段(即8:00am-10:00am),t=t为结束时段(即4:00pm-6:00pm)。
s21、平台对已上传基础数据的车位形成的第1次决策时车位供给矩阵可表示为
s22、车位所处的停车场总数l=4,第1次决策时车位与停车场的关系矩阵可表示为
s31、平台选择车位连续闲置时段不低于最小可共享时段tmin=4小时。设置最小可共享时段tmin=4小时的滑动时间窗,采用滑动时间窗遍历每个车位的每个时段。车位7不存在连续闲置时段超过最小可共享时段tmin=4小时,标记为1,其他车位则标记为0。遍历每个车位的标记,选择标记为0的车位,计算
s32、根据内嵌规则优化调整已租赁车位的闲置时段,内嵌规则是将每一个租赁车位的闲置时段与同停车场的其他租赁车位的非闲置时段逐一进行相似度匹配。相似度指标包括连续时段个数、时段总长度、每个连续时段开始时间和时段结束时间。通过计算,车位1的共享时段和车位6的非共享时段相似度为1,则该两个车位为调整车位组,告知调整车位组中的车位供给者其非闲置时段可内调,予以补偿并达成协议后将产生一个连续闲置时段更长的车位。对步骤s31中的
s4、停车用户提交停车请求,第1次决策时停车请求总数m=3,停车请求1和2去往目的地1,可接受步行距离都为500米。停车请求3去往目的地2,可接受步行距离为150米。第1次决策时平台收到的停车请求矩阵可表示为
s51、3个停车请求的目的地总数d=2,平台数据库已知各目的地与停车场的步行距离,可表示为
s52、根据每个停车用户的目的地d和可接受步行距离w在w2×4中检索,当满足w>=wdl时,提取出l。如果不存在l,则返回步骤s4,重新提交可接受步行距离。针对停车请求1和2,目的地1对应的停车域pz1包含停车场1和停车场2。针对停车请求3,目的地2对应的停车域pz2包含停车场4。
s53、针对停车域pz1,处于停车域pz1中的车位有车位1、车位2和车位3,根据筛选出的车位对步骤s32中的
s61、平台根据出售规则扩增步骤s53中停车域pz1的
因此时为第1次决策,之前无延时请求和待停车的停车请求,因此跳过步骤s62到s64。
s65、平台根据停车域pz1的
s66、计算第1次决策分配时停车域pz1和停车域pz2的车位紧张度
则第1次决策时停车域pz1和停车域pz2实际的单位动态预约费
s67、对于第1次决策时分配成功的停车请求,停车请求2和3的下一时段为预约停车时段的开始时间,则需缴纳预约费并通知预约成功,告知停车用户车位所在停车场和车位号,开始路径诱导;而停车请求1的下一时段不是预约停车时段的开始时间,则缴纳预约费并通知预约成功,在分配后面的停车请求时,根据移位规则在停车域pz1中同步移位该停车请求来满足延时请求和停车请求的需要,在更新车位供给矩阵时,对于可移位的停车请求不在车位供给中更新。在实用中,对于第1次决策时分配失败的停车请求,停车用户可返回步骤s4增加可接受步行距离。
s68、决策结束后,对车位供给矩阵状态进行更新。第1次决策后,停车域pz1的车位供给矩阵更新后为
然后根据更新后停车域pz1和pz2的车位供给矩阵
因为出售规则在第一次决策时已说明,因此跳过步骤s61。
s62、停车用户停车后因其他原因在预定的停车时段结束时间之前不能回来,则可在停车时段结束时间之前提交延时请求,提交后仅在下次决策分配时优先固定延时请求,再决策分配。若延时请求与该次决策后待停车的停车请求冲突,则拒绝延时请求,否则就接受。每次决策时需先收集延时请求,假设第1次决策时的停车请求2提交了延时请求,第2次决策时延时请求总数b=1,则第2次决策时平台收到的停车延时请求矩阵可表示为
s63、新的停车用户提交停车请求,第2次决策时停车请求总数m=2,停车请求4去往目的地1,可接受步行距离为500米。停车请求5去往目的地2,可接受步行距离为150米。第2次决策时平台收到的停车请求矩阵可表示为
s64、第1次决策时停车请求1已预约成功但在下一时段还未到,待停车的停车请求总数为1。则待停车的停车请求矩阵可表示为
s65、平台根据停车域pz1的
s66、计算第2次决策分配时停车域pz1和停车域pz2的车位紧张度
s67、对于第2次决策时分配成功的停车请求,停车请求4的下一时段为预约停车时段的开始时间,则需缴纳预约费并通知预约成功,告知停车用户车位所在停车场和车位号,开始路径诱导;虽然下一时段不是停车请求5的预约停车时段开始时间,但停车域pz2内无其他车位可供移位,所以移位结束并告知停车用户车位所在停车场和车位号,开始路径诱导。在决策分配时,以平台收入最大化为目标,平台收入是指停车用户缴纳的预约费加上停车费减去共享车位的租赁费再减去拒绝停车请求造成的损失。当cs=16元、cr=4元和α=2时,两次决策产生的平台收入u=118.55元。
s68、第2次决策后,停车域pz1的车位供给矩阵更新后为
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所描述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。