-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Gewerbliches Gebiet der Verwendung:
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Fahrzeugverteilungssystem
und insbesondere auf ein Fahrzeugverteilungssystem zum stabilen
Versorgen (d.h. Verteilen) einer Mehrzahl von Stationen innerhalb
eines Bereichs mit Fahrzeugen unter Berücksichtigung von Fahranfragen
an jeder der Stationen.
-
Stand der Technik
-
Da,
wo Fahrzeuge innerhalb einer Mehrzahl von Stationen in einem Bereich
in Antwort auf Fahranfragen, welche an jeder der Stationen generiert werden,
verteilt werden müssen,
kann zum Erfüllen ihrer
Fahranfragen es einigen Stationen an Fahrzeugen mangeln, während andere überschüssige Fahrzeuge
aufweisen können.
In einem derartigen Fall kann ein Verteilungssystem dazu entwickelt
werden, überschüssige Fahrzeuge
zwischen Stationen zu bewegen (d.h. Umverteilen), um Fehlmengen
an Fahrzeugen, wo immer sie auch auftreten, auszugleichen.
-
Die
obige Art eines Fahrzeugverteilungssystems ist dazu ausgelegt, mit
Fahrzeugfehlmengen auf einer a posteriori Grundlage umzugehen. Dies bedeutet,
dass es Zeit beansprucht, überschüssige Fahrzeuge
von einer Station zu einer anderen zu bewegen. Dann, wenn eine neue
Fahranfrage auftritt, während
dessen die Fahrzeugumverteilung sich in Vorbereitung befindet, oder
wenn einige Fahrzeuge, die Stationen verlassen haben, auf ihrem
Weg zu anderen Stationen sind bevor ein Umverteilungsprozess initiiert
ist, kann wieder ein Überschuss
oder eine Fehlmenge an Fahrzeugen nach Beendigung der Umverteilung
an jeder Station auftreten. Dass heißt, dass im Hinblick auf die
variierenden Fahranfragen keine bevorzugte stabile Wartezeit festgestellt werden
kann.
-
Eine
Lösung
für den
obigen mangelhaften Zustand kann sein, dass Fahrzeuge auf Grundlage von
vorhergesagten Fahranfragedaten umverteilt werden. In anschaulicher
Art und Weise kann ein System dazu entwickelt werden, Fahrzeuge
gemäß vorhergesagter
Fahranfragedaten basierend auf der Zahl vorhandener Fahrzeuge an
jeder der Stationen, basierend auf den Fahranfragen, welche momentan an
der in Frage kommenden Station generiert werden, und basierend auf
den früheren
statistischen Fahranfragendaten bezüglich der Station umzuverteilen.
Ein Beispiel für
dieses System ist ein Fahrzeuganfrage-Vorhersagesystem, welches
in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. Hei 9-153098 offenbart ist.
-
Aufgaben, welche durch die Erfindung zu
lösen sind
-
Das
offenbarte Fahrzeuganfrage-Vorhersagesystem überlässt es dem menschlichen Urteilsvermögen, in
welchem Ausmaß die
durch Berechnung vorhergesagten Fahrzeuganfragen für die momentane
Verteilung von Fahrzeugen zu berücksichtigen sind.
Das heißt,
dass veränderliche
Instruktionen zur Fahrzeugverteilung, welche auf unterschiedliche
Entscheidungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten basieren, vorliegen
können.
Demzufolge neigen Fahrzeuge dazu, in einer unsicheren Art und Weise
verteilt zu werden.
-
Es
ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugverteilungssystem
bereitzustellen, welches im Stande ist, Fahranfragen in einer zuverlässigen Art
und Weise frei von willkürlichen menschlichen
Beurteilungen zu erfüllen.
-
Mittel zum Lösen der
Probleme
-
Beim
Ausführen
der Erfindung und gemäß nach einem
Aspekt derselben wird ein Fahrzeugverteilungssystem zum Verteilen
von Fahrzeugen zwischen einer Mehrzahl von Stationen innerhalb eines Bereichs
in Antwort auf Fahranfragen bereitgestellt, welche an jeder der
Stationen generiert werden, wobei das Fahrzeugverteilungssystem
umfasst: ein Überschuss-
und Fehlmenge-Berechnungsmittel zum Berechnen entweder eines Überschusses
oder einer Fehlmenge an Fahrzeugen an jeder der Stationen durch
einen Vergleich innerhalb eines Suchbereichs, welcher repräsentiert
ist durch eine vorbestimmte Zeitdauer an jeder Station, einer Anzahl
momentaner Fahranfragen und der vorhergesagten Fahranfrage-Daten
mit einer Anzahl vorhandener Fahrzeuge und einer Anzahl vorhergesagter
ankommenden Fahrzeuge; und ein Fahrzeug-Umverteilungsmittel zum
Umverteilen von Fahrzeugen ausgehend von einer Station mit einem Überschuss
an Fahrzeugen zu einer Station, der es an Fahrzeugen mangelt, auf
Grundlage der Ergebnisse der Berechnung, welche entweder den Überschuss
oder die Fehlmenge an Fahrzeugen anzeigen.
-
Mit
der obigen Struktur wird die Anzahl der Fahranfragen und die Anzahl
der ankommenden Fahrzeuge an jeder Station nur innerhalb des vorbestimmten
Suchbereichs (Zeitdauer) vorhergesagt. Die Vorhersagen, die momentane
Fahranfrage und die Anzahl der vorhandenen Fahrzeuge werden als eine
Grundlage zum Berechnen des Überschusses oder
der Fehlmenge an Fahrzeugen verwendet, wodurch Fahrzeuge ausgehend
von einer Station, welche überschüssige Fahrzeuge
aufweist, zu einer Station, der es an Fahrzeugen mangelt, umverteilt
werden.
-
Wirkungen der Erfindung
-
Wie
beschrieben wurde, sagt das Fahrzeugverteilungssystem gemäß der Erfindung
Fahrzeugfahranfragen und die Zahl der Fahrzeuge innerhalb eines
vorbestimmten Suchbereichs voraus. Im Gegensatz zu dem herkömmlichen
System, welches es dem menschlichen Urteilsvermögen überlässt, in welchem Maße die vorhergesagten
Fahranfragen für die
Fahrzeugverteilung berücksichtigt
werden sollen, stellt das erfindungsgemäße System eine zuverlässige Verteilung
von Fahrzeugen durch Eliminierung willkürlicher Instruktionen zur Fahrzeugverteilung
sicher.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
ein schematisches Diagramm, welches einen typischen Aufbau eines
Fahrzeugverteilungssystems zeigt, welches die Erfindung verkörpert;
-
2 ist
ein Blockdiagramm, welches Schlüsselfunktionen
eines Terminals an einer Station und eines Host-Computers zeigt;
-
3 ist
ein schematisches Diagramm, welches reale Fahranfragen und eine
reale Anzahl von Fahrzeugen an jeder Station zeigt, und zwar bevor die
Umverteilungsinstruktionen ausgegeben wurden;
-
4 ist
ein schematisches Diagramm, welches reale Fahranfragen und Anzahlen
von Fahrzeugen an jeder Station zeigt, und zwar nachdem Umverteilungsinstruktionen
ausgegeben wurden;
-
5 ist
ein Flussdiagramm der Schritte zum Berechnen eines Überschusses
oder einer Fehlmenge an Fahrzeugen;
-
6 ist
ein Flussdiagramm der Schritte zum Bestimmen der Umverteilung von
Fahrzeugen, welche auf einem berechneten Überschuss oder einer berechneten
Fehlmenge an Fahrzeugen basiert;
-
7 ist
ein schematisches Diagramm, welches typische Zeitdauern zeigt, die
erforderlich sind, Fahrzeuge zwischen den Stationen zu bewegen;
-
8 ist
eine graphische Darstellung, welche Beziehungen zwischen der Zahl
eingesetzter Fahrzeuge und der Zahl der umverteilten Fahrzeuge anzeigt;
-
9 ist
eine graphische Darstellung, welche Beziehungen zwischen der Zahl
eingesetzter Fahrzeuge und der durchschnittlichen Wartezeit zeigt;
-
10A und 10B sind
schematische Diagramme, welche simulierte Fahrzeiten von Fahrzeugen,
welche zwischen den Stationen bewegt werden, zeigen;
-
11 ist
eine graphische Darstellung, welche die simulierten Beziehungen
zwischen der Zahl eingesetzter Fahrzeuge, der Durchschnittswartezeit und
der Zahl der umverteilten Fahrzeuge anzeigt;
-
12 ist
eine graphische Darstellung, welche momentane Fahranfragen, welche über die
Zeit an einem typischen Tag auftreten, zeigt;
-
13 ist
eine graphische Darstellung, welche simulierte Beziehungen zwischen
einem Produkt der Zahl der umverteilten Fahrzeuge in Abhängigkeit einer
vorgegebenen Anzahl eingesetzter Fahrzeuge und der Durchschnittswartezeit
einerseits und der SD-Zeit andererseits zeigt, und zwar unter Verwendung
von Suchbereichen als einen Parameter;
-
14 ist
eine graphische Darstellung, welche Beziehungen zwischen der Wartezeit
und der Zahl von Fahrzeugen unter Verwendung der Aufnahmekapazität als einen
Parameter zeigt;
-
15 ist
ein Flussdiagramm von Schritten, welche einen modifizierten Prozess
einer Fahrzeugumverteilung bilden; und
-
16 ist
eine graphische Darstellung, welche Beziehungen zwischen der Wartezeit
mit berücksichtigten
Aufnahmekapazitäten
und der Zahl der innerhalb des Bereichs eingesetzten Fahrzeuge,
wobei Aufnahmekapazität
jeder Station als ein Parameter verwendet wird.
-
Bevorzugte Ausführungsformen
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
dieser Erfindung werden nun im Einzelnen unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm,
welches einen typischen Aufbau eines die Erfindung verkörpernden Fahrzeugverteilungssystems
zeigt. Bei diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass fünf Stationen innerhalb
eines Bereiches existieren. Die Stationen P1 bis P5 (welche im Allgemeinen
da, wo es nachstehend als geeignet erscheint, als Station P bezeichnet werden)
repräsentieren
Parkplätze
an Orten, wie beispielsweise ein Golfplatz, Flughafen und ein Hotel. Es
wird angenommen, dass eine Mehrzahl von Fahrzeugen 4 innerhalb
des Bereichs eingesetzt werden. Jede Station P weist einen Terminal 2 auf.
Jeder Terminal 2 ist mit einem Sensor 3 ausgestattet,
welcher das Kommen und Gehen von Fahrzeugen erfasst.
-
Der
Sensor 3 ist imstande, ein Fahrzeug 4 durch Erfassen
seiner Fahrzeugnummer zu identifizieren. Die zu erfassende Fahrzeugnummer
kann jene eines Nummernschildes sein, welches an der Vorderseite
und Hinterseite jedes Fahrzeuges angebracht ist, oder irgendeine
geeignete Nummer sein, welche zum Erfassen an der Seite oder auf
dem Dach jedes Fahrzeugs vorgesehen ist. Die Fahrzeugnummer ist
nicht auf Ziffern beschränkt;
sie kann durch eine Identifikationsinformation, welche einen Barcode
verwendet, Zeichen, Markierungen und/oder durch andere Symbole gebildet
sein. Der Sensor 3 kann ein optischer Sensor zum optischen Auslesen
derartiger Fahrzeugnummern von Fahrzeugen sein.
-
Jeder
Terminal 2 weist eine Identifizierungseinheit (nicht dargestellt)
zum Identifizieren von Fahrzeugbenutzern auf. Die Identifizierungseinheit überprüft eine
ID-Nummer oder andere Daten, welche durch einen Fahrzeugbenutzer
eingegeben werden, um zu sehen, ob der Benutzer ein registrierter Vertragspartner
ist. Die ID-Nummer oder dazu ähnliche Daten
sollten vorzugsweise auf einer IC-Karte geschrieben sein. Die Identifizierungseinheit
liest die Daten von der IC-Karte ab, welche vor der Fahrzeugbenutzung
durch einen Benutzer vorgelegt wird. Wenn die Benutzung des Fahrzeugs
beendet ist, legt der Benutzer seine oder ihre IC-Karte der Identifizierungseinheit
vor, welche nach Lesen der Karte das Ende der Fahrzeugbenutzung
verifiziert. Der Terminal 2 umfasst ferner eine Eingabeeinheit
(nicht dargestellt), durch welche Benutzer gewünschte Bestimmungsorte eingeben.
Die Eingabeeinheit kann durch einen Satz von Schaltern, welche den
Station-Namen entsprechen, gebildet sein.
-
In
anschaulicher Art und Weise kann jedes Fahrzeug 4 ein elektrisches
Fahrzeug sein, welches selbstständig
läuft.
Wenn einem Benutzer die Benutzung eines Fahrzeuges erlaubt wird,
werden die Türen
des Fahrzeugs entriegelt und das Fahrzeug wird zum Starten fertig
gemacht. Anstatt, dass die Türen automatisch
entriegelt werden, kann das Fahrzeug manuell durch einen Benutzer
unter Verwendung seiner oder ihrer IC-Karte entriegelt werden. In
jedem Falle ist es bevorzugt, dass die Identifizierungsinformation
(ID-Nummer, usw.), welche jeden potenziellen Fahrzeugbenutzer, welcher
eine IC-Karte bei sich trägt,
identifiziert, durch den Terminal 2 der Station P erkannt
wird, bevor der Benutzer ein Fahrzeug fährt.
-
Die
Terminals 2 sind mit einem Hauptcomputer 1 (welcher
nachstehend als Host bezeichnet wird) durch Kommunikationsleitungen
verbunden. Zwischen den Terminals 2 und dem Host 1 werden
Daten ausgetauscht. Der Terminal 2 einer Station P, bei
der ein Fahrzeugbenutzer wünscht,
ein Fahrzeug zu fahren, überträgt zum Host 1 die
Fahrzeugnummern der vorhandenen Fahrzeuge und die Anzahl der vorhandenen
Fahrzeuge an der in Frage kommenden Station P sowie die ID-Nummer
des Vertragspartners und die Fahranfrage. Eine Anfrage tritt dann
auf, wenn ein Benutzer seine oder ihre ID-Nummer eingibt. Jede Anfrage umfasst
eine Bestimmungsort-Information. Liegt eine derartige ID-Nummer
vor, nimmt der Host 1 Bezug auf eine gespeicherte persönliche Information über den
Vertragspartner, um zu entscheiden, ob die Benutzung eines Fahrzeugs
für den
in Frage kommenden Benutzer gestattet ist. Wenn die Entscheidung
für die
Fahrzeugbenutzung ausfällt,
gestattet der Host 1 dem Terminal 2, ein Fahrzeug
zu mieten und ein spezifisches zu mietendes Fahrzeug zu bestimmen.
Die Erlaubnis, ein Fahrzeug zu mieten, und das Bestimmen des zu
mietenden Fahrzeugs gestattet es dem Benutzer überhaupt, das Fahrzeug zu fahren.
Die Mieterlaubnis und die Fahrzeugbestimmung geben Anlass zu dem,
was als eine "startende
Fahrt" bezeichnet
wird.
-
Der
Teminal 2 einer Station P, an der ein ein Fahrzeug fahrender
Fahrzeugbenutzer angekommen ist, überträgt an den Host 1 die
Fahrzeugnummern der momentan erhältlichen
Fahrzeuge und die Anzahl der vorhandenen Fahrzeuge an der Station
P, die Vertragspartner-ID-Nummer des angekommenden Benutzers, eine
erkannte Ankunftsinformation (wird als eine ankommende Fahrt bezeichnet)
und Fahrdaten über
den Vertragspartner. Eine ankommende Fahrt wird dann ausgegeben,
wenn der Sensor 3 die der startenden Fahrt entsprechende
Ankunft des Fahrzeugs 4 an der Station P erfasst.
-
Der
Host 1 weist Berechnungsmittel (Prozessor) 10 und
eine Speichereinrichtung (Speicher 11) auf. Der Prozessor 10 führt in Verbindung
mit dem Speicher 11 Berechnungen durch, um dem Terminal 2 eine
Erlaubnis zuzuführen,
Fahrzeuge zu mieten und zu mietende Fahrzeuge zu bestimmen, und
zwar auf Grundlage der Information, welche durch den Terminal 2 eingegeben
wird. Der Host 1 umfasst ferner eine Kommunikationseinrichtung 12 zum
Erteilen von Instruktionen an jedes Fahrzeug 4. Der Speicher 11 speichert
vorhergesagte Fahranfrage-Daten (werden nachstehend als vorhergesagte
startende Fahrten bezeichnet) über
jede Station P sowie eine Vertragspartner-Information und Vertragspartner-Fahrdaten an
jeder Station. Vorhergesagte startende Fahrten repräsentieren
vorhergesagte tägliche
Anfragen, welche auf vorherigen Anfrage-Ergebnissen beruhen. Eine
Vertragspartner-Information zeigt eine persönliche Information an, wie
beispielsweise die Namen der Vertragspartner, welche mit den ID-Nummern assoziiert
sind. Vertragspartner-Fahrdaten bestehen aus den Fahrentfernungen
des Vertragpartners sowie Fahrdauern, welche als zu benutzende Buchungsinformationen
verwendet werden, wenn den Vertragspartnern später eine Rechnung gestellt wird.
-
2 ist
ein Blockdiagramm, welches Schlüsselfunktionen
eines Terminals 2 und des Hosts 1 zeigt. Der Terminal 2 umfasst
eine Anfragemeldeeinheit 20, eine Meldeeinheit 21 für ankommende Fahrten,
eine Meldeeinheit 22 für
die ID des Vertragspartners sowie eine Meldeeinheit 23 für eine Anzahl vorhandener
Fahrzeuge zum Melden der Anfragen, ankommender Fahrten, der IDs
der Vertragspartner bzw. einer Anzahl vorhandener Fahrzeuge an den Host.
Die Anfragemeldeeinheit 20 meldet dem Host 1 das
Auftreten einer Anfrage, immer dann, wenn die ID-Nummer, welche
durch einen Benutzer eingegeben wird, erkannt wird. Die Meldeeinheit 21 für ankommende
Fahrten benachrichtigt den Host 1 über Ankünfte von Fahrzeugen, welche
durch den Sensor 3 erfasst werden. Die Meldeeinheit 22 für die ID
des Vertragspartners informiert den Host 1 über die ID-Nummern,
welche von den IC-Karten oder anderen Medien gelesen werden. Die
Meldeeinheit 23 für eine
Anzahl vorhandener Fahrzeuge meldet die momentane Zahl an Fahrzeugen,
welche sowohl auf Grundlage der Fahrzeugnummern als auch auf Grundlage
des Kommens und Gehens der Fahrzeuge, welche durch den Sensor 3 erfasst
werden, berechnet wird.
-
Der
Terminal 2 weist ferner eine Anzeigeeinheit 24 auf,
die Benutzer zum Fahren von Fahrzeugen instruiert oder anleitet.
Beim Geben von Instruktionen oder Anleitungen ist die Anzeigeeinheit 24 auf die
Erlaubnis, Fahrzeuge zu mieten, oder auf andere geeignete Anordnungen
von dem Host 1 angewiesen. Die Anweisungen oder die Anleitung
kann entweder als visuelle Information oder Audioinformation gegeben
werden. Der Terminal 2 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 25 zum
Austauschen von Daten mit dem Host 1. Dann, wenn ein Fahrzeug
momentan an der Station P verfügbar
ist und die Anzeigeeinheit 24 imstande ist, eine verfügbare Fahrzeuganordnung
ummittelbar nach der Eingabe eines ID-Codes auszugeben, kann die
Anzeigeeinheit 24 die zutreffende Fahrzeugnummer anzeigen.
Dann, wenn kein Fahrzeug momentan an der Station P verfügbar ist,
kann die Anzeigeeinheit 24 eine vorhergesagte Wartezeit
anzeigen.
-
Der
Speicher 11 des Hosts 1 weist eine Speichereinheit 110 für vorhergesagte
startende Fahrten sowie eine Speichereinheit 111 für Vertragspartner-Information
auf. Die Speichereinheit 110 für vorhergesagte startende Fahrten
sammelt täglich
an jeder Station Anfrage-Ergebnisse in Form von Zeitreihendaten
und führt
dem Prozessor 10 jene Daten zu, welche vorhergesagte startende
Fahrten kennzeichnen. Die als vorhergesagte startende Fahrten präsentierten
vergangenen Anfrageergebnisse können vorzugsweise
in Übereinstimmung
mit dem Wettergeschehen, den Zeitzonen des Tages, den Wochentagen
und zusammen mit anderen geeigneten Kriterien gespeichert sein.
Dies ermöglicht
es dem Prozessor 10, Daten über vorhergesagte startende
Fahrten in einer spezifischen Zeitzone an einem spezifischen Tag
der Woche unter einem spezifischen Wettergeschehen zu erhalten.
Die Speichereinheit 111 für Vertragspartner-Information
speichert Vertragspartner-Information, welche die Fahrdaten des
Vertragspartners umfassen, Die Vertragspartner-Information wird
im Voraus gespeichert und die Fahrdaten des Vertragspartners werden
ausgehend von den Terminals 2 eingegeben.
-
Der
Prozessor 10 ist mittels einer Kommunikationsschnittstelle 107 mit
den Kommunikationsschnittstellen 25 der Terminals 2 verbunden.
Eine Anfrageanzahl-Bestimmungseinheit 101 des Prozessors 10 bestimmt
eine vorhergesagte Zahl von Anfragen, welche pro Stunde auf Grundlage
der vorhergesagten startenden Fahrten, welche in dem Speicher 11 gehalten
werden, auftritt. In Abhängigkeit
davon, ob die vorhergesagte Anfrageanzahl eine Referenzanzahl übersteigt,
bestimmt eine Suchtiefe(SD)-Zeit-Bestimmungseinheit 102 einen
Suchbereich, d.h. eine Suchtiefe(SD)-Zeit, welche vorbestimmte Stunden
(oder Minuten) überspannt,
ausgehend von dem momentanen Zeitpunkt bis zu jenem Zeitpunkt, in
dem die vorhergesagten startenden Fahrten gesucht werden sollen.
Ein Algorithmus zum Bestimmen der SD-Zeit wird nachstehend beschrieben
werden.
-
Ein
Erfassungsmittel 103 für
vorhergesagte Fahranfragen liest von der Speichereinheit 110 für vorhergesagte
startende Fahrten vorhergesagte startende Fahrten innerhalb der
SD-Zeit ein, welche durch die Suchtiefe-Zeit-Bestimmungseinheit 102 bestimmt
wird, und gibt das, was eingelesen wird, an eine Überschuss/Fehlmenge-Berechnungseinheit 104 aus.
Die Überschuss/Fehlmenge-Berechnungseinheit 104 berechnet
einen Überschuss
oder eine Fehlmenge an Fahrzeugen basierend auf den Anfragen sowie
der Anzahl vorhandener Fahrzeuge, welche ausgehend von dem Terminal 2 an
jede Station P gesendet wird, sowie auf den vorstehend erwähnten vorhergesagten
startenden Fahrten. Die Berechnung des Fahrzeugüberschusses oder der Fahrzeugfehlmenge
berücksichtigt
jene ankommende Fahrtenan Bestimmungsort-Stationen, die durch die Bestimmungsort-Information, welche
in den Anfragen beinhaltet ist, vorhergesagt werden.
-
Auf
Grundlage des Überschusses
oder der Fehlmenge an Fahrzeugen 4 an jeder Station P gibt eine
Fahrzeugumverteilungs-Bestimmungseinheit 105 Instruktionen
zum Bewegen überschüssiger Fahrzeuge 4 von
einer Station P zu einer anderen aus, d.h. zum Umverteilen der Fahrzeuge 4.
Fahrzeugumverteilungsinstruktionen werden mittels der Kommunikationseinrichtung 12 an
die Fahrzeuge 4 gemeldet. Jedes Fahrzeug 4 weist
eine Kommunikationseinrichtung sowie eine automatische Fahreinheit auf,
welche es dem Fahrzeug gestattet, auf Umverteilungsinstruktionen
zu antworten. Die automatische Fahreinheit kann ein Positionserfassungssystem, welches
Landkartendaten und ein GPS (Global Positioning System) verwendet,
oder ein bekanntes System sein, welches von Verkehrssignalen und
einem Versperrungsanzeigesystem unterstützt wird.
-
Wenn
irgendein zur Verfügung
stehendes Fahrzeug vorhanden ist, benachrichtigt eine Fahrzeugverteilung-Bestimmungseinheit 106 unmittelbar den
einsetzbaren Genehmigungsterminal 2, um das zu mietende
Fahrzeug zu mieten und zu bestimmen. Wenn ein Fahrzeug fehlt, berechnet
die Fahrzeugverteilung-Bestimmungseinheit 106 eine Wartezeit basierend
auf einer vorhergesagten Ankunftszeit eines umverteilten Fahrzeugs,
welches durch die Fahrzeugumverteilung-Bestimmungseinheit 105 bestimmt
wurde. Der Terminal 2 wird über die Wartezeit benachrichtigt,
die dem auf ein Fahrzeug wartenden Fahrzeugbenutzer präsentiert
wird.
-
Wie
Fahrzeuge in einer anschaulichen Art und Weise verteilt werden,
wird nun beschrieben. Wenn Fahrzeuge lediglich auf der Grundlage
der Anzahl vorhandener Fahrzeuge und der momentanen Anfragen an
jeder Station P verteilt werden würden, wäre eine effiziente Verteilung
der Fahrzeuge unmöglich,
da fluktuierende Anfragen und konstante Bewegungen von Fahrzeugen
einen zusätzlichen Überschuss
oder eine Fehlmenge an Fahrzeugen zur Folge hätten. Dieser Engpass wird umgangen durch
Umverteilen der Fahrzeuge, während
dessen Anfragen und ankommende Fahrten innerhalb einer vorbestimmten
SD-Zeit berücksichtigt
werden. 3 ist ein schematisches Diagramm,
welches zeigt, wie die Fahrzeugzahl an jeder Station P unter Berücksichtigung
startender und ankommender Fahrten an den Stationen variiert. Dieses
Diagramm berücksichtigt
die Fahrten, welche vorhergesagt sind, in der momentanen SD-Zeit
aufzutreten, berücksichtigt
jedoch nicht Fahrzeuge, die umverteilt werden sollen.
-
In 3 weist
die Station P1 eine Anfrageanzahl von drei und eine Anzahl an vorhandenen Fahrzeugen
von Null auf. Dass heißt,
dass der Station P1 momentan drei Fahrzeuge fehlen. Die Station P1
ist Gegenstand zweier ankommender Fahrten: eine ankommende Fahrt
Ta1, welche von einer startenden Fahrt stammt, welche früher an einer
anderen Station aufgetreten ist, sowie eine ankommende Fahrt Ta11,
welche aus einer startenden Fahrt Td3 resultiert, welche an der
Station P3 beim Start der momentanen CD-Zeit aufgetreten ist. Überdies
wird eine startende Fahrt Tf1 vorhergesagt, aufzutreten. Dies bringt
die Gesamtanfrageanzahl auf vier. Da gegenüber der Anfrageanzahl von vier
zwei Fahrzeuge in der momentanen SD-Zeit zur Verfügung stehen, fehlen
an der Station P1 zwei Fahrzeuge.
-
Die
Station P2 weist eine Anfrageanzahl von null und eine Anzahl vorhandener Fahrzeuge
von fünf
auf. Dass heißt,
dass die Station P2 fünf überschüssige Fahrzeuge
aufweist. Mit den startenden Fahrten Tf2 und Tf21, welche vorhergesagt
sind, an der Station P2 aufzutreten, wird die Gesamtanfrageanzahl
auf zwei gebracht. Da gegenüber
der Anfrageanzahl von zwei fünf
Fahrzeuge in der momentanen SD-Zeit an der Station P2 zur Verfügung stehen,
gibt es hier drei überschüssige Fahrzeuge.
-
Die
Station P3 weist eine Anfrageanzahl von fünf sowie eine Anzahl vorhandener
Fahrzeuge von zwei auf. Das bedeutet, dass der Station P3 momentan
drei Fahrzeuge fehlen. Mit zwei momentan zur Verfügung stehenden
Fahrzeugen erfüllt
die Station P3 sofort zwei Anfragen, was das Auftreten der startenden
Fahrten Td3, Td31 zur Folge hat. Die Station P3 ist Gegenstand der
ankommenden Fahrten Ta3 und Ta31, welche von startenden Fahrten
stammen, welche an anderen Stationen in einer vorhergehenden SD-Zeit aufgetreten
sind. Ohne vorhergesagte startende Fahrten bleibt die Gesamtanfrageanzahl bei
fünf. Da
gegenüber
der Anfrageanzahl von fünf vier
Fahrzeuge in der momentanen SD-Zeit zur Verfügung stehen, fehlt es der Station
P3 an einem Fahrzeug.
-
Die
Station P4 weist eine Anfrageanzahl von eins und eine Anzahl vorhandener
Fahrzeuge von eins auf und weist folglich keinen Überschuss
oder keine Fehlmenge an Fahrzeugen zur Zeit auf. Da sie momentan
nur ein Fahrzeug zur Verfügung
hat, erfüllt die
Station P4 sofort die vorliegende Anfrage, was dazu führt, dass
eine startende Fahrt Td4 auftritt. Mit einer an der Station P4 vorhergesagten
startenden Fahrt Tf4 wird ihre Gesamtanfrageanzahl auf zwei gebracht.
Daneben wird eine ankommende Fahrt Ta4 erwartet, infolge einer von
der Station P3 abgehenden startenden Fahrt aufzutreten. Dass heißt, dass gegenüber der
Anfrageanzahl von zwei zwei Fahrzeuge in der momentanen SD-Zeit
zur Verfügung
stehen, sodass kein Überschuss
oder keine Fehlmenge an Fahrzeugen an der Station P4 vorliegt.
-
Die
Station P5 weist eine Anfrageanzahl von null und eine Anzahl vorhandener
Fahrzeuge von eins auf und weist folglich momentan ein überschüssiges Fahrzeug
auf. Die Station P5 ist Gegenstand zweier ankommender Fahrten: eine
ankommende Fahrt Ta5, welche von der von der Station P4 ausgehenden
startenden Fahrt Td4 stammt, sowie eine ankommende Fahrt Ta51, welche
auf eine startende Fahrt zurückgeht,
welche ihren Ursprung an einer anderen Station in einer vorhergehenden
SD-Zeit hat. Mit einer startenden Fahrt Tf5, welche an der Station vorhergesagt
wird, aufzutreten, beträgt
die Gesamtanfrageanzahl eins. Wenn gegenüber den drei zur Verfügung stehenden
Fahrzeugen in der momentanen SD-Zeit die Anfrageanzahl eins ist,
weist die Station P5 zwei überschüssige Fahrzeuge
auf.
-
Fahrzeuge
werden unter der Annahme umverteilt, dass Fahrzeug- und Anfrageanzahlen
in der SD-Zeit variieren. Nachstehend wird ein Mehrstufenalgorithmus
für eine
Fahrzeugumverteilung beschrieben. In einer ersten Stufe des Algorithmuses werden
die Stationen mit Fahrzeuge, welche innerhalb der SD-Zeit umverteilt
werden können,
und die Anzahl dieser zur Verfügung
stehenden Fahrzeuge erfasst. In dem obigen Beispiel weisen die Stationen P2
und P5 überschüssige Fahrzeuge
auf, die umverteilt werden können.
In einer zweiten Stufe wird die Anzahl an verbleibenden Fahrzeugen,
welche der Umverteilung der überschüssigen Fahrzeuge
folgt, erhalten. In einer dritten Stufe wird eine Überprüfung gemacht,
um zu sehen, ob die verbleibenden Fahrzeuge ausreichen, um die Anfragen,
die als Nächstes auftreten
können,
zu erfüllen.
Beispielsweise kann eine Anfrage nicht sofort erfüllt werden,
wenn sie an einer vorgegebenen Station P als Folge einer ankommenden
Fahrt auftritt, nachdem alle Fahrzeuge umverteilt wurden und bevor
eine Anzahl zur Verfügung stehender
Fahrzeuge an der in Frage kommenden Station wieder hergestellt wurde.
In einem derartigen Fall wird dann eine Fahrzeugumverteilung als
durchführbar
angesehen, wenn die Anzahl verbleibender Fahrzeuge als ausreichend
beurteilt wurde, um die neu generierte Anfrage zu decken.
-
Bei
dem obigen Beispiel verbleibt die Station P2 dann, wenn von ihr ausgehend
drei überschüssige Fahrzeuge
zu anderen Stationen umverteilt wurden, immer noch mit zwei überschüssigen Fahrzeugen.
Sogar dann, wenn die als nächste
auftretende vorhergesagte startende Fahrt Tf2 erfüllt ist,
weist die Station P2 ein überschüssiges Fahrzeug
auf. Auf diese Art und Weise weist die Station P2 drei Fahrzeuge auf,
die umverteilt werden können,
und die Umverteilung ist möglich.
Dann, wenn die Station P5 zwei überschüssige umverteilte
Fahrzeuge aufweist, bleibt sie währenddessen
mit einem Fahrzeug übrig. Nachdem
die Anfrage der als Nächstes
auftretenden vorhergesagten startenden Fahrt Tf5 erfüllt wurde, weist
die Station P5 kein überschüssiges übrig gebliebenes
Fahrzeug auf, sodass eine Fahrzeugumverteilung als undurchführbar angesehen
wird.
-
Vorzugsweise
sollten Fahrzeuge an Stationen P, welche knapp an Fahrzeugen sind,
ausgehend von Stationen P, die am nächsten liegen, umverteilt werden.
Wenn die Station P5 nicht Gegenstand irgendeiner startenden Anfrage
ist, können
sowohl die Station P2 als auch die Station P5 ihre Fahrzeuge dann
umverteilt haben. Fahrzeuge werden ausgehend von irgendeiner Station
umverteilt, die zu irgendeiner Station mit einer Fahrzeugfehlmenge
am nächsten
liegt. Es wird hier angenommen, dass die Stationen P1 und P3, welche
knapp an Fahrzeugen sind, näher
an der Station P2 liegen als an der Station P5. Von dieser Annahme
ausgehend werden zwei Fahrzeuge von der Station P2 zu der Station
P1 und ein Fahrzeug von der Station P2 zu der Station P3 bewegt.
-
4 ist
ein schematisches Diagramm, welches zeigt, wie die Zahl der Fahrzeuge
an jeder Station P in der SD-Zeit variiert, und zwar der Fahrzeugumverteilung
folgend, welche auf den vorstehenden Umordnungen basiert. In 4 kann
der erste Benutzer, welcher die momentane Anfrage an der Station
P1 repräsentiert,
ein Fahrzeug fahren, welches der ankommenden Fahrt Tal entspricht.
Der zweite und der dritte Benutzer können zwei Fahrzeuge (Dv1, Dv2)
fahren, die ausgehend von der Station P2 umverteilt wurden. Der
Benutzer, welcher der vorhergesagten startenden Fahrt Tf1 entspricht,
kann ein Fahrzeug fahren, welches durch die startende Fahrt Ta11 bereitgestellt
ist.
-
Die
Station P2 weist zwei Fahrzeuge (d1, d2), welche zu der Station
P1 umverteilt wurden, sowie ein Fahrzeug (d3) auf, welches zu der
Station P3 bewegt wurde. Der der vorhergesagten startenden Fahrt
Tf2 entsprechende Benutzer kann ein momentan zur Verfügung stehendes
Fahrzeug (V1) fahren, und der Benutzer, welcher die vorhergesagte
startende Fahrt Tf21 repräsentiert,
kann ein anderes momentan zur Verfügung stehendes Fahrzeug fahren (V2).
-
Die
Station P3 mit ihren momentan zur Verfügung stehenden zwei Fahrzeugen
kann sofort zwei ihrer fünf
Anfragen erfüllen.
Dass heißt,
dass der erste und der zweite Benutzer Fahrzeuge fahren können, die
durch die startenden Fahrten Td3 und Td31 repräsentiert sind. Der dritte und
der vierte Benutzer können
Fahrzeuge fahren, die durch die ankommenden Fahrten Ta3 und Ta31
bereitgestellt werden. Der fünfte
Benutzer kann ein Fahrzeug (Dv3) fahren, welches ausgehend von der
Station P2 umverteilt wurde.
-
Die
Station P4 mit ihrem momentan zur Verfügung stehenden einen Fahrzeug
kann sofort eine Anfrage erfüllen.
Das heißt,
dass der Benutzer ein Fahrzeug der startenden Fahrt Td4 fahren kann.
Ein anderer Benutzer, welcher einer vorhergesagten startenden Fahrt
entspricht, kann ein Fahrzeug der ankommenden Fahrt Ta4 fahren.
Hier wird die Station P4 gezeigt, wie sie eine ankommende Fahrt
Ta41 empfängt,
welche von der vorhergesagten, von der Station T5 her stammenden
startenden Fahrt Tf5 stammt und welche für die Fahrzeugumverteilung nicht
berücksichtigt
wurde, da sie nicht an der Station P4 vorhersagbar war.
-
Die
Station P5 weist ein zur Verfügung
stehendes Fahrzeug auf, ist jedoch kein Gegenstand einer Anfrage.
Dies bedeutet, dass eine startende Fahrt nicht sofort auftreten
wird. Der Benutzer, welcher der vorhergesagten startenden Fahrt
Tf5 entspricht, kann das vorhandene Fahrzeug V5 fahren. Fahrzeuge
der nachfolgenden ankommenden Fahrten Ta5 und Ta51 bleiben umverteilt.
Die Station P5 wird gezeigt, wie sie eine ankommende Fahrt Ta52 erhält, welche
von der an der Station P4 verursachten vorhergesagten startenden
Fahrt Tf4 stammt und welche zur Fahrzeugumverteilung nicht berücksichtigt
wurde, da sie nicht an der Station P5 vorhersagbar war. Alternativ
kann die ankommende Fahrt Ta52 für
die auf statistischen Daten basierende Fahrzeugumverteilung berücksichtigt
werden.
-
Infolge
der obigen Fahrzeugumverteilung erfüllen die Stationen P1 bis P3
alle Anfragen in der SD-Zeit ohne einen Überschuss oder eine Fehlmenge
an Fahrzeugen. Die Station P4 weist ein überschüssiges übrig gebliebenes Fahrzeug auf
und die Station P5 weist drei überschüssige Fahrzeuge
auf.
-
Bei
dem vorstehenden Beispiel wurden alle Anfragen in der momentanen
SD-Zeit erfüllt.
Wenn irgendwelche Fahrzeuge vorhanden sind, für die die Anfragen nicht innerhalb
der in Frage kommenden SD-Zeit erfüllt wurden, werden diese auf
den Fahrzeugumverteilungsprozess in der nächsten SD-Zeit übertragen.
Dann, wenn eine Maximalwartezeit im Voraus bestimmt wurde und wenn
diese Maximalwartezeit in der momentanen SD-Zeit überschritten ist,
werden Anforderungen dadurch erfüllt,
dass zur Verfügung
stehende Fahrzeuge, welche Fahrzeuge an den Stationen P einschließen, welche
früher
dazu bestimmt wurden, nicht Gegenstand der Fahrzeugumverteilung
zu sein, umverteilt werden.
-
Die
vorstehende Durchführung
einer Fahrzeugumverteilung wird nun mit Bezug auf ein Flussdiagramm
beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm der
Schritte zum Berechnen irgendeines Überflusses oder irgendeiner
Fehlmenge an verteilten Fahrzeugen. In Schritt S1 der 5 wird
ein Wert 0 für
einen Parameter P eingestellt, welcher eine vorgegebene Station
P repräsentiert.
In Schritt S2 wird der Parameter P um 1 erhöht. Die folgenden Schritte
beziehen sich auf die Station P, welche durch den Parameter P repräsentiert
ist. In Schritt S3 wird die Zahl der übertragenen ankommenden Fahrten,
d.h. die Zahl der ankommenden Fahrten, welche auf den startenden
Fahrten beruhen, welche bei dem vorhergehenden Berechnungsprozess
aufgetreten sind, auf einen Parameter NTA eingestellt. In Schritt
S4 wird eine Anzahl vorhandener Fahrzeuge auf den Parameter NPV
eingestellt. In Schritt S5 wird eine Anzahl vorhandener Anfragen
auf einen Parameter DP eingestellt. In Schritt S6 wird eine Anzahl
vorhergesagter startender Fahrten auf einen Parameter DT eingestellt.
-
In
Schritt S7 wird eine Überprüfung gemacht, um
zu sehen, ob irgendwelche ankommende Fahrten in der momentanen SD-Zeit
auftreten. Die Überprüfung basiert
auf den Berechnungen, welche verifizieren, ob irgendwelche startende
Fahrten an irgendwelchen anderen Stationen auftreten, ob die in
den Anfragen beinhaltete Bestimmungsort-Information, welche diese
startenden Fahrten generiert haben, die eigene Station beinhalten,
und ob irgendeine von derartigen ankommenden Fahrten die eigene
Station innerhalb der momentanen SD-Zeit erreichen wird. Die Berechnungen
berücksichtigen
die bekannten Abstände
zwischen den konfigurierten Stationen und die erwarteten Fahrgeschwindigkeiten
der involvierten Fahrzeuge. Wenn irgendwelche ankommenden Fahrten
in Schritt S7 erfasst werden, gelangt man zu Schritt S8. In Schritt
S8 wird die Zahl der ankommenden Fahrten (NTA') zu der Anzahl ankommender Fahrten
NTA sowie zu der Anzahl der existierenden Fahrzeuge NPV hinzu addiert.
Die Summe bestimmt eine Anzahl zur Verfügung stehender Fahrzeuge NP.
-
In
Schritt S9 wird ein Überschuss
oder eine Fehlmenge an Fahrzeugen berechnet. Im Einzelnen wird die
Anzahl existierender Anfragen DP sowie die Anzahl vorhergesagter
startender Fahrten DT von der Anzahl zur Verfügung stehender Fahrzeuge NP subtrahiert,
um einen/eine Überschuss/Fehlmenge an
Fahrzeugen zu erhalten. In Schritt S10 wird eine Überprüfung durchgeführt, um
zu sehen, ob die Zahl der zur Verfügung stehenden Fahrzeuge, welche
der Fahrzeugumverteilung folgt, ausreichend ist. Die Entscheidung
des Schritts S10 wird auf Grundlage dessen gemacht, ob irgendwelche
Fahrzeuge nach Umverteilung jener Fahrzeuge vorliegen, die als überschüssig nach
der Berechnung des/der Überschusses/Fehlmenge
an Fahrzeugen bestimmt wurden, und ob diese verbleibenden Fahrzeuge
ausreichen, die Anfragen zu erfüllen,
die später
auftreten können. Dann,
wenn das Ergebnis der Überprüfung in
Schritt S10 positiv ausfällt,
gelangt man zu Schritt S11. In Schritt S11 wird ein Flag PF eingestellt,
um anzuzeigen, dass die Fahrzeugumverteilung möglich ist. Wenn die Fahrzeugumverteilung
als nicht möglich angesehen
wird, gelangt man zu Schritt S12 und das Flag PF wird gelöscht. In
Schritt S13 wird eine Überprüfung gemacht,
um zu sehen, ob der Parameter P5 erreicht hat, d.h. ob der Überschuss
oder die Fehlmenge an Fahrzeugen für alle konfigurierten Stationen
berechnet wurde. Wenn das Ergebnis der Überprüfung in Schritt S13 negativ
ist, gelangt man wieder zu Schritt S2. Der Berechnungsablauf wird
solange wiederholt, bis der Parameter P mit einem erreichten Wert
5 vorgefunden wird, welcher alle Stationen P1 bis P5 abdeckt.
-
Es
folgt eine Beschreibung darüber,
wie in anschaulicher Art und Weise Fahrzeuge auf Grundlage der Berechnung
eines Überschusses
oder einer Fehlmenge an Fahrzeugen umverteilt werden. In Schritt
S20 in einem Flussdiagramm der 6 wird ein
Wert 0 auf den Parameter P eingestellt, welcher eine vorgegebene
Station P repräsentiert.
In Schritt S21 wird der Parameter P um 1 erhöht. In Schritt S22 wird eine Überprüfung gemacht,
um zu sehen, ob das Flag PF eingestellt ist, was das Vorhandensein
zur Verfügung
stehender Fahrzeuge an der Station P zum Umverteilen anzeigt. Wenn
das Flag PF zeigt, dass die Fahrzeugumverteilung möglich ist,
gelangt man zu Schritt S23. In Schritt S23 wird eine Überprüfung gemacht,
um zu sehen, ob irgendeine Station innerhalb eines vorbestimmten
Abstandes von der Station P eine Fehlmenge an Fahrzeugen aufweist.
Die Überprüfung des
Schritts S23 ist dazu gedacht, sicherzustellen, dass irgendwelche
zur Verfügung
stehenden Fahrzeuge vorzugsweise zu der nächsten Station innerhalb des
vorbestimmten Minimalabstandes ausgehend von jeder Station mit überschüssigen Fahrzeugen
umverteilt werden.
-
Wenn
das Ergebnis der Überprüfung in Schritt
S23 positiv ist, gelangt man zu dem Schritt S24. In Schritt S24
werden ausgehend von der in Frage kommenden Station P Fahrzeuge
zu anderen Stationen, welche knapp an Fahrzeugen sind, umverteilt.
Es können
jedoch Fälle
vorkommen, bei denen Fahrzeuge zur Zeit in der Tat nicht zur Verfügung stehen,
gleichwohl die Fahrzeuge als zur Verfügung stehend innerhalb der
SD-Zeit gezählt
werden. Folglich werden nur jene Fahrzeuge umverteilt, die momentan
zur Verfügung
stehen. Auf die Umverteilung der Fahrzeuge folgt der Schritt S25.
In Schritt S25 wird die Zahl der überschüssigen oder fehlenden Fahrzeuge
an jeder Station geändert,
um die veränderte
Zahl von Fahrzeugen widerzuspiegeln, welche dort der Umverteilung
folgen.
-
In
Schritt S26 wird der Parameter P überprüft, um zu sehen, ob alle Stationen
abgearbeitet wurden. Wenn das Ergebnis der Überprüfung in Schritt S26 positiv
ist, gelangt man zu Schritt S27. In Schritt S27 wird eine Überprüfung durchgeführt, um zu
sehen, ob noch Stationen existieren, die knapp an Fahrzeugen sind.
Wenn in Schritt S27 keine Station gefunden wird, welche knapp an
Fahrzeugen ist, wird der Ablauf beendet. Wenn irgendeine Station
gefunden wird, welche knapp an Fahrzeugen ist, gelangt man zu Schritt
S28. In Schritt S28 wird eine Überprüfung durchgeführt, um
zu sehen, ob eine vorbestimmte Maximalwartezeit überschritten ist, bei der keine Fahrzeuge
innerhalb der momentanen SD-Zeit umverteilt werden sollen. Wenn
die Wartezeit nicht überschritten
ist, gelangt man zu Schritt S29. In Schritt S29 werden die fehlenden
Fahrzeuge als Anfragen in die nächste
SD-Zeit übertragen.
Dass heißt,
dass diese Fahrzeuge als vorhandene Anfragen in dem nächsten Prozess
der Berechnung des Überschusses
oder der Fehlmenge an Fahrzeugen bestehen bleiben.
-
Wenn
die Maximalwartezeit überschritten wird,
wird eine Suche nach überschüssigen Fahrzeugen
an weiter entfernten Stationen durchgeführt. Insbesondere wird ein
längerer
Abstand in Schritt S30 festgelegt, um den Bereich der Stationen
zu auszudehnen, die Gegenstand der Suche sind.
-
Mit
dem so erweiterten anwendbaren Abstand kann eine entfernte Station
gefunden werden, um in Besitz von überschüssigen Fahrzeugen zu gelangen,
jedoch kann ein Versuch, Fahrzeuge ausgehend von dieser Station umzuverteilen,
als die Maximalwartezeit überschreitend
beurteilt werden. Unter Berücksichtigung
dieser Möglichkeit
wird eine Überprüfung in
Schritt S31 durchgeführt,
um zu sehen, ob die Maximalwartezeit bei einem Versuch überschritten
ist, die Fehlmenge an Fahrzeugen durch die Fahrzeugumverteilung
ausgehend von jeder Station innerhalb des neu festgelegten Abstandes
auszugleichen. Wenn die Maximalwartezeit in Schritt S31 als überschritten
festgestellt wird, wird der Versuch, Fahrzeuge ausgehend von weit
entfernten Stationen umzuverteilen, aufgegeben und man gelangt zu Schritt
S29. In Schritt S29 werden Vorkehrungen getroffen, sodass die Fehlmenge
an Fahrzeugen in der nächsten
SD-Zeit regeneriert wird.
-
Wenn
die Maximalwartezeit nicht als überschritten
in Schritt S31 vorgefunden wird, gelangt man wieder zu Schritt S20.
In Schritt S23, welcher dem Schritt S30 folgt, wird eine Überprüfung durchgeführt, um
zu sehen, ob irgendeine Station innerhalb des neu verlängerten
Abstands ausgehend von der Station P knapp an Fahrzeugen ist.
-
Nachstehend
wird ein Algorithmus zum Einstellen der SD-Zeit beschrieben. 7 ist
ein schematisches Diagramm, welches typische Zeitdauern darstellt,
welche erforderlich sind, um Fahrzeuge zwischen den involvierten
Stationen umzuverteilen. Wie in 7 gezeigt
ist, braucht es maximal 30 Minuten, um ein Fahrzeug von einer Station
zu der am weitest entferntesten Station umzuverteilen, und braucht
es minimal 5 Minuten ausgehend von einer Station zu der nächsten Station.
Wie offensichtlich aus 7 hervorgeht, wird eine Zahl
von Fahrzeugen, welche derart bestimmt ist, dass sie in einer SD-Zeit
von weniger als 5 Minuten umverteilt wird, nicht ihre Bestimmungsstation
innerhalb dieser SD-Zeit erreichen. Bei einer SD-Zeit von wenigstens
5 Minuten und weniger als 7 Minuten können nur Fahrzeuge zwischen
den Stationen P1 und P2 umverteilt werden. Bei einer SD-Zeit von
wenigstens 7 Minuten und weniger als 9 Minuten können Fahrzeuge nur zwischen
den Stationen P1 und P2 und zwischen den Stationen P2 und P3 umverteilt
werden. Durch Untersuchen des SD-Zeitrahmens auf diese Art und Weise
ergibt sich, dass Fahrzeuge zwischen allen Stationen in einer SD-Zeit
von wenigstens 30 Minuten umverteilt werden können. Um Fahrzeuge umzuverteilen,
ist es erforderlich, wie beschrieben wurde, eine SD-Zeit festzulegen,
welche wenigstens mit einer Minimaldauer an Zeit äquivalent
ist, die nötig
ist, um Fahrzeuge zwischen den Stationen P zu bewegen. In dem Beispiel von 7 beträgt die SD-Zeit
wenigstens 5 Minuten.
-
Die
SD-Zeit sollte kürzer
sein als die Maximalwartezeit. Unter Vorgabe einer Maximalwartezeit von
15 Minuten sollte die SD-Zeit kleiner als 15 Minuten eingestellt
sein. In diesem Fall können
Fahrzeuge zwischen den Stationen P1 und P2; zwischen den Stationen
P2 und P3; zwischen den Stationen P3 und P4 und zwischen den Stationen
P4 und P5 umverteilt werden. Wenn es den Fahrzeugen zum Umverteilen gestatten
wird, automatisch zu fahren, wird offensichtlich die Zeit, die nötig ist,
um zwischen den Stationen zu fahren, durch die Geschwindigkeit einer derartigen
automatisierten Bewegung bestimmt.
-
Nachfolgend
wird ein Algorithmus zum Bestimmen der SD-Zeit in Verbindung mit
der Zahl an eingesetzten Fahrzeugen beschrieben. Da, wo so viele
Fahrzeuge wie die Gesamtzahl von Anfragen an einer vorgegebenen
Station P versammelt sind, besteht offensichtlich kein Bedarf, irgendwelche
Fahrzeuge zu dieser Station P umzuverteilen. Je kleiner die Zahl
der an einer Station versammelten Fahrzeuge, desto größer die
Zahl der Fahrzeuge, welche zu dieser Station umzuverteilen sind.
Es folgt, dass, wenn eine grolle Zahl von Fahrzeugen verwendet wird,
um nur einen begrenzten Bedarf nach umverteilten Fahrzeugen zu erfüllen, die
SD-Zeit dazu neigt, kürzer
zu sein und die Wartezeit an jeder Station P wahrscheinlich reduziert
ist.
-
Da
ein Einsatz einer unbegrenzten Zahl von Fahrzeugen nicht ökonomisch
ist, ist es erwünscht, die
Fahrzeuganzahl durch Verlängern
der SD-Zeit und durch eine gute Benutzung des Fahrzeugumverteilungsprozesses
zu reduzieren. Eine übermäßig lange
SD-Zeit, welche mit einer kleinen Zahl von eingesetzten Fahrzeugen
einhergeht, kann die Wartezeit verlängern. Obwohl längere SD-Zeitdauern
die Wartezeit ausdehnen können,
wird eine zunehmende Zahl von ankommenden Fahrten von anderen Stationen
erwartet, sodass die Zahl der umverteilten Fahrzeuge relativ klein
wird. Jedenfalls sollte eine optimale SD-Zeit durch eine Gesamtabstimmung
zwischen der Zahl der eingesetzten Fahrzeuge, der Zahl der umverteilten
Fahrzeuge und der Wartezeit bestimmt werden.
-
8 ist
eine graphische Darstellung, welche Beziehungen zwischen der Zahl
von eingesetzten Fahrzeugen und der Zahl der umverteilten Fahrzeuge
unter der Verwendung der SD-Zeit als einen Parameter darstellt,
und 9 ist eine graphische Darstellung, welche Beziehungen
zwischen der Zahl von eingesetzten Fahrzeugen und der Durchschnittswartezeit
ebenfalls unter Verwendung der SD-Zeit als einen Parameter zeigt.
Unter der Annahme, dass die Zahl der in 8 eingesetzten
Fahrzeuge höchstens "a" ist und dass die Zahl der umverteilten
Fahrzeuge höchstens "A" ist, bedeutet ein Reduzieren der Anzahl
der eingesetzten Fahrzeuge ein Verkleinern der Anzahl der umverteilten
Fahrzeuge in der gleichen SD-Zeit (unter der Annahme, dass SD1 > SD2 > SD3 > SD4 ist). Andererseits
bedeutet ein Verringern der Anzahl von eingesetzten Fahrzeugen eine
Verlängerung
der Durchschnittswartezeit, wie dies in 9 gezeigt
ist. Das heißt,
dass die Zahl der umverteilten Fahrzeuge dann zurückgeht,
wenn die Zahl der eingesetzten Fahrzeuge verringert wird, was zu
einer verlängerten
Wartezeit führt.
-
Es
folgt, dass, um die Durchschnittswartezeit vor einem Überschreiten
ihrer oberen Grenze B abzuhalten, es erforderlich ist, die Zahl
der umverteilten Fahrzeuge zu erhöhen. Dies macht es wiederum
erforderlich, die SD-Zeit zu verkürzen. Mit anderen Worten benötigt das
Verringern der Anzahl der umverteilten Fahrzeuge eine Verlängerung
der SD-Zeit; die Durchschnittswartezeit zu minimieren erfordert ein
Verkürzen
der SD-Zeit.
-
Wenn
die Punkte L, M und N beispielhaft, wie in den 8 und 9 gezeigt
ist, festgelegt werden, wird sowohl der oberen Grenze der Durchschnittswartezeit
als auch der Anzahl an maximal umverteilten Fahrzeugen A an jedem
der Punkte Genüge
getan. Auf diese Art und Weise kann jeder der drei Faktoren, d.h.
die Anzahl der eingesetzten Fahrzeuge, die Anzahl der umverteilten
Fahrzeuge und die Durchschnittswartezeit, derart ausgewählt werden,
dass eine Priorität
in Übereinstimmung
mit dem, was im Einzelnen zu einem gegebenen Zeitpunkt gebraucht
wird (beispielsweise bei geschäftsbezogenen
Entscheidungen), erhalten wird.
-
Ein
Beispiel, bei dem spezifische Zahlen simuliert werden, wird nun
beschrieben. 10A und 10B sind
schematische Diagramme, welche die Fahrzeiten zwischen den Stationen
P1 bis P5 zeigen, wodurch Bereichsgrößen bestimmt werden. 10A listet typische Fahrzeiten auf, die in der
Realität
vorliegen, wenn Benutzer Fahrzeuge fahren (bei 48 km/h), und 10B gibt typische Fahrzeiten an, die dann vorliegen,
wenn Fahrzeuge unbeaufsichtigt (bei 16 km/h) fahren. Insgesamt werden
75 Fahrzeuge eingesetzt, wobei jede Station mit 15 Fahrzeugen besetzt
ist. Die maximale Durchschnittswartezeit wird auf 1 Minute eingestellt,
da dieses Simulationsbeispiel der Wartezeit höchste Priorität beimisst.
-
11 ist
eine graphische Darstellung, welche Beziehungen zwischen der Zahl
der eingesetzten Fahrzeuge, der Wartezeit und der Zahl der umverteilten
Fahrzeuge unter den vorstehend erwähnten Simulationsbedingungen
zeigt. Die SD-Zeit ist für 20
Minuten eingestellt. Da, wo in 11 die
maximale Durchschnittswartezeit auf eine Minute eingestellt ist,
beträgt
die Zahl der erforderlichen einzusetzenden Fahrzeuge 75, und die
Zahl der unter diesen Bedingungen umverteilten Fahrzeuge beträgt 473.
-
Die
SD-Zeit muss nicht für
den gesamten Tag festgelegt werden und kann je nach Anfragen variiert
werden. 12 ist eine graphische Darstellung, welche
momentane Anfragen zeigt, welche an einem typischen Tag auftreten,
d.h. die Fig. zeigt statistische Fahranfragedaten bezüglich aller
Stationen. Die Tagesgesamtanzahl der Anfragen (ungefähr so viele wie
alle startenden Fahrten) beträgt
ungefähr
1800 Fahrten. Wie in 12 dargestellt ist, fluktuieren
die Anfragen typischerweise im Verlauf des Tages beträchtlich.
Im Falle, dass viele Anfragen vorliegen, sollte die SD-Zeit vorzugsweise
gekürzt werden,
um die Zahl der umverteilten Fahrzeuge zu maximieren, wodurch eine
Verlängerung
der Wartezeit minimiert wird. Eine Hälfte des Maximums der vorhergesagten-Fahranfragen
(Maximum der vorhergesagten Anfragen) innerhalb eines Tages können als
ein Referenzmaß ausgewählt werden.
Dann, wenn die vorhergesagten Anfragen unterhalb des Referenzmaßes fallen,
kann die SD-Zeit auf 20 Minuten eingestellt werden; dann, wenn die
vorhergesagten Anfragen auf oder über dem Referenzmaß liegen,
kann die SD-Zeit auf 15 Minuten verkürzt werden. Dann, wenn das
Maximum der vorhergesagten-Anfragen
in 11 bei 180 Fahrzeugen angenommen wird, wird das
Referenzmaß zum Ändern der
SD-Zeit auf 90 Fahrzeuge eingestellt. Auf diese Art und Weise wird in
den Zeitzonen T1, T3 und T5 die SD-Zeit auf 20 Minuten eingestellt;
und auf 15 Minuten in den Zeitzonen T2 und T4.
-
Andere
Kriterien zum Einstellen der SD-Zeit werden nun nachfolgend beschrieben. 13 ist eine
graphische Darstellung, welche simulierte Beziehungen zwischen einem
Produkt der Anzahl der umverteilten Fahrzeuge und der Durchschnittswartezeit
(das Produkt wird nachfolgend als Verteilungskoeffizient bezeichnet)
einerseits, und der SD-Zeit andererseits, und zwar unter der Verwendung
der Zahl von eingesetzten Fahrzeugen als einen Parameter. Die Daten
in 13 sind dann gültig,
wenn die Fahrzeuge, welche umverteilt werden, bei 35 km/h fahren. Jede
SD-Zeitdauer wird angegeben vermittels des Verhältnisses der in Frage kommenden
SD-Zeit in Bezug auf die Fahrzeit (20 Minuten) zwischen den am weitest
entfernten der unterschiedlichen konfigurierten Stationen (Verhältnis wird
nachstehend als SD-Verhältnis
bezeichnet). Je kleiner der Verteilungskoeffizient ist, desto effizienter
wird das System. Der Grund dafür
ist, dass kürzere
Wartezeiten weniger Gelegenheiten bedeuten, bei denen Fahrzeuge insassenlos
bewegt werden.
-
Wie
in der 13 gezeigt ist, ist dann der Verteilungskoeffizient
in auffälliger
Art und Weise minimal, wenn die Zahl der eingesetzten Fahrzeuge
unterhalb eines bestimmten Maßes
liegt. Insbesondere erreicht der Verteilungskoeffizient in Bereichen,
wo die Zahl der eingesetzten Fahrzeuge kleiner ist als 60 und wo
das SD-Verhältnis
ungefähr
zwischen 1 und 1,5 liegt, sein Minimalmaß. Dass heißt, dass der Verteilungskoeffizient
nur wenig sich in Bezug auf SD-Verhältnisfluktuationen ändert. Mit
anderen Worten führt
in Bereichen, wo eine große
Zahl von Fahrzeugen eingesetzt werden, ein Festlegen der SD-Zeit gemäß genauer
Kriterien nicht notwendigerweise zu den erwarteten guten Ergebnissen,
und zwar aufgrund des Spielraums, welcher durch die ausreichende
Zahl der Fahrzeuge herbeigeführt
wird.
-
Wenn
eine gerade nicht ausreichende Zahl von Fahrzeugen zur Erfüllung der
Anfragen eingesetzt wird, macht es eine Auswahl einer geeigneten SD-Zeit
möglich,
ein wirtschaftliches System mit einem niedrigen Verteilungskoeffizienten
aufzubauen. In dem Beispiel aus 13 wird
ein effizientes System dann gebildet, wenn bei weniger als 60 eingesetzten
Fahrzeugen das SD-Verhältnis
zwischen 1 und 1,5 eingestellt wird. In Bereichen, wo die Zahl der eingesetzten
Fahrzeuge kleiner ist als 45, beträgt die Durchschnittswartezeit
mindestens 10 Minuten, da zu wenige Fahrzeuge vorhanden sind, die
die Anfragen erfüllen.
Im letzteren Fall erreicht der Verteilungskoeffizient sein Minimalmaß dann,
wenn das SD-Verhältnis
ungefähr
1 beträgt.
-
Die
oben beschriebene Ausführungsform
berücksichtigt
nicht die Zahl der Fahrzeuge, die an jeder Station aufgenommen sind,
d.h. die Kapazität
eines Parkplatzes jeder Station. Wenn die Zahl der Fahrzeuge, welche
an jeder Station geparkt werden können (wird nachstehend als
die Aufnahmekapazität bezeichnet),
klein ist, während
die Gesamtzahl der eingesetzten Fahrzeuge innerhalb des Bereichs
beträchtlich
ist, kann eine Überlastung
dann auftreten, wenn die Fahrzeuge hereinkommen oder herausgehen.
Dies kann trotz der großen
Zahl von verwendeten Fahrzeugen zu einer verlängerten Wartezeit führen.
-
14 ist
eine graphische Darstellung, welche Beziehungen zwischen der Wartezeit
und der Zahl von Fahrzeugen unter Verwendung der Aufnahmekapazität als einen
Parameter zeigt. Wie in der 14 gezeigt
ist, gibt es bestimmte Fahrzeuganzahlen, bei denen die Wartezeit
minimal ist, und ein Erhöhen
der Zahl der Fahrzeuge verkürzt
nicht notwendigerweise die Wartezeit. Wenn die Zahl aller eingesetzten
Fahrzeuge beispielsweise 75 ist, beträgt die Wartezeit ungefähr 4 Minuten
für die
Aufnahmekapazität
(CAP) von 30 Fahrzeugen, 2 Minuten für die Kapazität von 40
Fahrzeugen und 1 Minute für
die Kapazität
von 50. Wenn die Zahl der aufgenommenen Fahrzeuge 20 wäre, wäre die Wartezeit
zu lange, als dass diese in der Fig. dargestellt werden könnte.
-
In
Anbetracht der obigen Schwierigkeit wird eine zweite Ausführungsform
nachstehend beschrieben, welche dazu gestaltet ist, Fahrzeuge umzuverteilen,
indem die Aufnahmekapazität
jeder Station berücksichtigt
wird. 15 ist ein Flussdiagramm der Schritte,
welche einen anderen Prozess der Fahrzeugumverteilung bilden, d.h.
eine Modifikation des Fahrzeugumverteilungsprozesses aus 6.
Von den Schrittzahlen in 15 bezeichnen
jene, welche schon in 6 verwendet wurden, ähnliche
oder entsprechende Schritte. In 15 gelangt
man zu Schritt S41 dann, wenn das Ergebnis der Überprüfung in Schritt S22 oder S23
negativ ist, d.h. wenn die in Frage kommende Station keine Fahrzeuge
aufweist, welche umverteilt werden können, oder wenn es keiner Station
innerhalb des vorbestimmten kurzen Abstands an Fahrzeugen fehlt.
-
In
Schritt S41 wird eine Überprüfung durchgeführt, um
zu sehen, ob die Aufnahmekapazität CAP
höchstens
so groß ist,
wie die Zahl der Fahrzeuge NP, die in der SD-Zeit verwendet werden
können. Wenn
das Ergebnis der Überprüfung in
Schritt S41 positiv ist, d.h. wenn eine Zahl von Fahrzeugen, die größer ist
als die Aufnahmekapazität
der in Frage kommenden Station, dazu vorhergesagt ist, innerhalb
der SD-Zeit anzukommen, gelangt man zu Schritt S42. In Schritt S42
wird eine Überprüfung durchgeführt, um
zu sehen, ob es irgendeiner anderen Station an Fahrzeugen fehlt.
Wenn irgendeine Station gefunden wird, der es an Fahrzeugen fehlt, gelangt
man zu Schritt S24, bei dem Fahrzeuge zu der in Frage kommenden
Station umverteilt werden.
-
Im
Falle, dass keine Stationen vorliegen, denen es an Fahrzeugen mangelt, folgt
der Schritt S43 dem Schritt S42. In Schritt S43 wird der Station,
welche momentan die wenigsten Fahrzeuge aufweist, erfasst. Wenn
die Station mit der kleinsten Anzahl von vorhandenen Fahrzeugen
identifiziert wird, gelangt man zu Schritt S24. In Schritt S24 werden
Fahrzeuge zu der in Frage kommenden Station umverteilt. Nach der
Fahrzeugumverteilung gelangt man zu Schritt S25. In Schritt S25
wird die Zahl der überschüssigen oder
fehlenden Fahrzeuge an jeder Station aktualisiert, um die neueste
Anzahl von Fahrzeugen widerzugeben. Auf Schritt S26 folgt der gleiche Prozess,
wie jener, der durch die Schritte S27 bis S31 in 6 durchgeführt wird;
der Prozess wird in 15 weggelassen und wird nicht
weiter beschrieben.
-
Wenn
die Summe der Anzahl vorhandener Fahrzeugen und der Anzahl der vorhergesagten
ankommenden Fahrzeuge beurteilt wird, die Aufnahmekapazität der eigenen
Station zu überschreiten,
werden Fahrzeuge zu einer Station mit einer Fahrzeugfehlmenge umverteilt,
die sich unter Umständen
nicht in der Nähe
befindet, wodurch eine Überlastung
der eigenen Station verhindert wird. Wenn keine Station gefunden
wird, der es an Fahrzeugen mangelt, werden Fahrzeuge zu der Station
umverteilt, die momentan die wenigsten Fahrzeuge aufweist, um eine Überlastung
der eigenen Station zu verhindern. Wenn eine Mehrzahl von Stationen
gefunden wird, die jeweils eine kleine Anzahl von Fahrzeugen aufweisen, können Fahrzeuge
alternativ zu der am Nächsten
liegenden dieser Stationen umverteilt werden.
-
16 ist
eine graphische Darstellung, welche Beziehungen zwischen der Wartezeit,
bei der die Aufnahmekapazität
berücksichtigt
wurde, und der Zahl von Fahrzeugen, welche innerhalb des Bereichs eingesetzt
werden, zeigt, wobei die Aufnahmekapazität jeder Station als ein Parameter
verwendet wird. Wie in 16 gezeigt ist, ist die Wartezeit
bei allen Stationen ungeachtet ihrer Aufnahmekapazität umso kleiner,
je größer die
Zahl der eingesetzten Fahrzeuge ist. Insbesondere beträgt sogar
dann, wenn die Aufnahmekapazität
kleiner ist als 20 Fahrzeuge, die Wartezeit höchstens 4 Minuten, sofern die
Zahl der Fahrzeuge mindestens 75 ist.
-
Wie
beschrieben wurde, kann die Wartezeit da, wo Fahrzeuge unter Berücksichtigung
der Aufnahmekapazität
an jeder Station umverteilt werden, reduziert werden unter Beibehaltung
der Zahl der eingesetzten Fahrzeuge. Die Zahl der eingesetzten Fahrzeuge
wird bestimmt, indem sowohl die Wartezeit als auch die Zahl der
umzuverteilenden Fahrzeuge berücksichtigt
wird. Im Unterschied zu dem Fall aus 14, bei
dem eine anwachsende Zahl von eingesetzten Fahrzeugen die Wartezeit
dazu veranlasst, an einem bestimmten Punkt anzufangen, länger zu
werden, gestattet der Aufbau von 16 es der
Zahl von eingesetzten Fahrzeugen innerhalb eines weiten Bereichs,
beispielsweise basierend auf Geschäftsentscheidungen, bestimmt
zu werden.
-
Obwohl
für die
oben beschriebenen Ausführungsformen
es gezeigt wurde, dass diese ein System ins Auge fassen, bei dem
die Fahrzeuge 4 automatisch zum Umverteilen betrieben werden,
ist dies nicht beschränkend
auf die Erfindung. Fahrzeuge 4 können alternativ durch menschliche
Fahrer umverteilt werden oder können
durch einen Traktor oder durch andere geeignete Fahrzeuge für diesen
Zweck gezogen werden. Die Erfindung gilt nicht nur für ein Fahrzeugumverteilungssystem,
bei dem die Fahrzeuge durch Benutzer gefahren werden, sondern auch
für ein
Verteilungssystem für
Taxis und Limousinen.
-
Aufgabe
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeugverteilungssystem
bereitzustellen, welches einen Suchbereich im Voraus ermittelt und welches
bei der Umverteilung von Fahrzeugen die Fahranfragen und die Zahl
der Fahrzeuge innerhalb dieses Bereichs vorhersagt.
-
Mittel zum Lösen der
Aufgabe
-
Eine
vorbestimmte Zahl von Fahrzeugen 4 wird an Stationen P11
bis P5 innerhalb eines Bereichs eingesetzt. Jeder Terminal 2 benachrichtigt
einen Host 1 über
eine Anzahl vorhandener Fahrzeuge, Fahranfragen, Befehle, eine Bestimmungsortinformation
und eine Ankunft-Information an der Station. Der Host 1 weist
vorhergesagte Fahranfragedaten auf, welche in einem Speicher 11 gespeichert sind.
Unter Vorgabe eines vorbestimmten Suchbereichs berechnet der Host 1 für jede Station
einen Überschuss
oder eine Fehlmenge an Fahrzeugen auf Grundlage der Daten der vorhergesagten
Fahranfragen und der Information, welche durch den Terminal 2 eingegeben
wurde. Auf Grundlage der berechneten Ergebnisse bewegt (umverteilt)
der Host 1 Fahrzeuge von einer Station, welcher überschüssige Fahrzeuge
aufweist, zu einer Station, welcher es an Fahrzeugen mangelt.