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KaRRi : Une solution intelligente pour le covoiturage

KaRRi améliore le covoiturage en optimisant la planification des prises en charge et des dépôts.

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Les services de covoiturage comme Uber et Lyft deviennent de plus en plus populaires. Ils permettent aux gens de partager des trajets en voiture, ce qui peut être moins cher et meilleur pour l'environnement que de conduire seul. Cependant, ces services rencontrent des défis pour gérer plusieurs passagers qui doivent être pris en charge et déposés à différents endroits.

Cet article parle d'une nouvelle approche appelée KaRRi qui aide les services de covoiturage à planifier les véhicules partagés de manière plus efficace. En utilisant des algorithmes avancés, KaRRi peut traiter plusieurs demandes à la fois et trouver les meilleurs endroits de prise en charge et de dépôt pour les passagers.

Le problème avec les services de covoiturage actuels

Beaucoup de systèmes de covoiturage reposent sur des trajets individuels, où un passager réserve une voiture juste pour lui. Cela peut entraîner une utilisation inefficace des véhicules, ce qui signifie plus de voitures sur la route et plus de pollution. Beaucoup de gens cherchent des alternatives qui combinent la commodité du covoiturage avec de meilleurs résultats environnementaux.

Les systèmes actuels ont souvent du mal à ajouter de nouveaux passagers aux trajets partagés sans provoquer de retards. La prise en charge ou le dépôt d'un passager peut ralentir le trajet pour tout le monde. Trouver de meilleures façons d'intégrer le covoiturage dans les systèmes de transport locaux est essentiel pour améliorer l'efficacité et réduire les coûts.

Présentation de KaRRi

KaRRi est un algorithme avancé conçu pour améliorer le covoiturage en tenant compte de nombreux emplacements de prise en charge et de dépôt possibles. L'objectif est d'associer les passagers à des trajets qui minimisent leurs temps d'attente et de trajet tout en maximisant l'utilisation des véhicules. L'approche est particulièrement utile lorsqu'il s'agit de gérer un grand nombre de demandes qui nécessitent des décisions rapides.

Comment fonctionne KaRRi

KaRRi commence par examiner la configuration du Réseau routier et les emplacements de tous les passagers demandant des trajets. Il trouve ensuite rapidement des emplacements de prise en charge et de dépôt potentiels qui minimisent les délais. En considérant diverses options de déplacement, comme marcher ou faire du vélo, KaRRi peut suggérer les itinéraires les plus efficaces.

L'algorithme fonctionne en recherchant les itinéraires optimaux pour les véhicules lorsqu'ils reçoivent des demandes de trajet. Il s'ajuste constamment aux nouvelles demandes, s'assurant que tous les passagers soient pris en charge et déposés de la manière la plus efficace possible.

Avantages de l'utilisation de KaRRi

KaRRi offre plusieurs avantages qui peuvent améliorer l'expérience de covoiturage :

  1. Rapidité : L'algorithme peut traiter les demandes et calculer des itinéraires optimaux beaucoup plus vite que les méthodes précédentes. Cela réduit le temps d'attente global pour les passagers.

  2. Réduction des coûts : En maximisant l'utilisation de chaque véhicule et en réduisant les délais, KaRRi peut aider à diminuer les coûts opérationnels pour les entreprises de covoiturage.

  3. Amélioration de l'expérience passager : Les passagers peuvent profiter de temps d'attente et de trajet plus courts, rendant les trajets partagés plus attrayants.

  4. Bénéfices environnementaux : En augmentant la capacité des véhicules et en réduisant les trajets inutiles, KaRRi peut diminuer l'impact écologique des services de covoiturage.

Comprendre la logistique du covoiturage

La logistique du covoiturage implique divers composants :

  • Lieux de prise en charge : Les endroits où les passagers sont récupérés. L'algorithme cherche à trouver des emplacements pratiques qui minimisent la distance de trajet pour le véhicule.

  • Lieux de dépôt : Les destinations où les passagers sont déposés. Tout comme pour les lieux de prise en charge, l'algorithme doit optimiser ces emplacements.

  • Capacité des véhicules : Chaque véhicule a un nombre limité de sièges. L'algorithme doit tenir compte de cette limitation en attribuant des passagers aux véhicules.

  • Options de déplacement : Dans certains cas, les passagers peuvent devoir marcher pour se rendre à leurs prises en charge ou dépôts. KaRRi intègre ces options dans ses calculs.

Le rôle des réseaux routiers

KaRRi s'appuie énormément sur la structure du réseau routier pour prendre des décisions de routage efficaces. Le réseau routier est modélisé comme un graphe, où les intersections sont des nœuds et les segments de route sont des arêtes. En analysant ce graphe, KaRRi peut déterminer les itinéraires les plus rapides pour les véhicules.

Une caractéristique clé de KaRRi est sa capacité à séparer les réseaux routiers en parties accessibles pour les véhicules et les piétons. Cela aide à trouver les lieux de prise en charge et de dépôt les plus pratiques tout en s'assurant que les passagers n'ont pas à marcher trop loin.

Algorithmes derrière KaRRi

KaRRi utilise plusieurs algorithmes pour traiter les demandes et optimiser les itinéraires :

  1. L'algorithme de Dijkstra : Cet algorithme classique trouve le chemin le plus court entre deux points sur un graphe. KaRRi l'utilise pour évaluer les combinaisons potentielles de prise en charge et de dépôt.

  2. Hiérarchies de contraction : Cette méthode consiste à simplifier le réseau routier pour accélérer les calculs de recherche de chemins. En prétraitant le réseau, KaRRi peut accélérer ses décisions de routage.

  3. Hiérarchie de contraction de seau (BCH) : Une version spécifique de la méthode ci-dessus, BCH permet des calculs efficaces des chemins les plus courts de plusieurs sources à plusieurs cibles.

  4. Recherches groupées : KaRRi utilise cette technique pour regrouper des demandes similaires, améliorant encore la vitesse de traitement en minimisant les calculs redondants.

Évaluation expérimentale de KaRRi

Pour tester l'efficacité de KaRRi, des chercheurs ont mené des expériences en utilisant des ensembles de données réalistes. Ils ont comparé les performances de KaRRi avec un algorithme existant appelé LOUD, qui gère également les demandes de covoiturage.

Résultats

Les résultats ont montré que KaRRi surpasse largement LOUD dans plusieurs domaines :

  • Temps de traitement : KaRRi a complété les demandes beaucoup plus rapidement que LOUD, notamment lorsqu'il s'agit de gérer plusieurs lieux de prise en charge et de dépôt.

  • Coûts d'exploitation : L'utilisation de KaRRi pourrait potentiellement faire économiser aux entreprises de covoiturage des sommes considérables en frais opérationnels grâce à un routage plus efficace.

  • Temps des passagers : Les passagers ont connu des temps d'attente et de trajet plus courts, rendant le covoiturage une option plus attrayante.

Conclusion

KaRRi représente une avancée dans la technologie du covoiturage, abordant des problèmes anciens dans la planification des véhicules et la gestion des passagers. En acheminant efficacement des véhicules partagés et en tenant compte de divers points de prise en charge et de dépôt, KaRRi améliore l'expérience de covoiturage tant pour les passagers que pour les entreprises.

Les améliorations en termes de rapidité, d'efficacité des coûts et d'impact environnemental réduit soulignent le potentiel de KaRRi à transformer les services de covoiturage. Les travaux futurs se concentreront sur l'intégration de KaRRi avec les transports publics et sur l'exploration d'optimisations supplémentaires pour les options de trajet partagé.

Travaux futurs

Il existe plusieurs domaines potentiels de recherche et d'application de KaRRi :

  1. Intégration avec les transports publics : Combiner le covoiturage avec les options de transport public peut créer un réseau de transport plus complet.

  2. Ajustements de trafic en temps réel : Implémenter des données de trafic en temps réel dans les calculs de KaRRi peut affiner encore plus les décisions de routage.

  3. Planification adaptable : Explorer une planification flexible qui permet de réserver à l'avance ou d'ajuster les trajets à la volée peut améliorer le service global.

  4. Techniques d'optimisation supplémentaires : Les chercheurs chercheront d'autres moyens d'améliorer la rapidité et l'efficacité des algorithmes actuels, en explorant potentiellement des applications d'apprentissage automatique.

En améliorant les capacités des algorithmes de covoiturage comme KaRRi, nous pouvons travailler vers un avenir où le transport partagé est plus efficace, abordable et écologique.

Source originale

Titre: Fast Many-to-Many Routing for Ridesharing with Multiple Pickup and Dropoff Locations

Résumé: We introduce KaRRi, an improved algorithm for scheduling a fleet of shared vehicles as it is used by services like UberXShare and Lyft Shared. We speed up the basic online algorithm that looks for all possible insertions of a new customer into a set of existing routes, we generalize the objective function, and efficiently support a large number of possible pick-up and drop-off locations. This lays an algorithmic foundation for ridesharing systems with higher vehicle occupancy -- enabling greatly reduced cost and ecological impact at comparable service quality. We find that our algorithm computes assignments between vehicles and riders several times faster than a previous state-of-the-art approach. Further, we observe that allowing meeting points for vehicles and riders can reduce the operating cost of vehicle fleets by up to $15\%$ while also reducing passenger wait and trip times.

Auteurs: Moritz Laupichler, Peter Sanders

Dernière mise à jour: 2023-05-09 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2305.05417

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.05417

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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