基于时空网络的共享电动汽车空车调度优化方法研究

This research focus on the empty electric vehicle rebalancing optimization for carsharing system based on the space-time network formulation, which intends to coordinate the space-time-state trajectory of electric vehicle and space-time trajectory of staff. The major contents in this program include: electric-carsharing station clustering optimization and user demand forecasting, two-stage stochastic programming formulation for empty electric vehicle distribution in carsharing system and related integrated solution method. Eventually，a real world case will be studied according to the Manage requirements of electric-carsharing companies in China, and a software will be designed regarding to empty electric vehicle rebalancing optimization for carsharing system..The research findings will help to improve the reliability of the empty electric vehicle dispatching strategy and the practicability of the dispatching plan, which provides the new method of solving the empty electric vehicle dispatching problem with multi-objects and multi-level optimization under the uncertain user demand. This whole research will also enrich the space-time formulation method and stochastic programming theory, as well as expand the empty car dispatching optimization theory into the area of electric-carsharing system. In the practical aspect, the research result will provide series of managerial management to break through for improving managerial level and service quality, which is practically meaningful in proving the suggestions for promoting the profits of the operators.

针对共享电动汽车空车调度优化难题，基于时空网络建模方法，以电动汽车时空-状态轨迹与取车员时空轨迹协同优化建模为突破口，重点研究：共享电动汽车场站聚类优化及用户出行需求情景预测方法，基于时空-状态网络的共享电动汽车空车调度两阶段随机优化建模，以及共享电动汽车空车调度综合算法设计，最后结合我国共享电动汽车企业的实际运营管理需求开展案例研究，设计研发共享电动汽车空车调度综合优化系统。.本项目的研究成果能够在提高共享电动汽车空车调度总体策略可靠性的同时确保具体调度方案的灵活性和实用性，为解决不确定用户需求条件下，多主体多阶段的空车调度优化问题提供新方法，丰富时空网络建模方法和随机规划理论，将空车调度优化理论延伸至共享电动汽车行业。同时，本项目的研究成果还能从系统优化的角度，为突破限制共享电动汽车行业发展的关键瓶颈，提升企业服务水平，增加运营收益提供管理决策建议，具有重要的实践意义。

共享电动汽车作为践行“共享经济”理念的新兴交通服务行业因其显著的社会效益和环境效益受到广泛的关注。近年来随着行业规模的扩大，用户出行需求的潮汐性和时空聚集性造成场站间车辆分布不均，系统服务水平和经济效益降低，行业发展受到抑制。本项目针对共享电动汽车空车调度优化难题，基于时空网络建模方法，以电动汽车时空-状态轨迹与取车员时空轨迹协同优化建模为突破口，重点研究：共享电动汽车场站聚类优化及用户出行需求情景预测方法，基于时空-状态网络的共享电动汽车空车调度两阶段随机优化建模，以及共享电动汽车空车调度综合算法设计，最后结合我国共享电动汽车企业的实际运营管理需求开展案例研究，设计研发共享电动汽车空车调度综合优化系统。.项目组按照研究计划，从共享汽车空车调度优化问题出发，通过与北京京东X事业部，美团交通事业部，东软集团有限公司和大连公交客运集团有限公司等国内相关领域企业的合作交流，以时空-状态网络建模方法为基础深入研究多级多主体协同调度系统设计和动态调度优化方法，具体围绕共享交通系统设计与运营管理，末端物流多级配送网络设计与调度和无人驾驶载具协同作业调度三个具体应用领域开展了一系列研究工作。研究成果不但为精准高效解决多级多主体动态协同调度系统优化难题提供了新思路和新方法，还在实践应用中获得了显著的经济和社会效益。.基于本项目，总体上项目组已经发表学术论文4篇，其中SCI检索论文2篇，基金委认定的国内A类期刊2篇；在投论文4篇；获得国家发明专利1项，已获受理国家发明专利1项；获得企业应用证明1项。其中，成果“农产品冷链物流集储运时空网络协同优化算法”经国内同领域专家认定达到国内领先水平。此外，项目研究成果还获得中国物流与采购联合会科技进步二等奖1项。