跨区域网约车司机订单调度优化:ClusterHopper 平台的协同竞争解决方案

【字体: 时间:2025年05月29日 来源:Expert Systems with Applications 7.5

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  当前网约车平台孤立运营致资源分配低效,30%-40% 司机在低需求区闲置。研究提出跨区域调度平台 ClusterHopper,构建双层优化框架。相较单一平台,多平台模式下四指标提升显著,且订单取消率降低 68.35%,为出行市场提供新路径。

  在智能出行时代,网约车已深度融入日常生活,但传统调度模式的弊端日益凸显。各平台孤立运营,导致司机被迫在收入稳定性与收益最大化间艰难抉择,30%—40% 的司机时间浪费在低需求区域的闲置中,而邻近区域却面临订单积压,系统收入、订单完成量、乘客等待时间及司机收入等关键指标均难以实现全局优化。如何打破区域壁垒,实现跨平台资源的高效调配,成为提升出行服务效率的核心挑战。
为破解这一困局,国内研究团队开展了跨区域网约车订单调度优化研究。该研究成果发表在《Expert Systems with Applications》,旨在通过创新调度机制,协调不同区域间的订单分配,在保障各平台自主性的同时,实现全局资源的最优配置。研究表明,所提出的 ClusterHopper 平台可显著提升系统整体性能,为缓解城市交通资源浪费、优化出行体验提供了科学可行的解决方案。

研究采用了多项关键技术方法:一是将各区域建模为独立匹配队列,构建基于网络流原理的双层优化框架,上层通过最小费用最大流(min-cost max-flow)算法实现跨区域订单分配,下层结合未来收益预测的加权评分模型优化派单决策;二是利用增量 K 均值(incremental k-means)算法生成车辆引导策略,动态调配闲置司机至订单密集区域;三是通过多平台协同的在线二分图匹配模型,解决司机同一时间仅能接入单一平台队列的约束问题。研究数据来源于滴滴(Didi)的真实运营数据,确保了模拟场景的真实性。

研究结果


  1. 多平台协同调度的有效性验证
    通过对比单一平台与四平台协同模式发现,ClusterHopper 使系统收入提升 47.05%,订单完成量增加 31.24%,平均等待时间缩短 61.36%,司机平均收入提高 13.12%。这表明跨区域调度可有效平衡供需关系,减少资源错配。

  2. 拼车模式的扩展优势
    在 ride-sharing 模式下,平台进一步优化关键指标,系统收入、订单完成量、等待时间及司机收入分别提升 334.08%、313.79%、40.30% 和 3.55%,且订单取消率降低 68.35%。这说明结合路径规划与多乘客匹配的策略,可显著提升共享出行的效率与稳定性。

  3. 动态适应性与场景泛化能力
    基于滴滴数据的多需求模式模拟显示,无论需求高峰或平峰时段,ClusterHopper 均能保持稳定性能,验证了其在不同城市交通环境中的泛化能力,为应对实时动态的出行需求提供了可靠方案。


研究结论与意义


ClusterHopper 通过跨平台协同调度、动态资源分配及未来收益导向的匹配策略,突破了传统单一区域调度的局限性,首次在理论与实践层面证明了 “协同竞争” 模式在出行市场中的可行性。其创新点在于将区域队列模型、网络流优化与车辆引导算法相结合,形成了覆盖短期匹配效率与长期收益优化的闭环体系。该研究不仅为网约车平台提供了可落地的调度解决方案,也为智能交通领域中多主体协同优化问题提供了新的研究范式,有望推动城市交通向更高效、可持续的方向发展。未来,随着自动驾驶技术与车路协同系统的普及,ClusterHopper 框架可进一步与新兴技术融合,为构建全域智能出行生态奠定基础。

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