对于一个日益受到气候变化干扰的世界来说，共享自行车是一种极具吸引力的零碳交通选择。但自行车需要不时在自行车港口进行修复。计算恢复自行车的最佳方法既耗时又昂贵。最近，东京理工大学的研究人员在他们以前的优化算法的基础上提出了两种策略，以减少计算成本，同时保持算法的性能。
自行车共享系统（BSS）是一种交通解决方案，用户可以从停车场或“港口”租用自行车，然后将自行车返回同一港口或不同港口。BSS在世界各地越来越受欢迎，因为它们环保、减少交通拥堵，并为用户提供额外的健康益处。但最终，BSS中的端口会变满或变空。这意味着用户不再能够租用自行车（当自行车为空时）或归还自行车（当自行车为满时）。为了解决这个问题，需要在BSS中的端口之间重新平衡自行车，以便用户始终能够使用它们。这种再平衡也必须以有利于BSS公司的方式进行，以便他们能够降低劳动力成本，以及再平衡车辆的碳排放。
有几种现有的BSS再平衡方法，但是，大多数解决方案算法的计算成本很高，在存在大量端口的情况下，需要花费大量时间才能找到“精确”的解决方案。即使是找到一个近似的解决方案，计算也很昂贵。此前，由东京理工大学Tohru Ikeguchi教授领导的一个研究团队提出了一个“软约束多车-自行车共享系统路径问题”（mBSSRP-S），该问题可以为多辆自行车重新平衡车辆找到最短的出行时间，同时警告称，最优解决方案有时会违反问题的现实限制。现在，在MDPI的《应用科学》杂志最近发表的一项研究中，该团队提出了两种策略，以寻找mBSSRP-s的近似解决方案，从而在不影响性能的情况下降低计算成本。该研究团队还包括东京理工大学的博士生Honami Tsushima女士和日本理工大学的Takafumi Matsuura教授。
描述他们的研究，池口宗一教授说“早些时候，我们提出了mBSSRP-S，与我们原来的mBSSRP相比，它提供了更好的性能，不允许违反约束。但mBSSRP-S还增加了问题的总体计算成本，因为它必须计算mBSSRP的可行和不可行解。因此，我们现在提出了两个连续的搜索策略来添加请解决此问题。“”
与最初使用mBSSRP-S提出的搜索策略相比，所提出的搜索策略在更短的时间内寻找可行解。第一种策略侧重于在找到可行解之前减少“相邻”解（数值上接近优化问题解的解）的数量。该策略采用了两种著名的算法，称为“或opt”和“交叉交换”，以减少计算解决方案所需的总时间。这里的可行解指的是满足mBSSRP约束的值。
第二种策略根据mBSSRP问题或mBSSRP-S问题的可行解来改变要解决的问题，然后通过或opt或交叉交换在短时间内搜索良好的近似最优解。
研究团队随后进行了数值实验，以评估其算法的计算成本和性能。“通过应用这两种策略，我们成功地减少了计算时间，同时保持了性能，”教授透露。聽池口幸男。“我们还发现，一旦计算出可行的解决方案，我们可以通过解决硬约束问题mBSSRP而不是mBSSRP-S，快速找到重新平衡车辆的短行程时间。”
预计BSS的普及率只会在未来增长。这里提出的新解决方案搜索策略将大大有助于实现方便、舒适的BSS，从而造福于用户、公司和环境。