00899共享单车的分配与调度

共享单车的分配与调度

摘要

共享经济给人们的工作和生活带来了极大的便利，共享单车在我国发展迅速，但在许多城市中共享单车的资源配置存在一定的不合理性。本文对共享单车行业现状，搜集相关数据，给出了一下建议。

针对问题一，我们根据人口、市区面积和通勤市场三种计算单车需求量的模型。建立于人口数量的计算模型中，考虑了人口年龄、性别和受教育程度等不同人群对单车的不同需求，合理地计算出基于人口的共享单车需求量。在依据城市市区面积的计算模型中，建立同心圆环的计算模型，依据距离市中心的距离，给予不同圆环区域乘以一定比例系数，进而更合理的估算共享单车需求量。

针对问题二，根据统计学用柱状图或者折线图来统计一下每天、每周、每月、每年的用车情况；然后，用箱形图来统计一下一天中、一周中、一个月甚至一年中某个时间段的用车情况；再用方差和标准差求一下每天、每周、每月、每年的数据离散程度。最后，可以求一下平均值，根据上面这些数据去决定投放量针对问题三，我们从计算两点的最短路径入手，将最短路径计算出后考虑将早中晚三个时间段内的高峰期取平均值后再最初计算。我们建立反比例函数关系式; ,再根据归一化条件求得概率系数K,算出每个点以需求量。

针对问题四，缓解共享单车与城市管理的一些矛盾，是值得思考的。这种乘着互联网快车产生的新模式、新业态，亟需更加开放、包容的治理思维。一方面要确保企业的正当利益，推动产业持续健康发展，另一方面需要持续在城市治理上攻坚突破，进一步提高城市发展质量。只有做到上述两方面，才能实现共享单车与城市管理的共赢。

本文针对当今城市普遍存在的共享单车布置问题，通过市场饱和度测算得出不同时空共享单车的需求量，用统计学原理结合实际数据决定不同地区的投放量，然后通过ArcGIS系统，确定分布趋势和停靠密度得出调度方案，给出了量化分析后的相关政策性建议，在实际的运用中具有一定的价值。

关键词：共享单车、市场饱和度测算、统计学、反比例函数

1.问题重述

一、引言

1.背景知识

2016年下半年以来，国内共享单车一路高歌猛进，小黄车、小橙车等各

类共享单车如雨后春笋般出现在各大城市的街头巷尾。共享单车响应了时下绿色出行、慢生活的号召，以时髦的外观和无固定停车点迅速吸引了用户的眼球，丰富了市民的出行方式，给最后一公里出行问题带来便利。与此同时，共享单车数量的迅速扩张、车辆的无序停放给城市管理带来了挑战和难题。

2.问题产生

（一）共享单车游离在城市管理办法之外。

（二）车辆乱停乱放，影响市容环境。

（三）存在交通安全隐患。

3.研究意义

对共享单车行业现状多角度的分析，并给出了利用理化指标评价企业竞争力的方法，为企业了解、提高市场竞争力提供了现实依据，在实际应用中有较大的参考价值。

二．要解决的具体问题

（1）建立合理的指标，分析不同时空共享单车资源的需求量。

（2）给出不同地区共享单车的分配方法，使得共享单车的数量能够趋于合理性。（3）依据以上问题的研究成果，尝试建立适当的数学模型，设计出共享单车的调度方案。

（4）如果你是某家共享单车公司的主要负责人，请你设计出一套合理的经营方案，并论证其合理性。

2、模型假设

1.忽略天气、节假日等原因使得地区的自行车需求量与共享单车供应量发

生重大改变的情况。

2.假设 20 岁以下和 60 岁以上的人群暂时没有单车需求。

3.假设每座地铁站的单车需求量是相同的。

4.忽略除“硬件”、“软件”、“布局”之外其他因素对共享单车核心竞

争力评价的影响。

5.假设出行者均以出行成本最小的原则来选择出行方式。

3.模型符号说明

P共享单车需求量P i不同类别人口数量∗单车市场渗透率i i不同城市区域面积

ρ单车投放密度Υ比例系数

D地铁站数量G公交车站数量

λ修正比例��地铁站每站单车需求量

��据通勤市场计算的单车量

��

公交站每站单车需求量

�模糊评价指标�模糊评价因素集

�模糊评价评语集�评判向量

�综合竞争力指标b i不同评价类别综合指数

x(0) i 用户量原始序列x(1)

i

用户量预测数据

t单车骑行时间Z单车骑行费用

f出行频率S骑行距离

V骑行速度n用户好友数量

4.模型建立与求解

4.1问题一的模型建立与求解

4.1.1共享单车的市场分析

共享单车的出现极大的方便了人们的出行，有效地解决了最后 1 公里的问题。

2017 年 4 月 12 日《2017 年共享单车与城市发展白皮书》发布（以下简称《白皮书》）1，这是全国首部全面展现共享单车通过交通创新模式，促进城市健康发展的研究报告。研究发现，创新型的智能共享单车在进入城市不到一年的时间里，成为小汽车、公交、地铁外的第四大出行方式，小汽车的出行次数减少了55%，黑摩的的出行次数减少了53%，实现了“自行车王国”的人性化复兴。智能共享单车代表着和谐的生活方式，代表着“互

联网+”与实体经济的完美结合，不仅 带回了自行车川流不息的生活气息，还促进市民积极参与城市共建，推动了城市 文明、低碳、智慧、健康的发展。

共享单车在方便人们出行的同时，也因不合理停放也给城市公共空间的管理 带来了极大的困难，大量的单车不仅挤满了街道两旁的人行横道，甚至占据了机 动车道，严重影响了社会公共秩序。因此，合理的分析共享单车的市场需求和城 市承载量的关系，对于城市的管理和运营公司有效投放单车都具有重要意义。

由于各个城市的经济发展、人口、建成区面积以及地形等因素的影响，共享 单车的发展也不均衡，在此，我们仅选择上海市为例进行分析。市场需求受影响 因素较多，因此采用多角度综合分析，从单车数量与城市人口、建成区面积以及 公共交通三方面计算单车需求量。

图4-1单车需求量分析视角

4.1.2基于人口数量的计算模型

建立最简单的计算模型如下：

M p =P ×L (4-1)

如果以 2.5%的渗透率来计算，上海市的单车需求量为60万辆，但是这样选 择的渗透率不一定合理，不同年龄段人的需求也不一样。为此，我们考虑人口年 龄以及受教育程度，建立计算模型为：

M p =(P m ×L m +P w ×L W )×0.5+(P Z ×L Z +P g ×L g )×0.5 (4-2）

其中，M p 是单车数量，P m 是20~25岁男性人口的数量，L m 是20~59岁男性人口对共享单车的需求比例，P 是20~59岁女性人口的数量，L 是20~59岁性人口对共享单车的需求比例，P z 是20~59岁受教育程度为大学专科及以上的人口数量，L z 是20~59岁受教育程度为大学专科及以上的人口对共享单车的需求比例，P g 是20~59岁受教育程度为高中及以下的人口数量，L g 是20~59岁受教育程度为高中及以下的人口对共享单车的需求比例。

男性 女性

人口数量

通勤市场

城区面积 单车需求量