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龙图腾网恭喜北京交通大学申请的专利一种网约拼车与地铁联运匹配优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115018279B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210568923.1，技术领域涉及：G06Q10/0631；该发明授权一种网约拼车与地铁联运匹配优化方法是由刘晓冰;赵雪飞;王蕊;闫学东;高自友设计研发完成，并于2022-05-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种网约拼车与地铁联运匹配优化方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种网约拼车与地铁联运匹配优化方法。该方法包括：基于乘客的行程信息组成有效联运路径集合；计算合乘联运广义出行成本，搜索合乘联运成本最小的合乘联运换乘站点；将合乘联运乘客分为：WSR、RSW和RSR三种联运子类型乘客；分别对各种类型的乘客中不满足行程相似性约束和出行成本节约约束的乘客进行剔除，得到合乘乘客可行匹配集合；以机动车道路里程节约最大为优化目标进行合乘乘客匹配，建立合乘乘客匹配模型，使用最优化求解器求解合乘乘客匹配模型，得到最优的网约拼车与地铁联运用匹配结果信息。本发明方法加强了两种交通方式的协同合作，在满足其出行需求的条件下，降低机动车道路行驶里程、增加公共交通使用率。

本发明授权一种网约拼车与地铁联运匹配优化方法在权利要求书中公布了：1.一种网约拼车与地铁联运匹配优化方法，其特征在于，包括：基于使用合乘联运服务的乘客的行程信息，根据空间邻近原则搜索地铁站点集合中所有地铁站之间的最短路径，组成有效联运路径集合；计算考虑时间价值的乘客合乘联运广义出行成本，根据所述乘客合乘联运广义出行成本和所述有效联运路径集合搜索合乘联运成本最小的合乘联运换乘站点；根据乘客的合乘联运换乘站点将合乘联运乘客分为：步行-地铁-网约拼车WSR、网约拼车-地铁-步行RSW和网约拼车-地铁-网约拼车RSR三种联运子类型乘客；分别对WSR、RSW和RSR类型的乘客中不满足行程相似性约束和出行成本节约约束的乘客进行剔除，分别得到WSR、RSW和RSR类型的合乘乘客可行匹配集合；基于所述合乘乘客可行匹配集合，以机动车道路里程节约最大为优化目标进行合乘乘客匹配，建立合乘乘客匹配模型，使用最优化求解器求解所述合乘乘客匹配模型，得到最优的网约拼车与地铁联运用匹配结果信息；所述的基于使用合乘联运服务的乘客的行程信息，根据空间邻近原则搜索地铁站点集合中所有地铁站之间的最短路径，组成有效联运路径集合P，包括：对于使用合乘联运服务的乘客，乘客在合乘联运平台提前发布各自的行程信息，该行程信息包括出行起终点经纬度信息、乘客的计划出发时间和乘客的计划到达时间；基于获取的乘客行程信息，根据空间邻近原则，找到行程起终点一定范围内的地铁站点集合，搜索地铁站点集合中所有地铁站之间的最短路径，组成有效联运路径集合；所述的计算考虑时间价值的乘客合乘联运广义出行成本，包括：计算从起点到换乘站的成本Co,so，即前端接驳成本，当乘客属于WSR类型时，前段接驳成本Co,so＝Cwo,so＝γTwo,so，式中o表示起点，so表示联运地铁的进站站点，γ为步行的单位时间价值；Tw为步行所需时间，当乘客属于RSW或RSR类型时，第一位上车乘客的前段接驳成本为：Co,so＝Crso1,so1＝μTrso1,o2+Trso2,so1+βDrso1,o2+Drso2,so1第二位上车乘客的前段接驳成本为Co,so＝Crso2,so2＝μTrso2,so2+βDrso2,so2，式中o1,o2分别代表第一位上车和第二位上车的合乘乘客行程起点；so1,so2分别代表两位合乘乘客接驳地铁的进站站点；T表示在车时间；D表示行程距离；μ表示网约拼车的单位时间价值；β表示单位里程费用；计算从换乘站到终点的成本Cd,sd，即后端接驳成本，当乘客属于RSW类型时，后端接驳成本Cd,sd＝Cwsd,d＝γTwsd,d，式中d表示终点，sd表示联运地铁的出站站点，γ为步行的单位时间价值；Tw为步行所需时间，当乘客属于WSR或RSR类型时，第一位下车的乘客后端接驳成本为：Cd,sd＝Crssd1,d1＝αTrssd1,d1+βDrssd1,d1，第二位下车的乘客后端接驳成本为：Cd,sd＝Crssd2,d2＝αTrssd2,d1+Trsd1,d2+βDrssd2,d1+Drsd1,d2；式中α，β分别代表单位时间价值参数与单位里程费用，d1,d2分别代表第一位下车和第二位下车的合乘乘客行程终点；sd1,sd2分别代表两位合乘乘客接驳地铁的出站站点；计算地铁段的出行成本，由行程时间成本、地铁票价和车厢拥挤成本三部分构成，将考虑拥挤惩罚的在车时间和地铁票价进行汇总，得到地铁段的出行广义成本Csso,sd，由地铁上在车行程时间成本θTsso,sd，在地铁中换乘的时间成本εTchangeso,sd与地铁票价Fsso,sd组成，转化为表达式： 式中so,sd表示联运换乘进站站点及出站站点，Trun,e表示在地铁网络边e上的列车运行时间；Tdwell,v表示列车在地铁站v的停站时间；Tchange,e表示地铁站虚拟换乘边e上的所需时间；Eso,sd表示从so站到sd站路径上的区间网络边集合；Vso,sd表示从so站到sd站路径上的地铁站点集合；表示从so站到sd站路径上的虚拟换乘边集合，fcωe表示车厢拥挤惩罚系数，θ表示地铁在车时间的单位时间成本；ε表示乘客在地铁中换乘的时间成本；Fs表示so与sd站之间的地铁票价；乘客从网约拼车下车点到进站或从车站到上车点通过步行来完成，成本函数Ctro,d＝λTtr，式中λ为步行的单位时间价值，Ttr为步行时间，取步行时间为常量；根据出发时间的提前和推迟，以及到达时间的提前和延误，计算时间偏差成本：Ctdo,d＝ηΔTo+ζΔTd，其中ηΔTo＝η+max{to-t'o,0}+η-max{t'o-to,0}ζΔTd＝ζ+max{td-t'd,0}+ζ-max{t'd-td,0}式中ΔTo和ΔTd分别表示出发时间偏差和到达时间偏差；to和td分别表示计划的出发和到达时间；t'o和t'd表示实际的出发和到达时间；参数η+、η-、ζ+和ζ-分别对应提前出发、推迟出发、提前到达和延误到达的单位时间成本，当行程属于WSR类型时，t'o＝to，t'd＝to+Two,so+Tsso,sd+Trssd,d，当行程属于RSW或RSR，假设乘客i,j合乘，先接i且满足其准时出发时，t'oi＝toi，t'di＝t'oi+Trsoi,oj+Trsoj,soi+Tssoi,sdi+Twsdi,di，此时t'oj＝t'oi+Trsoi,oj，t'dj＝t'dj+Trsoj,soj+Tssoj,sdj+Twsdj,dj；考虑时间驾驶的合乘联运广义出行成本Crsso,d为上述五个部分之和，即Crsso,d＝Co,so+Cd,sd+Csso,sd+Ctro,d+Ctdo,d，式中，so表示联运地铁的进站站点；sd表示联运地铁的出站站点；下标“rss”、“s”、“tr”、“td”分别表示网约拼车与地铁联运、地铁、联运换乘及时间偏差；所述的根据所述乘客合乘联运广义出行成本和所述有效联运路径集合搜索合乘联运成本最小的合乘联运换乘站点，包括：步骤4.1：对于某个乘客的给定行程，在起终点一定范围内所有地铁站点之间的全部网络最短路径作为该行程的有效联运路径，设定所述给定行程从起点o到终点d，计算所述给定行程的有效联运路径流程如下：第一步：搜索起点o及终点d邻域内的所有地铁站点，组成起点车站集合和终点车站集合第二步：将第一步得到的车站集合进行全排列，共得到m×n个车站对第三步：针对上一步中每个车站对，利用Dijkstra算法求解地铁网络上最短路径，求解时考虑在车时间和换乘感知时间，得到行程i的有效联运路径集合P＝{p1,p2...pm×n}，其中路径P保存为依次经过的站点序列；步骤4.2：对联运换乘站点进行搜索，换乘站点搜索的基本原则为乘客合乘联运广义出行成本最小，选择某条有效联运路径，将路径上的任意两个站点之间依次替换为合乘联运出行，更新所述乘客合乘联运广义出行成本，将其与原来的出租车成本进行比较，得到合乘联运成本最小的换乘站，所述原来的出租车成本为行程不变乘坐出租车出行所需的成本；所述的根据乘客的合乘联运换乘站点将合乘联运乘客分为：步行-地铁-网约拼车WSR、网约拼车-地铁-步行RSW和网约拼车-地铁-网约拼车RSR三种联运子类型乘客，包括：对于乘客的任意行程，逐一利用合乘联运换乘搜索算法确定换乘站点，根据各个乘客的换乘站点与起终点的距离，将合乘联运乘客分为：WSR、RSW和RSR三种联运子类型乘客，得到乘客集合：ΩRSW＝{i|Doi,soi＞Dthreshold,Ddi,sdi≤Dthreshold}ΩWSR＝{i|Doi,soi≤Dthreshold,Ddi,sdi＞Dthreshold}ΩRSR＝{i|Doi,soi＞Dthreshold,Ddi,sdi＞Dthreshold}式中，ΩRSW，ΩWSR，ΩRSR是三种合乘联运子类型RSW、WSR和RSR的用户子集，o,d,so,sd分别是行程的起点，终点，前端接驳换乘站点，后端接驳换乘站点，Dthreshold为步行可达距离阈值；对于WSR类型，两个乘客分别步行到达相同地铁站，乘坐地铁达到换乘车站，出站后，乘坐同一辆网约车前往各自目的地；对于RSW类型，乘客首先利用网约拼车前往同一接驳地铁站，之后乘坐地铁分别前往各自目的地；对于RSR类型，乘客先利用网约拼车到达接驳前端地铁站，乘坐地铁达到接驳后端地铁站，出站后再次合乘前往各自行程终点，只有归属于相同子类的乘客才能够匹配在一起进行联运；所述的分别对WSR、RSW和RSR类型的乘客中不满足行程相似性约束和出行成本节约约束的乘客进行剔除，分别得到WSR、RSW和RSR类型的合乘乘客可行匹配集合，包括：对于RSW与RSR类型的乘客，计算合乘乘客i和合乘乘客j计划出发时间差值的绝对值若该绝对值大于阈值tthreshold，则判断合乘乘客i和合乘乘客j为不满足约束乘客匹配对并且予以剔除；对于WSR类型的乘客，计算合乘乘客i和合乘乘客j到达前端站点的时间差值的绝对值若该绝对值大于阈值tthreshold，则判断合乘乘客i和合乘乘客j为不满足约束乘客匹配对并且予以剔除，经过上述剔除不满足约束乘客匹配对的乘客操作后，得到满足行程相似性的合乘乘客可行匹配集合；基于所述满足行程相似性的合乘乘客可行匹配集合，分别计算合乘乘客i和合乘乘客j的从起点到换乘站的成本、从换乘站到终点的成本、地铁段的出行成本、网约拼车与地铁的换成成本和出发到达时间的偏差成本，得到合乘乘客i的网约拼车与地铁联运模式的出行成本得到合乘乘客j的网约拼车与地铁联运模式的出行成本若出行成本大于合乘乘客i单独使用巡游出租车或网约车的出行成本或者出行成本大于合乘乘客j单独使用巡游出租车或网约车的出行成本则判断合乘乘客i和合乘乘客j为不满足出行成本节约约束乘客匹配对并且予以剔除；经过上述剔除不可匹配的合乘乘客组合的操作后，分别得到WSR、RSW和RSR类型的合乘乘客可行匹配集合；所述的基于所述合乘乘客可行匹配集合，以机动车道路里程节约最大为优化目标进行合乘乘客匹配，建立合乘乘客匹配模型，使用最优化求解器求解所述合乘乘客匹配模型，得到最优的网约拼车与地铁联运用匹配结果信息，包括：基于所述WSR、RSW和RSR类型的合乘乘客可行匹配集合，以机动车道路里程节约最大为优化目标进行合乘乘客匹配，建立合乘乘客匹配模型，该合乘乘客匹配模型的构建方法如下：步骤7.1：合乘乘客A为乘客i，合乘乘客B为乘客j，受接受顺序的要求，i,j≠j,i，合乘乘客可行匹配集合Ψ由其三种子类型RSW、WSR、RSR的可行集ΨRSW、ΨWSR、ΨRSR组成，即Ψ＝ΨRSW∪ΨWSR∪ΨRSR；RSW类型的合乘乘客可行匹配集合为： 其中乘客i与乘客j的前端接驳换乘站点so相同，计划出发时间差值的绝对值小于阈值tthreshold，使用网约拼车与地铁联运模式的出行成本Crss应小于单独使用巡游出租车或网约车的出行成本Ctr，乘客i与乘客j是两位不同的乘客，且对于任意乘客i与乘客j而言，都属于RSW子类型合乘联运乘客集合；WSR类型的合乘乘客可行匹配集合为： 其中乘客i与乘客j的后端接驳换乘站点sd相同，到达前端站点的时间差值的绝对值小于阈值tthreshold，其余约束条件与RSW类型相同；RSR类型的合乘乘客可行匹配集合为： 其中乘客i与乘客j的前端接驳换乘站点so、后端接驳换乘站点sd均相同，其余约束条件与RSW类型相同；步骤7.2：以机动车道路里程节约最大为优化目标，建立优化方程，即Max∑i,j∈Ψcijxij；所述优化方程的约束条件包括：1合乘乘客匹配约束2决策变量约束在上述方程中，Ψ为可行匹配集合，xij为决策侧变量约束，目的是合乘乘客匹配约束保证可行集中的每位乘客只能匹配到一个合乘组合中；决策变量约束是匹配决策变量的0-1布尔值约束，0代表匹配失败，1代表匹配成功，R为可行匹配组合中第一个上车的乘客集合，R'为可行匹配组合中第二个上车的乘客集合，系数cij为乘客组合能够减少的道路里程，计算方法为：cij＝Dtroi,di+Dtroj,dj-[Drsoi,oj+minDrsoi,soi,Drsoj,soj+minDrsdi,sdi,Drsdj,sdj+Drsdi,dj]步骤7.3：将乘客到司机的网约顺风车匹配问题建模为混合整数规划问题，使用最优化求解器求解所述合乘乘客匹配模型，保证可行集中的每位乘客只能匹配到一个合乘组合中，得到最优的网约拼车与地铁联运用匹配结果信息，该匹配结果信息中包括合乘乘客的匹配结果、距离乘客最近的上车点和下车点、网约拼车与地铁换乘点和乘客计划出发到达时间信息，服务平台将上述匹配结果信息发送给司机和合乘乘客。

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