CN109523294A - 一种基于沙普利算法的出租车拼车计费方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于沙普利算法的出租车拼车计费方法，包括以下步骤：(1)乘客通过终端设备向服务器提交拼车请求和位置信息，司机通过终端设备向服务器提交位置信息和可接载乘客数M；(2)以司机所在位置为中心、半径为D的区域作为接载区域，将该区域内的N个候选乘客与该司机组成一个拼车组；(3)计算拼车组中乘客的行程时间、行程公里数以及预估费用；(4)利用沙普利算法为拼车组的乘客构建有效送达队列并计算沙普利值；(5)计算司机的收入；(6)根据沙普利值计算乘客的抵扣金额和实际费用。本发明充分考虑乘客的预期旅程时间和司机对收入的期望度，能够节省乘客乘车费用，并保证司机的预期收入。

Description

一种基于沙普利算法的出租车拼车计费方法

技术领域

本发明属于智能交通领域，涉及一种基于沙普利算法的出租车拼车计费方法。

背景技术

随着社会经济的发展，人们的出行需求急剧增长，多数人会选择乘坐公共交通工具来满足自身的出行需求。由于公共交通工具的路线存在一定局限性，越来越多的人开始选择乘坐出租车来满足自身的出行需求。但是由于油耗费用的上涨，人们乘坐出租车的费用也随之上涨。在高峰时段或其他特殊时期，人们往往需要等待较长时间才能成功搭乘出租车。同时，在一趟旅程中，出租车往往只载有一到两位乘客。因此，找到一种能解决上述费用高和候车时间长等问题的有效手段是非常重要的。多位乘客共同乘坐一辆出租车的拼车模式是一种能解决上述问题的有效手段。

现有的拼车计费方法主要是根据乘客的实际行程公里数和实际行驶时间，以及每公里费率和每分钟费率来计算乘客的乘车费用，并给予乘客一定的折扣。但是，这种方法给予乘客同等程度的折扣，并没有考虑到每位乘客对自身旅程的期望，也没有考虑到每位乘客对旅程的满意程度。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种基于沙普利算法的出租车拼车计费方法。本发明考虑到乘客的预期旅程时间，并根据乘客在拼车过程中遭受的延迟影响来给予乘客抵扣金额，能节省乘客乘车费用并激励乘客参与拼车。

一种基于沙普利算法的出租车拼车计费方法，包括以下步骤：

S1：乘客通过终端设备向服务器提交拼车请求和基本信息，所述的基本信息包括乘车地点org，目的地dst，预期旅程时间θ和对于每分钟延迟时间所期望得到的补偿ω；

S2：司机通过终端设备向服务器提交基本信息，所述基本信息包括司机当前所在位置cur，可接载乘客数M和接载范围半径D；

S3：将满足|org-dst|≤D条件的N个乘客与司机组成一个拼车组；定义P＝{1,2,...,N}为拼车组中乘客编号的集合；定义p_i,i∈P为拼车组中第i位乘客，N≤M；

S4：根据拼车组中乘客的乘车地点org和目的地dst，得到乘客的行程公里数L和行程时间T，并计算乘客的预估费用F，所述的预估费用F通过下式进行表达：

F＝per_lL+per_tT

其中，per_l表示为每公里费率，单位为元/公里，per_t表示为每分钟费率，单位为元/分钟；

S5：通过沙普利算法为拼车组中的乘客构建有效送达队列ψ*，并计算乘客的沙普利值SV；

S6：根据司机对收入的期望度，计算司机的收入R

其中，表示为第i位乘客的预估费用，表示司机接载第i位乘客预期获得的收入；

S7：根据乘客的沙普利值SV，得到乘客的抵扣金额C，并计算实际费用Pay，所述的实际费用Pay通过下式进行表达：

Pay＝F-C。

在一种优选的方案中，所述的步骤S5中乘客有效送达队列的构建方法包括以下内容：定义为第i位乘客在送达队列ψ中的位置，定义表示送达队列ψ中位置先于第i位乘客的位置的乘客的编号集合；根据以下限定条件，得到乘客的有效送达队列ψ^*：

min I(P,ψ)

ψ∈Ψ

其中，所述的表示为第i位乘客的预期旅程时间，所述的表示为第i位乘客对于每分钟延迟时间所期望得到的补偿金额，单位为元/分钟，所述的I(P,ψ)表示为在司机根据送达队列ψ将乘客送达目的地的过程中所有乘客遭受到的损失金额，所述的Ψ表示为乘客送达队列的集合。

在一种优选的方案中，所述的步骤S5中乘客的沙普利值通过下式进行表达：

其中，所述的表示为第i位乘客在有效送达队列ψ^*中的位置，所述的表示为第i位乘客的预期旅程时间，所述的表示为第i位乘客对于每分钟延迟时间所期望得到的补偿，单位为元/分钟，所述的表示为第i位乘客的沙普利值；定义表示有效送达队列ψ^*中位置先于第i位乘客的位置的乘客的编号集合，表示有效送达队列ψ^*中位置后于第i位乘客的位置的乘客的编号集合。

在一种优选的方案中，所述的步骤S7中乘客的抵扣金额C通过下式进行表达：

其中，表示为第i位乘客的沙普利值，表示为第i位乘客的抵扣金额。

在一种优选的方案中，所述的步骤S4中的行程公里数L通过下面的内容得到：

通过乘车地点org和目的地dst，集合乘客位置信息、交通灯信息和路面交通拥堵情况，通过智能算法得到行程公里数L。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明考虑到乘客的预期旅程时间，并根据乘客在拼车过程中遭受的延迟影响来给予乘客抵扣金额，能节省乘客乘车费用并激励乘客参与拼车；

(2)本发明考虑到司机对收入的期望度，能保证司机的收入并激励司机参与拼车。

附图说明

图1为实施例1的方法流程图。

图2为实施例2的拼车路线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1所示，一种基于沙普利算法的出租车拼车计费方法，包括以下步骤：

S1：乘客通过终端设备向服务器提交拼车请求和基本信息，所述基本信息包括乘车地点org，目的地dst，预期旅程时间θ和对于每分钟延迟时间所期望得到的补偿ω；

S2：司机通过终端设备向服务器提交基本信息，所述基本信息包括司机当前所在位置cur，可接载乘客数M和接载范围半径D；

S3：把满足|org-dst|≤D的N个乘客与司机组成一个拼车组；定义P＝{1,2,...,N}为拼车组中乘客编号的集合；定义p_i,i∈P为拼车组中第i位乘客，N≤M；

S4：根据拼车组中乘客的乘车地点org和目的地dst，计算乘客的行程公里数L和行程时间T，并计算乘客的预估费用F

F＝per_lL+per_tT

其中，per_l表示为每公里费率，单位为元/公里，per_t表示为每分钟费率，单位为元/分钟；

S5：利用沙普利算法为拼车组中的乘客构建有效送达队列ψ*，并计算乘客的沙普利值SV；

S6：根据司机对收入的期望度，计算司机的收入R

其中，表示为第i位乘客的预估费用，表示司机接载第i位乘客预期获得的收入；

S7：根据乘客的沙普利值SV，得到乘客的抵扣金额C，并计算实际费用Pay，实际费用Pay通过下式进行表达：

Pay＝F-C。

步骤S5中乘客有效送达队列的构建方法为：定义为第i位乘客在送达队列ψ中的位置，定义即在送达队列ψ中位置先于第i位乘客的位置的乘客的编号集合；根据以下限定条件，求解得到乘客的有效送达队列ψ^*：

min I(P,ψ)

ψ∈Ψ

其中，表示为第i位乘客的预期旅程时间，表示为第i位乘客对于每分钟延迟时间所期望得到的补偿，单位为元/分钟，I(P,ψ)表示为在司机根据送达队列ψ将乘客送达目的地的过程中所有乘客遭受到的延迟，Ψ表示为乘客送达队列的集合。

步骤S5中乘客沙普利值的计算公式为：

其中，表示为第i位乘客在有效送达队列ψ^*中的位置，表示为第i位乘客的预期旅程时间，表示为第i位乘客对于每分钟延迟时间所期望得到的补偿，单位为元/分钟，表示为第i位乘客的沙普利值；定义即在送达队列ψ^*中位置先于第i位乘客的位置的乘客的编号集合，即在送达队列ψ^*中位置后于第i位乘客的位置的乘客的编号集合。

步骤S7中乘客的抵扣金额的计算公式为：

其中，表示为第i位乘客的沙普利值，表示为第i位乘客的抵扣金额。

实施例2：

一种基于沙普利算法的出租车拼车计费方法，乘客及相关信息如图2所示，包括以下步骤：

S1：乘客通过终端设备向服务器提交拼车请求和基本信息，乘客基本信息如表1所示：

表1乘客基本信息

S2：司机通过终端设备向服务器提交位置信息，可载乘客数和接载范围半径，其中司机所在位置为O，可载乘客数M＝3，可接载范围D＝1km；

S3：服务器让司机与表1中的三位乘客组成拼车组，其中拼车组乘客人数为N＝3；

S4：假设每公里费率为1.3，每分钟费率为0.4；乘客的行车公里数，行程时间和预估费用如表2所示：

表2乘客的预估费用

S5：服务器根据沙普利算法为拼车组中的乘客构建有效送达队列，其中满足限定条件的有效送达队列为：2→3→1；根据乘客沙普利值的计算公式，乘客的沙普利值如表3所示：

表3乘客的沙普利值

S6：假设司机对收入的期望度为0.7，司机的收入为0.7×(7.6+5.5+11.4)＝17.15；

S7：根据表3中乘客的沙普利值和抵扣金额的计算公式，乘客的抵扣金额如表4所示：

表4乘客的抵扣金额

根据表2中乘客的预估费用和表4中乘客的抵扣金额，乘客的实际费用如表5所示：

表5乘客的实际费用

Claims (4)

1.一种基于沙普利算法的出租车拼车计费方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：乘客通过终端设备向服务器提交拼车请求和基本信息，所述的基本信息包括乘车地点org，目的地dst，预期旅程时间θ和对于每分钟延迟时间所期望得到的补偿ω；

S2：司机通过终端设备向服务器提交基本信息，所述基本信息包括司机当前所在位置cur，可接载乘客数M和接载范围半径D；

S3：将满足|org-dst|≤D条件的N个乘客与司机组成一个拼车组；定义P＝{1,2,...,N}为拼车组中乘客编号的集合；定义p_i,i∈P为拼车组中第i位乘客，N≤M；

S4：根据拼车组中乘客的乘车地点org和目的地dst，得到乘客的行程公里数L和行程时间T，并计算乘客的预估费用F，所述的预估费用F通过下式进行表达：

F＝per_lL+per_tT

其中，per_l表示为每公里费率，单位为元/公里，per_t表示为每分钟费率，单位为元/分钟；

S5：通过沙普利算法为拼车组中的乘客构建有效送达队列ψ^*，并计算乘客的沙普利值SV；

S6：根据司机对收入的期望度，计算司机的收入R

其中，表示为第i位乘客的预估费用，表示司机接载第i位乘客预期获得的收入；

S7：根据乘客的沙普利值SV，得到乘客的抵扣金额C，并计算实际费用Pay，所述的实际费用Pay通过下式进行表达：

Pay＝F-C。

2.根据权利要求1所述的出租车拼车计费方法，其特征在于，所述的步骤S5中乘客有效送达队列的构建方法包括以下内容：定义为第i位乘客在送达队列ψ中的位置，定义表示送达队列ψ中位置先于第i位乘客的位置的乘客的编号集合；根据以下限定条件，得到乘客的有效送达队列ψ^*：

min I(P,ψ)

ψ∈Ψ

其中，所述的表示为第i位乘客的预期旅程时间，所述的表示为第i位乘客对于每分钟延迟时间所期望得到的补偿金额，单位为元/分钟，所述的I(P,ψ)表示为在司机根据送达队列ψ将乘客送达目的地的过程中所有乘客遭受到的损失金额，所述的Ψ表示为乘客送达队列的集合。

3.根据权利要求1所述的出租车拼车计费方法，其特征在于，所述的步骤S5中乘客的沙普利值通过下式进行表达：

其中，所述的表示为第i位乘客在有效送达队列ψ^*中的位置，所述的表示为第i位乘客的预期旅程时间，所述的表示为第i位乘客对于每分钟延迟时间所期望得到的补偿，单位为元/分钟，所述的表示为第i位乘客的沙普利值；定义表示有效送达队列ψ^*中位置先于第i位乘客的位置的乘客的编号集合，表示有效送达队列ψ^*中位置后于第i位乘客的位置的乘客的编号集合。

4.根据权利要求1所述的出租车拼车计费方法，其特征在于，所述的步骤S7中乘客的抵扣金额C通过下式进行表达：

其中，表示为第i位乘客的沙普利值，表示为第i位乘客的抵扣金额。