园区低速无人车的调度方法及系统、管理云平台与流程

1.本发明涉及园区智能车应用技术领域，特别是关于一种园区低速无人车的调度方法及系统、管理云平台。


背景技术：

2.自动驾驶技术得到快速发展，很多园区开展了自动驾驶汽车的试乘试驾和运营。推进了自动驾驶汽车的测试、推广，提升了园区的科技含量和运营效率。传统的园区自动驾驶汽车多采用有固定车站循环行驶的调度管理模式，该模式无法发挥智能网联中自动驾驶车辆实时状态可知、可通过互联网实时对车辆进行调度的优势，导致车辆在无乘客时大量空驶，造成资源浪费。
3.目前多数园区多采用传统的网约车的调度管理模式，乘客可以采用手机app召唤自动驾驶车辆。但该模式运营过程中，自动驾驶车辆在无乘客时，往往停止在上一乘客下车地点，造成新的交通拥堵，车辆的利用率偏低。特别是，大部分园区为了环保，往往采用无人驾驶电动车，该模式对电动车的充电维护时效性也较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种园区低速无人车的调度方法及系统、管理云平台来克服或减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。
5.为实现上述目的，本发明提供一种园区共享无人车的调度方法，其包括：
6.s1，收到乘客叫车信息后，为乘客推荐候车地，并在乘客确认候车地后生成派车任务，向无人车发送任务指令，指示无人车到指定候车地点接乘客；
7.s2，向无人车发送路线指令，指示无人车按照设定路线行驶；
8.s3，当无人车将乘客送达指定目的地后，指示无人车前往指定的智能充电维修场，并返回步骤s1；
9.其中，步骤s3中的“前往平台指定的智能充电维修场”具体包括：
10.第一种情形，收到调度指令的无人车前往指定的智能充电维修场；其中，调度指令包括充电或等待指令，指定的智能充电维修场为由平台确定的有空闲车位中人工势场最小的智能充电维修场。
11.在一个实施例中，平台确定的有空闲车位中人工势场最小的智能充电维修场的方法具体包括：
12.利用下式(1)计算第i个智能充电维修场的人工势场u(i)：
13.u(i)＝u
att
(i) u
rep(i)ꢀꢀꢀ
(1)
14.式中，u
att
(i)为智能充电维修场的引力势，其描述为式(2)，u
rep
(i)智能充电维修场的斥力势，其描述为式(3)：
15.u
att
(i)＝∑g*(t-v)/(r
ij
*r
ij
)
ꢀꢀꢀ
(2)
16.u
rep
(i)＝n*r
it
ꢀꢀꢀ
(3)
17.式中，g为设定的服务质量系数，t为预定时间内的乘客上车数量，v为当前闲置车辆数，r
it
为无人车在当前位置t到达第i个智能充电维修场的距离，r
ij
为第i个智能充电维修场与第j个智能充电维修场的距离，n为单位距离的成本系数。
18.在一个实施例中，调度指令还包括：
19.等待派车指令，其对应的指定的智能充电维修场为由平台确定的预期上车乘客较多、且有空闲车位的智能充电维修场；和/或
20.充电或等待指令，其对应的指定的智能充电维修场为由平台确定的距离当前位置最近、且有空闲车位的智能充电维修场。
21.在一个实施例中，步骤3中的“充电指令”的生成方法具体包括：
22.当无人车的剩余电池电量低于低电量阈值，或低于电池饱和值、且在预设时间内预期任务量少于当前闲置车辆数时，生成充电指令，接收到充电指令的无人车进入指定的智能充电维修场的充电区充电；
23.步骤3中的“等待指令”的生成方法具体包括：
24.当无人车的剩余电池电量高于电池饱和值，或低于电池饱和值、且在预设定时间内预期任务量多于当前闲置车辆数时，生成等待指令，接收到等待指令的无人车进入指定的智能充电维修场的待发车区。
25.在一个实施例中，步骤s3中的“前往平台指定的智能充电维修场”具体还包括：
26.第二种情形，收到新派车任务的无人车前往指定的智能充电维修场或乘客候车地。
27.在一个实施例中，步骤s1之后，还包括在如下几种情形之一，则向无人车发送取消任务指令；
28.第一种情形：无人车到达指定候车地点之前，或者无人车到达指定候车地点之后设定时间之内，收到乘客取消叫车；
29.第二种情形：当无人车到达指定候车地点之后设定时间之后，乘客未到达指定候车地点，并通知乘车人。
30.本发明还提供一种园区共享无人车的调度系统，其包括：
31.任务发送单元，其用于收到乘客叫车信息后，为乘客推荐候车地，并在乘客确认候车地后生成派车任务，向无人车发送任务指令，指示无人车到指定候车地点接乘客；
32.路线指令发送单元，其用于向无人车发送路线指令，指示无人车按照设定路线行驶；
33.维修厂指定单元，其用于当无人车将乘客送达指定目的地后，指示无人车前往指定的智能充电维修场；
34.其中，“前往平台指定的智能充电维修场”具体包括：
35.第一种情形，收到调度指令的无人车前往指定的智能充电维修场；其中，调度指令包括充电或等待指令，指定的智能充电维修场为由平台确定的有空闲车位中人工势场最小的智能充电维修场。
36.在一个实施例中，平台确定的有空闲车位中人工势场最小的智能充电维修场的方法具体包括：
37.利用下式(1)计算第i个智能充电维修场的人工势场u(i)：
38.u(i)＝u
att
(i) u
rep(i)ꢀꢀꢀ
(1)
39.式中，u
att
(i)为智能充电维修场的引力势，其描述为式(2)，u
rep
(i)智能充电维修场的斥力势，其描述为式(3)：
40.u
att
(i)＝∑g*(t-v)/(r
ij
*r
ij
)
ꢀꢀꢀ
(2)
41.u
rep
(i)＝n*r
it
ꢀꢀꢀ
(3)
42.式中，g为设定的服务质量系数，t为预定时间内的乘客上车数量，v为当前闲置车辆数，r
it
为低速电动无人车在当前位置t到达第i个智能充电维修场的距离，r
ij
为第i个智能充电维修场与第j个智能充电维修场的距离，n为单位距离的成本系数。
43.在一个实施例中，调度指令还包括：
44.等待派车指令，其对应的指定的智能充电维修场为由平台确定的预期上车乘客较多、且有空闲车位的智能充电维修场；和/或
45.充电或等待指令，其对应的指定的智能充电维修场为由平台确定的距离当前位置最近、且有空闲车位的智能充电维修场。
46.本发明还提供一种园区低速无人车管理云平台，其包括：
47.车辆管理模块，其用于管理和维护车辆相关信息；
48.乘客管理模块，其用于管理和维护乘客相关信息；
49.停车场管理模块，其用于管理和维护停车场相关信息；
50.车辆任务管理模块，其用于运行如上所述的方法；
51.车辆运行监控模块，其用于显示车辆的运行状态；
52.日常任务量模型，其用于对已经完成的任务进行统计。
53.本发明能够提升车辆使用效率，避免道路资源浪费，提升乘客的使用感受，实现绿色、节能和智慧的园区。
附图说明
54.图1为本发明实施例所提供的共享低速无人车状态图。
55.图2为本发明实施例所提供的智能充电维修场对低速电动无人车的引力受力分析及合力图。
具体实施方式
56.在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
57.图1位为本发明的园区低速无人车的调度方法实施的状态图。上述各实施例中的无人车指的是最高车速小于70km/h的无人车，尤其是低速电动无人车。无人车包含车辆运动模块、车辆控制模块、车辆通讯模块、人机交互模块和电力系统模块。无人车根据调度管理云平台的调度信息，进行任务的执行、等待和充电等任务的执行。
58.如图1所示，本发明实施例提供的园区共享无人车的调度方法包括：
59.s1，收到乘客叫车信息后，为乘客推荐候车地，并在乘客确认候车地后形成订单，生成派车任务，向无人车发送任务指令，指示无人车到指定候车地点接乘客。
60.其中，调度管理云平台在收到乘客叫车信息后，根据智能充电维修场待发车区内
车辆、附近完成载客运输任务返场车辆和即将完成载客运输任务车辆的信息，结合乘客位置、车辆到达乘客位置的时间、车辆剩余电量等信息，为乘客推荐候车地。“为乘客推荐候车地”的方法具体包括如下几种：
61.1、对于距离智能充电维修场较近的乘客，优先推荐乘客到达附近智能充电维修场的待发车区乘车。
62.2、对于在待发车区乘车的乘客，可提供优惠价格等方式进行奖励。
63.3、对于不接受到智能充电维修场乘车的乘客，和距离智能充电维修场较远的乘客，选择距离较近、车辆剩余电量满足行程需求的车辆，发送给客户形成订单。
64.4、当设定时间内无可用车辆提供载客服务时，可选择智能充电维修场充电区内正在充电车辆提供服务，但应确保车辆电池电量满足任务需求、电池温度不过高和电池冷却时间满足乘客能够等待的时间等信息，确保车辆运营安全。
65.5、当无可用车辆提供载客服务时，系统提供预计的时间点，供乘客进行预约车辆或取消叫车服务。
66.需要说明的是，步骤s1之前还包括：首先，乘客叫车，平台派车任务生成。然后，乘客在手机或电脑中应用软件(app)进行叫车操作，比如预约叫车、实时叫车等。其中，预约叫车时，乘客需提交预约的时间、出发地、目的地等信息。实时叫车时，乘客需提交当前位置和目的地等信息。对于没有手机或电脑的乘客，也可在售票处等地方进行人工叫车，提供二维码车票供乘客使用。
67.s2，向无人车发送路线指令，指示无人车按照设定路线行驶。
68.车辆收到指令后，无人车关闭车门后，按照设定路线行驶。在行驶过程中，低速电动无人车通过语音、车辆面板操作或应用软件操作与乘客进行信息交互，提示车辆行驶相关信息，确认乘客安全状态。在紧急情况下，乘客可与调度管理云平台进行人工信息沟通，确保乘客安全。当无人车在即将完成本次任务时，调度管理云平台可为无人车分配新的任务。但在分配新任务之前，需与乘客确认是否需要修改本次任务，以确保车辆能按时完成本次任务并到达新任务指定地点。
69.s3，当无人车将乘客送达指定目的地后，指示无人车前往指定的智能充电维修场，并返回步骤s1。
70.智能充电维修场的设置方式可以是：根据园区场地空间、供电设施、安全设施等基础设施条件，在乘客上、下车频繁区域点附近，设置若干智能充电维修场。而且，智能充电维修场内区域被划分为充电区和待发车区。当无人车在没有载客运输任务时，均停泊在智能充电维修场，需要充电的车辆在充电区，无需充电的则在待发车区，等待派车。在充电区设置智能充电架，当无人车进入充电区车位后，智能充电架自动连接低速电动无人车充电接口，为无人车进行充电。充电过程中，实施上报电池温度、充电电流等信息给调度管理云平台。充电完成后，智能充电架断开充电接口，并将充电完成信息发送调度管理云平台。调度管理云平台调度低速电动无人车转移到待发车区。
71.在一个实施例中，当乘客与平台之间的信息交互方法包括：
72.当乘客达到智能充电维修场指定待发车区或车辆自动行驶到乘客上车地点且与乘客距离低于设定值时，无人车通过车灯和车外扬声器等设备采用声光方式提示乘客，并在应用软件上进行提示。乘客则可以通过手机app信息确认或车载摄像头进行车票二维码
识别等手段，实现无人车与乘客之间相互的信息确认。无人车与乘客之间相互的信息确认成功之后，车门自动打开。乘客上车后，通过语音、车辆面板操作或手机app操作，确认上车完成。无人车在确保安全的前提下，关闭车门。当无人车到达指定目的地后，提示乘客到达目的地。并在确保安全的前提下，打开车门。乘客下车后，车辆通过摄像头等信息确认乘客离开后，关闭车门，并在乘客的应用软件上进行提示。
73.其中，步骤s3中的“前往平台指定的智能充电维修场”具体包括：
74.第一种情形：无人车如果有新任务，即前往新的目的地，进行下一任务的工作。对于收到调度指令的无人车前往指定的智能充电维修场。
75.如果车辆电池状态高于低电量值，调度管理云平台调度车辆前往有空闲车位中人工势场最小的智能充电维修场，车辆根据调度指令进入指定车位，进行充电或等待。这种情形下的调度指令包括充电或等待指令，指定的智能充电维修场为由平台确定的有空闲车位中人工势场最小的智能充电维修场。
76.在一个实施例中，平台确定的有空闲车位中人工势场最小的智能充电维修场的方法具体包括：
77.利用下式(1)计算第i个智能充电维修场的人工势场u(i)：
78.u(i)＝u
att
(i) u
rep(i)ꢀꢀꢀ
(1)
79.式中，u
att
(i)为智能充电维修场的引力势，其描述为式(2)，其受力分析及合力如图2所示，u
rep
(i)智能充电维修场的斥力势，其描述为式(3)：
80.u
att
(i)＝∑g*(t-v)/(r
ij
*r
ij
)
ꢀꢀꢀ
(2)
81.u
rep
(i)＝n*r
it
ꢀꢀꢀ
(3)
82.式中，g为设定的服务质量系数，其为负数，当以劲量满足乘客服务需求为目标时，可增大该数绝对值值，t为预定时间内的乘客上车数量，如半小时内预期任务量(含当前已经完成预定的任务量)，即为根据模型推算出的乘客上车数量，v为当前闲置车辆数，r
it
为无人车在当前位置t到达第i个智能充电维修场的距离，r
ij
为第i个智能充电维修场与第j个智能充电维修场的距离，n为单位距离的成本系数，即行驶单位距离所需要的综合成本。
83.本领域技术人员也可以采用现有技术中其他的计算智能充电维修场的人工势场的方法获得有空闲车位中人工势场最小的智能充电维修场。
84.在一个实施例中，调度指令还包括：
85.等待派车指令，其对应的指定的智能充电维修场为由平台确定的预期上车乘客较多、且有空闲车位的智能充电维修场；和/或
86.充电或等待指令，其对应的指定的智能充电维修场为由平台确定的距离当前位置最近、且有空闲车位的智能充电维修场。
87.在一个实施例中，步骤3中的“充电指令”的生成方法具体包括：
88.当无人车的剩余电池电量低于低电量阈值，或低于电池饱和值、且在预设时间内(例如半小时内)预期任务量少于当前闲置车辆数时，生成充电指令，接收到充电指令的无人车进入指定的智能充电维修场的充电区充电。其中，低电量阈值根据具体电池厂家的实际要求确定，通常确定为电池饱和量的20％-30％。与之相对的，当无人车的剩余电池电量高于电池饱和值，或低于电池饱和值但在预设定时间内，如半小时内预期任务量多于当前闲置车辆数时，车辆则进入待发车区。
89.步骤3中的“等待指令”的生成方法具体包括：
90.当无人车的剩余电池电量高于电池饱和值，或低于电池饱和值、且在预设定时间内(如半小时)预期任务量多于当前闲置车辆数时，生成等待指令，接收到等待指令的无人车进入指定的智能充电维修场的待发车区。
91.上述实施例中，预期任务量还可以理解为包含当前已完成预定的任务量。
92.在一个实施例中，步骤s3中的“前往平台指定的智能充电维修场”具体还包括：
93.第二种情形，如果没有新的任务，调度管理云平台根据车辆状态、智能充电维修场状态和预期的人流状态等信息，调度车辆前往预期上车乘客较多、且有空闲车位的智能充电维修场。这种情形下，如果车辆电池状态低于低电量值，为确保车辆运行安全，调度管理云平台调度车辆前往最近的充电区有空闲车位的智能充电维修场，车辆根据调度指令进入指定车位，进行充电或等待。收到新派车任务的无人车前往指定的智能充电维修场或乘客候车地。
94.在一个实施例中，步骤s1之后，还包括在如下几种情形之一，则向无人车发送取消任务指令：
95.第一种情形：无人车到达指定候车地点之前，或者无人车到达指定候车地点之后设定时间之内，收到乘客取消叫车。
96.第二种情形：当无人车到达指定候车地点之后设定时间之后，乘客未到达指定候车地点，并通知乘车人。
97.在一个实施例中，步骤s1之后，还包括在如下几种情形之一，则向无人车发送目的地变更任务指令：
98.第一种情形：在完成本次任务之前，乘客可修改目的地等信息。调度管理云平台根据车辆状态进行确认，完成目的地修改等操作，并为无人车下发新目的信息。
99.第二种情形：如果无人车剩余电量不能满足新目的地的需求，调度管理云平台提供其他优化目的地以便乘客进行选择，优化目的为形式路径上最近可到达的有空闲无人车的智能充电维修场，乘客可选择新目的地或取消目的地变更。
100.第三种情形：如果无人车剩余电量能够满足新目的地的需求，调度管理云平台完成目的地修改等操作，并为无人车下发新目的信息。
101.本发明实施例还提供一种园区共享无人车的调度系统，其包括任务发送单元、路线指令发送单元好维修厂指定单元，其中：
102.任务发送单元用于收到乘客叫车信息后，为乘客推荐候车地，并在乘客确认候车地后生成派车任务，向无人车发送任务指令，指示无人车到指定候车地点接乘客。
103.路线指令发送单元，其用于向无人车发送路线指令，指示无人车按照设定路线行驶。
104.维修厂指定单元，其用于当无人车将乘客送达指定目的地后，指示无人车前往指定的智能充电维修场。
105.其中，“前往平台指定的智能充电维修场”具体包括：
106.第一种情形，收到调度指令的无人车前往指定的智能充电维修场；其中，调度指令包括充电或等待指令，指定的智能充电维修场为由平台确定的有空闲车位中人工势场最小的智能充电维修场。优选地，平台确定的有空闲车位中人工势场最小的智能充电维修场的
方法为：利用下式(1)计算第i个智能充电维修场的人工势场。
107.本发明实施例还提供一种园区低速无人车管理云平台，用于实现实时的车辆的监控、管理和任务派发。对日常的任务流进行学习，根据节假日、周末和普通日等日期特性、不同时间点的时间特性、天气情况和智能充电维修场附近是否有活动等特性，生成日常任务量模型。在日常调度过程中，结合实时任务量、景区入园人数等信息，推算预期任务量，为车辆动态调度提供模型支撑。操作人员也可将临时性的园区活动信息输入调度管理云平台，为车辆动态调度提供数据支撑，以便更合理地提前将车辆安排到乘客上车集中的区域，实现人员快速疏导。
108.园区低速无人车管理云平台包括车辆管理模块、乘客管理模块、停车场管理模块、车辆任务管理模块、车辆运行监控模块和日常任务量模型，其中：
109.车辆管理模块用于管理和维护车辆相关信息，车辆相关信息包括车辆品牌、型号、车牌号、车辆运营里程数、车辆电池类型、电池容量等。
110.乘客管理模块用于管理和维护乘客相关信息，乘客相关信息包括乘客姓名、用户名、密码等。
111.停车场管理模块用于管理和维护停车场相关信息，停车场相关信息包括停车场名称、坐标、停车位数量、充电区车位数量、待发车区车位数量等。
112.车辆任务管理模块用于运行如上述各实施例所述的园区共享无人车的调度方法。
113.车辆运行监控模块用于显示车辆的运行状态，包括如实时位置、运行速度、当前电池电量、所在停车场和停车位等。
114.日常任务量模型用于对已经完成的任务进行统计。将每个任务归属于乘客上车地点最近的智能充电维修场。以乘客上车时间为统计时间，按照时间分段，如15分钟，统计每时间段的累计任务量，形成时间-任务量曲线。将节假日、周末和普通日等日期特性、天气情况和智能充电维修场附近是否有活动等特性，以及景区累计入园人数等信息作为输入条件，乘客上车人数为结果，生成日常任务量数据。
115.最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。