针对“共享单车调度问题”,完成五步建模。
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明确目标函数(例如减少车辆空驶、提高用户满意度)。
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定义决策变量(如每辆车的移动路线、调度时刻)。
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写出关键约束(如车辆容量、时间窗、需求覆盖)。
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指出潜在的不确定性(如天气、需求波动)。
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提出一种求解方法(如 MIP +启发式混合)。
目标
服务好:少缺车,少满桩,用户等车/还车时间越短越好;服务达标率越高越好。
成本低:调度车行驶里程、司机工时、装卸次数、过路费越少越好。
符号
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站点集合 I ,时间段集合 T=\{0,1,\dots,H\} ,车队 K(可选)。
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容量:站点车桩上限 C_i,安全库存下限 L_i。
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需求:在时段 t 的租出 R_{it}、归还 H_{it}(可用预测)。
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成本:搬运/行驶成本 c_{ij}^t,车辆固定/里程成本 g_{ij}^t,缺车罚金 \alpha,满桩罚金 \beta。
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行驶时间(分时段): \tau_{ij}^t\in\mathbb{Z}_{\ge 0}。
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车队容量:每辆车载重 q_k。
决策变量
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b_{it}\in\mathbb{Z}_{\ge 0}:时段 t 结束站点 i 的自行车库存。
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x_{ij}^t\in\mathbb{Z}_{\ge 0}:在 t 从 i 发出、在 t+\tau_{ij}^t 抵达 j 的调拨量。
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u_{it}\ge 0:因缺车未满足的租出量(短缺)。
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v_{it}\ge 0:因满桩未能归还的量(溢出)。
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y_{k,ij}^t\in\{0,1\} 表示车辆 k 在 t 时刻从 i 发出,开去 j 。
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\ell_{kt} 车辆 k 在 t 时刻结束时的车上载量。
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p_{ik}^t \ge 0 车辆 k 在站点 i 、 t 时刻装上去的量。
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d_{ik}^t \ge 0 车辆 k 在站点 i 、 t 时刻卸下来的量。
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s_{i}\ge 0: 在站点 i 的装卸服务时间。
目标函数
服务惩罚+运营成本
关键约束
库存平衡
其中:
车辆路径 + 载重 + 时间窗
车辆流守恒
载重动态(与取/卸量联动)
装卸与调拨一致性
时间窗