公共自行车租赁点选址优化方法研究

赵苑凯

摘要：公共自行车是在校园、地铁站、公交站、住宅区、商业区、公共服务区等提供自行车租赁的服务，是分时租赁模式。通过在城市中广泛分布的多个租车站，旅行者可以轻松地租车和还车，这大大提高了短途旅行的便利性，振兴了传统行业。与目前通过移动互联网兴起的“自行车共享”相比，有桩公共自行车的优势在于必须返回租赁场地，这有利于自行车的统一管理。同时，可以避免长期占用道路、停车和交通中断的现象。因此，许多城市仍在建设便捷有效的公共自行车租赁系统。

为了科学合理地管理公共自行车，尽可能克服传统城市公共自行车运营中的诸多局限性，迫切需要开发和设计一套适应消费者体验的公共自行车租赁系统。本文综合分析了目前公共自行车租赁系统的几种常见实施方案，比较了系统总体架构、软硬件设计，总结了站点再平衡问题及其解决方案，为公共自行车租赁系统的进一步完善提供了相关参考。

关键词：公共自行车;租赁点选址;优化方法;研究

导言：近年来，机动车造成的城市交通拥堵和环境污染越来越严重。公共自行车因其环保、方便的特点逐渐受到人们的关注。中国越来越多的城市开始建立公共自行车系统。公共自行车不仅解决了短途出行问题，也是解决城市公共交通“最后一公里”衔接尴尬的重要环节。对于缓解交通拥堵、减少车辆污染物排放造成的环境污染也具有重要意义。因此，发展公共自行车将极大地促进我国城市健康、有序、科学的发展。

1 公共自行车租赁点布局常用方法概述

目前，公共自行车租赁点布局常用的方法主要有连续选址模型、基于出行源点的选址模型、基于可达性的公共自行车选址模型、覆盖选址模型、多层次选址模型等。

1.1 韦伯于1929年提出了连续选址模型。主要解决单个设施的选址问题。其目标是使所有需求点到备选点的距离最小化，从而确定位置。

1.2 基于出行源点的选址模型是一个线性规划模型。以居民出行成本和建设投资成本最低为目标函数，根据公共自行车设置的基本原则，建立约束条件的求解模型。

1.3 基于可达性的公共自行车选址模型的优化目标是，从规划区的需求点到建设方案的设施点的可达性最高。无障碍性可以更具体地体现在三个方面：流动性、无障碍性和无障碍性。

1.4有两种类型的覆盖位置模型。一种是最大覆盖模型，该模型在已知台站数量和辐射范围的情况下计算位置的具体位置。另一种是集体覆盖模式，该模式应尽可能满足需求点，并通过部署尽可能少的站点来节省成本。

2租赁点配车数优化

公共自行车系统是一个动态反馈系统。租车点相互作用。更改一个租赁点的参数将影响其他租赁点的操作。因此，在公共自行车系统仿真模型中，从系统的整体角度，分析出租点的评价指标，并结合灵敏度分析和迭代优化每个出租点的配车数量，具体步骤如下：

2.1 保持其他对象的参数不变，并将租赁点分配的车辆数量设置为1。

2.2 在anylogic软件中运行仿真模型，当模型运行稳定时，统计租赁点的自行车利用率、服务程度、锁桩利用率等评价指标。

2.3 将租车点分配的汽车数量增加1辆。

2.4 重复步骤2和3，直到分配的汽车数量增加到租赁点的容量。

2.5 分析租赁点的评估指标，并使用anylogic软件中分析库的图表组件绘制指标的变化趋势图。

2.6根据指标变化趋势图，以服务度0.85为分界线，去掉分界线以下的配车数量，找出分界线以上的配车数量，并选择平均租车服务度和平均还车服务度较大的情况下的配车数量作为现阶段租车点配车数量；如果没有匹配的车辆数量，则应选择自行车利用率高、锁桩利用率低的情况下相应的车辆数量作为本阶段租赁点的配车数量。

2.7根据步骤6中的分析结果，重复步骤1至6以计算在另一个租车点分配的汽车数量。

2.8 根据步骤7中的分析结果，获得在所有租赁点分配的车辆数量。为了减少分析误差，采用迭代法，重复步骤1至7进行新一轮计算。

在优化租车点的过程中，我们应该找出服务度大于0.85时租车点分配的汽车数量，并使用敏感性分析方法获得租车点分配的最佳汽车数量。以1004号租车点为例，根据系统仿真模型，分析租车点不同配车数量对应的评价指标。以服务度0.85为分界线，分界线以上服务度对应的配车号分别为22、23、24。比较上述三个配车号对应的租车点的平均租车服务度和平均还车服务度。如果某个配车号的两个评价指标高于其他两个配车号，则选择分配给前者的车辆数量作为分配给租赁点的最佳车辆数量；如果某个数量的汽车对应的两个指标是高还是低，则比较两种情况下租赁点的自行车利用率和锁桩利用率，选择租赁点自行车利用率较大、锁桩利用率较小的汽车数量作为租赁点的最佳配车数量。通过对租车点评价指标趋势图的分析，发现当租车点配车数量为22辆时，租车和还车的服务程度在分界线以上一高一低。与其他两个配车号对应的评价指标相比，出租点自行车利用率较大，锁桩利用率较小。因此，在1004租赁点分配的最佳汽车数量为22辆。

3站点重新平衡的解决方案

车站再平衡问题是当前公共自行车租赁体系中需要解决的主要问题。如果用户从一个站点骑自行车，并在使用后将其返回到另一个站点。在这种情况下，用户通常会遇到两种类型的不满：

3.1 用户到达车站想要租一辆车，但没有自行车可租；

3.2 用户到达车站归还自行车，但没有免费停车位。车站车辆再平衡的目的是尽量避免这两种不满意的情况。站点再平衡问题一直是许多学者关注的问题。例如，公共自行车换乘问题该问题的主要思想是解决不同车辆桩之间公共自行车数量的不平衡问题；首先确定每个公共自行车站的服务水平要求，然后设计车辆分配的最佳路线，最后最小化公共自行车交通的库存; 车辆路径下公共自行车动态重置的优化方法，从而解决了公共自行车需求不平衡的问题；与此不同的是，选择通过在系统中建立租车点之间最短路径的求解方法，并为公共自行车分配多个停车场来解决问题；通过分析当前公共自行车的使用特点和存在的问题，将需求预测模型与调度模型相结合，解决了无车借用、无多余停车位归还的问题。

结束语

本文考察了公共自行车租赁点的选址，并建立了公共自行车租赁区选址的模型。从公共自行车租赁设施建设成本和公共交通成本的整体角度，开发并实施了公共自行车租赁设施的多用途本地模型，并通过试用软件实施。可为当地社区提供选址参考和自行车租赁方案。

当然，本文所读的公共自行车租赁地点的选择仍然存在不足，在城市自行车系统中还有许多其他问题需要考虑。未来，可在以下三个方面进行以下改进研究：

(1)在多用途变量的情况下，本文选择改进的目的是减少租赁区域的旅行和运输成本和建设成本。事实上，居民在选择交通工具时，不仅要考虑交通成本，还要考虑时间成本和服务水平。如果模型中可以考虑这些目标，它将在建立公共城市自行车系统方面发挥重要作用。

（2）由于允许公共自行车出租和搬迁，因此经常出现自行车租赁不一致的问题。因此，公共自行车路线规划也很重要，因为一个好的规划方案可以提高自行车和停车场的收益率，了解公共资源的有效配置。

（3）作为一种交通工具，考虑借用和还款的公共自行车是非常重要的。由于对公共自行车归还和归还需求的估算是租赁场地改造的基础，可以作为未来研究的指导。

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