一种智能泊车服务中的泊车场预约泊位占比异构设置方法及装置

本发明涉及智能交通系统中泊车服务管理领域，尤其涉及一种智能泊车服务中的泊车场预约泊位占比异构设置方法及装置。

背景技术：

1、近年来，汽车保有量不断增高，而泊车资源(泊车位)的建设速度远不及汽车数量的增长速度，使得泊车变成城市交通的一大难题。据研究，30％的交通拥堵是由汽车不断沿道路/泊车场巡航以寻找可用泊车位造成的。因此，泊车问题成为研究重点。而随着车联网与物联网技术的发展，智能泊车成为解决泊车问题的先进技术方案。

2、智能泊车能够提供两种泊车服务，其中预约泊车服务使得车辆能够在到达泊车场前预约空闲的预约泊位，而在非预约泊车服务下，车辆必须竞争可用的非预约泊位，并造成额外的竞争成本，如附图1所示。因此，确定泊车场的预约泊位占比，将影响泊车场泊位利用率与泊车成本。

3、在现有的大部分智能泊车研究中，各泊车场的预约泊位占比是相同的，这使得泊车场间的泊车需求失衡，进而提升泊车成本并造成交通拥堵。对于离目的地较近的泊车场，相同的预约泊位占比使得大量车辆选择该泊车场的预约服务，因为司机总是意图以更短时间从泊车场步行到目的地，从而导致泊车需求失衡。非均衡的泊车需求使得面临更高泊车需求的泊车场被车辆过度使用，并在泊车场周围区域带来交通拥堵，而面临较低泊车需求的泊车场中的泊车位闲置。

技术实现思路

1、本发明针对泊车场相同预约泊位占比导致的泊车需求失衡，进而引发泊车成本升高、道路交通拥堵等问题，通过分析泊车需求的时空高斯分布，模拟泊车场选择，为泊车场设立异构预约泊位占比，平衡泊车需求。

2、为了达到上述目的，本发明第一方面提供了一种智能泊车服务中的泊车场预约泊位占比异构设置方法，包括：

3、s1：基于高斯混合模型，拟合各泊车场泊车需求时空特征的高斯混合分布；

4、s2：基于拟合的泊车场泊车需求时空特征的高斯混合分布，建模泊车场预约泊位异构占比问题，其中，泊车场预约泊位异构占比问题为：寻找一组最优解满足车辆平均泊车成本最小以及平衡泊车场利用率，其中ri为泊车场i的预约泊位占比，ωpl为泊车场集合，其大小为|ωpl|；

5、s3：初始化建模问题的最优解集，得到初始解，初始解采用泊车场预约泊位异构占比技术为泊车场设立不同的泊位占比后获得；

6、s4：对初始解进行变异获得新解；

7、s5：对由初始解与新解构成解集中每个解的性能进行评估，性能评估指标为车辆的平均泊车成本以及泊车场利用率的标准差；

8、s6：根据由初始解与新解构成解集中每个解的性能评估结果，对解进行非支配排序与拥挤度排序；

9、s7：根据非支配排序与拥挤度排序结果，基于精英策略对解集进行筛选，得到新解集；

10、s8：重复执行步骤s4到步骤s7，直到到达最大迭代次数，评估最终解集中各解的性能，输出具有最佳性能的解，作为泊车场预约泊位占比异构设置结果。

11、在一种实施方式中，步骤s1中泊车场的时空特征表示为：

12、

13、其中，为泊车场i的需求点j的时空特征，为目的地经度特征，为目的地纬度特征，为提前期特征，表示从发送泊车请求至到达泊车场的时间间隔，

14、的概率分布遵循以下高斯混合模型：

15、

16、其中为泊车场i的高斯混合模型中第k个分量的权重，为第k个分量的高斯分布，如下所示：

17、

18、其中为泊车场i的高斯混合模型中第k个分量的高斯分布的均值向量，为第k个分量的高斯分布的协方差矩阵。

19、在一种实施方式中，步骤s2中泊车场预约泊位异构占比问题中，目标函数包括f(1)和f(2)，最小化车辆平均泊车成本，平衡泊车场利用率，表示如下：

20、

21、minimize f(2)＝ds

22、其中为解s下的平均泊车成本，ds为解s下泊车场利用率的标准差。

23、在一种实施方式中，步骤s3中的初始化建模问题的最优解集时采用的策略包括：固定初始化预约泊位占比、随机初始化预约泊位占比、按泊车场到达率初始化预约泊位占比。

24、在一种实施方式中，步骤s4对每个初始解进行变异采用的策略包括：

25、随机交换两泊车场的预约泊位占比、随机改变泊车场的预约泊位占比以及将泊车场预约泊位占比重新初始化。

26、在一种实施方式中，s5包括：

27、按照泊车场的到达率比例生成等比数量的仿真需求点，其中，仿真需求点特征遵循泊车场的混合高斯概率分布；

28、计算在应用由初始解与新解构成解集中的一个解的预约泊位占比时，仿真需求点到每个泊车场的泊车成本，为仿真需求点选择最低成本泊车场并记录；

29、记录所有仿真需求点的泊车场选择后，计算平均泊车成本以及泊车场利用率的标准差，作为该解的性能评估结果。

30、在一种实施方式中，s6包括：

31、根据每个解的性能评估结果，对解进行非支配排序，

32、计算每个解的拥挤度，根据每个解的拥挤度对解进行拥挤度排序，其中解的拥挤度为两个最临近解的所有性能差值之和。

33、基于同样的发明构思，本发明第二方面提供了一种智能泊车服务中的泊车场预约泊位占比异构设置装置，包括：

34、拟合模块，用于基于高斯混合模型，拟合各泊车场泊车需求时空特征的高斯混合分布；

35、建模模块，用于基于拟合的泊车场泊车需求时空特征的高斯混合分布，建模泊车场预约泊位异构占比问题，其中，泊车场预约泊位异构占比问题为：寻找一组最优解满足车辆平均泊车成本最小以及平衡泊车场利用率，其中ri为泊车场i的预约泊位占比，ωpl为泊车场集合，其大小为|ωpl|；

36、初始化模块，用于初始化建模问题的最优解集，得到初始解，初始解采用泊车场预约泊位异构占比技术为泊车场设立不同的泊位占比后获得；

37、变异模块，用于对初始解进行变异获得新解；

38、评估模块，用于对由初始解与新解构成解集中每个解的性能进行评估，性能评估指标为车辆的平均泊车成本以及泊车场利用率的标准差；

39、排序模块，用于根据由初始解与新解构成解集中每个解的性能评估结果，对解进行非支配排序与拥挤度排序；

40、筛选模块，用于根据非支配排序与拥挤度排序结果，基于精英策略对解集进行筛选，得到新解集；

41、解集输出模块，用于重复执行步骤s4到步骤s7，直到到达最大迭代次数，评估最终解集中各解的性能，输出具有最佳性能的解，作为泊车场预约泊位占比异构设置结果。

42、基于同样的发明构思，本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。

43、基于同样的发明构思，本发明第四方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。

44、相对于现有技术，本发明的优点和有益的技术效果如下：

45、本发明提出的一种智能泊车服务中的泊车场预约泊位占比异构设置方法，采用了泊车场预约泊位异构占比技术，在智能泊车服务中，基于混合高斯模型，拟合泊车需求时空分布。对于泊车需求较高的泊车场，通过需求拟合分布模拟其泊车场选择，降低预约泊位比例，将泊车需求诱导至需求较低的泊车场，该预约泊位异构占比技术通过平衡泊车场间的泊车需求，降低泊车成本并减少交通拥堵，能够有效缓解泊车难的问题。