公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)及其調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及公共交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)及其調(diào)度 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 公共自行車交通系統(tǒng)（Public Bicycle System，PBS)是指由公司在大型居住區(qū)、 商業(yè)中心、交通樞紐、旅游景點等客流集聚地設(shè)置公共自行車租賃點，隨時為不同的人群提 供適于騎行的公共自行車，并根據(jù)使用時間的長短征收一定額度費用，以該服務(wù)系統(tǒng)和配 套的自行車路網(wǎng)為載體，提供公共自行車出行服務(wù)的城市交通系統(tǒng)。PBS由公共自行車租賃 點、公共自行車、調(diào)度中心、運輸車輛、運輸車輛停車場以及通信系統(tǒng)等組成。作為城市交通 的組成部分，PBS能有效解決公交系統(tǒng)"最后一公里"難題，并具有無污染、機(jī)動靈活、停放方 便、占地面積小等特點。
[0003] 自上世紀(jì)90年代末，歐美許多國家推出自行車免費租賃服務(wù)，在里昂、巴黎、倫 敦、紐約、阿姆斯特丹等國際大城市，自行車租賃服務(wù)發(fā)展迅速。而實施效果也表明，PBS是 一種既方便健康，又有益于環(huán)境保護(hù)、資源有效利用以及改善城市形象的出行方式。同時， PBS對改善城市道路環(huán)境條件、緩解交通壓力、促進(jìn)節(jié)能減排都起到了積極的作用。
[0004] 2005年，國內(nèi)首次在上海推出使用PBS。到目前為止，已經(jīng)建成并投入運營的公共 自行車項目有30多個縣（市）區(qū)：包括江蘇省的南京、蘇州、無錫、南通、張家港、昆山，浙江 省的杭州、臺州、紹興、溫嶺，廣東中山，四川廣元，山東青州等。且預(yù)計到2015年底，全國啟 動公共自行車項目的縣區(qū)市將達(dá)到200個。
[0005] 隨著公共自行車租賃網(wǎng)點以及投入使用的自行車數(shù)量的不斷增加，也會引發(fā)一系 列問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1)PBS站點的選址問題；2)PBS站點配車數(shù)量的問題；3) 各個站點之間車輛的調(diào)度問題。其中車輛的調(diào)度問題為目前最為關(guān)注的問題。
[0006]目前國內(nèi)外針對車輛的調(diào)度問題已經(jīng)進(jìn)行了一系列的研究，開發(fā)了很多針對公共 自行車的車輛調(diào)度系統(tǒng)，然而現(xiàn)有的車輛調(diào)度系統(tǒng)依然存在智能性不夠、復(fù)雜度高、使用不 便、效率低且成本高等諸多不足，不能切實滿足實際應(yīng)用的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明為了克服以上不足，提供了一種能夠根據(jù)各自行車租賃點的站點之間的實 時車輛調(diào)度信息，及時提供準(zhǔn)確的調(diào)度策略，在有效滿足市民日常使用的基礎(chǔ)上，大大減少 車輛調(diào)度運輸成本的公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)及其調(diào)度方法。
[0008] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)，包 括若干本地控制器、若干從控制器和主控制器，每個所述本地控制器實時檢測相應(yīng)租賃點 自行車狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息；每個所述從控制器均包括數(shù)據(jù)采集模塊和與所述數(shù)據(jù)采集模塊連 接的第一通信模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊實時收集本地控制器實時檢測到的數(shù)據(jù)信息；所述 主控制器包括數(shù)據(jù)處理模塊和與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接的第二通信模塊，所述第二通信模 塊與第一通信模塊無線連接，接收所述數(shù)據(jù)采集模塊實時收集的數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息 上傳至所述數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊包括建模單元和決策單元，所述建模單元對接收 的數(shù)據(jù)信息建立環(huán)境模型，所述決策單元根據(jù)所述環(huán)境模型給出最優(yōu)調(diào)度決策。
[0009] 進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)處理模塊為MC13213芯片，所述第二通信模塊為MC52i無線模 塊，所述MC13213芯片與所述MC52i無線模塊之間通過第一串行接口通信。
[0010] 進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊為MC13213芯片，所述第一通信模塊為MC52i無線模 塊，所述MC13213芯片與所述MC52i無線模塊之間通過第一串行接口通信。
[0011] 進(jìn)一步的，所述從控制器還包括電平轉(zhuǎn)換模塊，所述電平轉(zhuǎn)換模塊分別與本地控 制器和MC13213芯片連接，實時采集自行車租賃點的數(shù)據(jù)信息，并將采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)送 至MC13213芯片。
[0012] 進(jìn)一步的，所述電平轉(zhuǎn)換模塊為MAX232芯片，MAX232芯片其中一端與本地控制器 連接，另一端與所述MC13213芯片的第二串行接口連接，將采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至MC13213 心/T 〇
[0013] 進(jìn)一步的，所述從控制器和所述本地控制器的數(shù)量相同。
[0014] 本發(fā)明還提供一種公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)的調(diào)度方法，包括以下步驟：
[0015] S1 :所述本地控制器實時檢測相應(yīng)租賃點自行車狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息；
[0016] S2 :所述數(shù)據(jù)采集模塊實時收集本地控制器檢測到的數(shù)據(jù)信息；
[0017] S3:所述第二通信模塊通過第一通信模塊接收所述數(shù)據(jù)采集模塊實時收集的數(shù)據(jù) 信息，并將數(shù)據(jù)信息上傳至所述數(shù)據(jù)處理模塊；
[0018] S4:所述數(shù)據(jù)處理模塊中的建模單元對接收的數(shù)據(jù)信息建立環(huán)境模型，所述決策 單元根據(jù)所述環(huán)境模型提供最優(yōu)調(diào)度決策。
[0019] 進(jìn)一步的，所述步驟S3中所述第二通信模塊與第一通信模塊通過無線連接。
[0020] 進(jìn)一步的，所述步驟S4中建模單元建立環(huán)境模型具體包括以下步驟：
[0021] S41 :根據(jù)各個租賃點的實時數(shù)據(jù)信息建立自行車租、還狀態(tài)模型；
[0022] S42 :將車輛調(diào)度問題建模為一個馬爾科夫決策過程模型，對其中的狀態(tài)、動作、狀 態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)及動作轉(zhuǎn)移函數(shù)進(jìn)行建模；
[0023] S43 :建立回報值函數(shù)模型；
[0024] S44 :建立回報值函數(shù)模型中參數(shù)的先驗?zāi)Ｐ停?br>[0025] 進(jìn)一步的，所述步驟S4中決策單元提供最優(yōu)調(diào)度決策具體為利用基于貝葉斯的 強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法求解最優(yōu)調(diào)度策略。
[0026] 本發(fā)明提供的公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)及其調(diào)度方法，通過設(shè)置建模單元對接收 的數(shù)據(jù)信息建立環(huán)境模型，并通過決策單元提供最優(yōu)調(diào)度策略，調(diào)度控制系統(tǒng)實時與租賃 點的自行車租/還狀態(tài)數(shù)據(jù)信息智能交互，不需要人工提供學(xué)習(xí)樣本，利用基于貝葉斯的 強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法在線學(xué)習(xí)最優(yōu)調(diào)度策略；此外，當(dāng)租賃點自行車的租/還狀態(tài)發(fā)生變化時，該 調(diào)度控制系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境的變化動態(tài)修正最優(yōu)調(diào)度策略，不僅有效滿足市民日常的使用， 而且大大減少車輛調(diào)度的運輸成本，切實滿足實際需要。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)的從控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3是本發(fā)明公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)的主控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖4是本發(fā)明公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)的從控制器一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖5是本發(fā)明公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)的主控制器一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖6是本發(fā)明公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)的調(diào)度方法流程圖。
[0033]圖中所示：1、本地控制器；2、從控制器；21、數(shù)據(jù)采集模塊；22、第一通信模塊；3、 主控制器；31、數(shù)據(jù)處理模塊；311、建模單元；312、決策單元；32、第二通信模塊；4、租賃點。
【具體實施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)描述：
[0035] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種公共自行車調(diào)度控制系統(tǒng)，包括若干本地控制器1、 若干從控制器2和主控制器3。
[0036] 每個本地控制器1實時檢測相應(yīng)租賃點4內(nèi)自行車的狀態(tài)信息，具體的，每個租賃 點4對應(yīng)一個本地控制器1，其實時檢測該租賃點4所有自行車的租/還狀態(tài)信息。
[0037] 如圖2所示，每個從控制器2均包括數(shù)據(jù)采集模塊21和與數(shù)據(jù)采集模塊21連接 的第一通信模塊22,數(shù)據(jù)采集模塊21實時收集本地控制器1實時檢測到的數(shù)據(jù)信息，優(yōu)選 的，從控制器2的數(shù)量與本地控制器1以及租賃點4的數(shù)量一致，即每個從控制器2的數(shù)據(jù) 采集模塊21通過本地控制器1實時收集一個對應(yīng)租賃點4的自行車租/還狀態(tài)信息。
[0038] 如圖3所示，主控制器3包括數(shù)據(jù)處理模塊31和與數(shù)據(jù)處理模塊31連接的第二 通信模塊32,第二通信模塊32與第一通信模塊22無線連接，接收數(shù)據(jù)采集模塊21實時收 集的數(shù)據(jù)信息