Pod maską: Zaawansowany algorytm dopasowywania przejazdów Quiki

Jako konsultant technologiczny pracujący nad Quiki, jestem podekscytowany możliwością podzielenia się spostrzeżeniami na temat jednego z najważniejszych elementów naszej platformy: zaawansowanego algorytmu dopasowywania przejazdów. Ten wyrafinowany system został zaprojektowany do rozwiązywania złożonych problemów trasowania wielu pojazdów i wielu żądań w czasie rzeczywistym, zapewniając wydajne i optymalne doświadczenia współdzielenia przejazdów.

Wyzwanie: Trasowanie wielu pojazdów i wielu żądań #

Nasz algorytm rozwiązuje trzy główne wyzwania związane ze współdzieleniem przejazdów:

1. Obliczenie optymalnego przypisania wielu żądań przejazdów do wielu pojazdów o określonych pojemnościach.
2. Umożliwienie ciągłej obsługi i przypisywania napływających żądań do floty pojazdów.
3. Umożliwienie zrównoważenia floty pojazdów w celu efektywnego zaspokojenia popytu.

Kluczowe komponenty algorytmu #

1. Graf parowania żądań i pojazdów (RV) #

Pierwszy krok obejmuje obliczenie:

• Które żądania można połączyć, biorąc pod uwagę zarówno miejsce początkowe, jak i docelowe.
• Które pojazdy mogą obsłużyć które żądania indywidualnie, biorąc pod uwagę ich obecnych pasażerów.

2. Graf żądań-tras-pojazdów (RTV) #

Ten krok analizuje graf RV, aby znaleźć “trasy” - grupy żądań, które można połączyć i odebrać przez pojazd, spełniając wszystkie ograniczenia. Pojedyncze żądanie może być częścią kilku potencjalnych tras, a trasa może mieć wiele kandydujących pojazdów.

3. Optymalne przypisanie #

Ostatni krok oblicza optymalne przypisanie tras do pojazdów, przekształcone w Program Liniowy Całkowitoliczbowy (ILP) i rozwiązywane przyrostowo.

Model matematyczny #

Nasz algorytm wykorzystuje zaawansowany model matematyczny do reprezentacji problemu współdzielenia przejazdów:

• Żądania (R): Każde żądanie r jest zdefiniowane przez miejsce początkowe (o_r), miejsce docelowe (d_r), czas żądania (t_r^r) i najpóźniejszy akceptowalny czas odbioru (t_r^pl).
• Pojazdy (V): Każdy pojazd v charakteryzuje się aktualną pozycją (q_v), aktualnym czasem (t_v) i aktualnymi pasażerami (P_v).
• Ograniczenia (Z): Obejmują maksymalny czas oczekiwania, maksymalne opóźnienie podróży i pojemność pojazdu.

Proces optymalizacji #

1. Funkcja kosztu: Minimalizujemy funkcję kosztu C(Σ), która uwzględnia opóźnienia podróży dla wszystkich pasażerów i przypisanych żądań, plus karę za nieprzypisane żądania.

2. Spełnienie ograniczeń: Algorytm zapewnia spełnienie wszystkich ograniczeń, w tym maksymalnych czasów oczekiwania, opóźnień podróży i pojemności pojazdów.

3. Optymalizacja przyrostowa: Ze względu na NP-trudny charakter problemu, stosujemy podejście przyrostowe, aby szybko znaleźć rozwiązania suboptymalne, które można z czasem poprawić.

Zaawansowane funkcje #

1. Ciągła operacja: Algorytm może obsługiwać nowe napływające żądania w czasie rzeczywistym, ciągle aktualizując przypisania.

2. Równoważenie floty: Wdrożyliśmy system równoważenia bezczynnych pojazdów do obszarów z ignorowanymi żądaniami, minimalizując ogólne czasy oczekiwania.

3. Skalowalność: Nasze podejście jest zaprojektowane tak, aby efektywnie skalować się wraz ze wzrostem liczby pojazdów i żądań.

Wpływ na rzeczywisty świat #

Ten zaawansowany algorytm umożliwia Quiki:

1. Maksymalizację wykorzystania pojazdów i redukcję pustych przejazdów.
2. Minimalizację czasów oczekiwania pasażerów i opóźnień podróży.
3. Szybkie dostosowywanie się do zmieniających się wzorców popytu w czasie rzeczywistym.
4. Zapewnienie bardziej wydajnej i opłacalnej usługi współdzielenia przejazdów.

Przyszłe rozwoje #

Kontynuując doskonalenie naszego algorytmu, badamy kilka ekscytujących kierunków:

1. Integracja uczenia maszynowego: Włączenie modeli predykcyjnych do przewidywania wzorców popytu.
2. Dynamiczne ustalanie cen: Wdrożenie modeli cen szczytowych opartych na podaży i popycie w czasie rzeczywistym.
3. Integracja multimodalna: Rozszerzenie algorytmu o inne środki transportu dla prawdziwie zintegrowanych rozwiązań mobilności miejskiej.

Zaawansowany algorytm dopasowywania przejazdów będący sercem Quiki to więcej niż tylko techniczny cud; to klucz do odblokowania bardziej wydajnego, zrównoważonego i przyjaznego dla użytkownika transportu miejskiego. Przygotowując się do uruchomienia Quiki, jesteśmy podekscytowani, widząc, jak ta technologia zmieni sposób poruszania się ludzi w miastach.

Bądźcie na bieżąco, aby uzyskać więcej aktualizacji, gdy będziemy nadal innowować i przesuwać granice tego, co jest możliwe w technologii współdzielenia przejazdów!