共享单车的分配

王前进 理工大学理学院

1 问题重述

随着共享经济模式的到来与发展，共享单车在我国发展迅速，然而我国城市共享单车资源配置存在了一定的不合理性，基于我国共享单车行业现状，搜集相关数据，分析问题：建立合理的指标，分析不同时空共享单车资源的需求量。给出不同地区共享单车的分配方法，建立适当的数学模型。

2 问题分析

通过建立合理的指标，来得到不同时空下共享单车资源的需求量情况，首要的问题是建立本文合理的评价指标。对于不同时空，我们选取一线城市中的广州和二线城市中的青岛作为分析对象，通过对影响共享单车与乘客供求关系的广义因素进行分析。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。由交通指数、人口密集度、共享单车投放量、注册量这四个指标来给出不同地区的分配方法。

3 模型假设

城市中不出现大量的人口迁入与迁出；城市中共享单车的数量短期内不会发生化；城区面积不发生大规模扩展；城市道路发展程度不会发生大变化；其它交通工具发展水平不变；城市人均收入短期内不变；数据来源真实可靠；车辆硬件情况良好；不考虑使用的会员的心理需求和个人偏好；不考虑天气等自然因素变化对结果的影响。

4 模型的建立与求解

4.1 四个评价指标的模型建立

4.1.1 交通指数

交通指数，也称交通拥堵指数或交通运行指数，是综合反映道路网畅通或拥 堵的概念性指数值。交通指数取值范围为0～10，一般可分为五个级别，即“畅通”、“基本畅通”、“轻度拥堵”、“中度拥堵”、“严重拥堵”，数值和交通拥堵情况成正比。

根据数据显示，可知 2017上半年我国各大城市拥堵指数排名，其中，广州排第 8，青岛排第 10。经换算成交通指数之后广州市交通指数为8.8，青岛市交通指数为 7.8。

4.1.2 人口密集度

经获取数据可知2017上半年广州市人口密集度为1816人/kmz，青岛市人口密集度为854人/kmz。

4.1.3 共享单车投放量

由网络数据统计显示，广州市共享单车投放量共超过70万量，青岛市共享

单车投放量共超过10万量。

4.1.4 注册量

由网络数据显示可知广州市共享单车注册量超过 750 万人次，青岛市共享 单车投注册量超过150万人次。

4.1.5 共享单车需求量分析

用matlab编程用熵权法求出交通指数、人口密集度、共享单车投放量、 注册量的权重，然后建立共享单车资源的需求量模型：

分析指标 权重值交通指数 0.0480人口密集度 0.2318共享单车投放量 0.7187会员注册量 0.0015

得出共享单车资源的需求模型：其中：x—交通指数；y—人口密集度；z—共享单车投放量；e—会员注册量； P—共享单车需求量。 通过对比广州市和青岛市的交通指数、人口密集度、共享单车投放量、注册量可以得出广州市和青岛市交通指数都是属于中度拥堵的情况，广州市人口密度是青岛市人口密度的两倍。因此定性分析上，青岛市需求量更大。通过带入两个对象城市分析指标数据，得到广州市P=190.9146，青岛市P=369.9284。就目前从广州市和青岛市需求量评价值来看，定量分析上青岛市型的城市需求量更大。

4.2 基于价格理论不同地区共享单车分配方法

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。由交通指数、人口密集度、共享单车投放量、注册量这四个指标来给出不同地区的分配方法。

从定性上来看，对于广州市交通指数低于 8.8 的地区，应当适当减少共享 单车的投放量，但是对于那些交通指数较低，但注册人数较多城市应相对于交 通指数低，注册人数多的城市适当增加共享单车数量。对于青岛市，由于青岛 市人口密集度的原因，应该较广州市的共享单车数量相对较少，同样，对于交 通指数低7.8 的地区应适当减少共享单车的投放量。但对于注册量较多的城市应适当增加。

我们借鉴价格理论模型进行建模，价格需求理论是用于研究价格与需求人数的关系的方法，所以在这里我们将其应用于共享单车价格变化与找车人数的关系研究上，但是本题中并没有价格变动这一指标，不过，因为数量方案的不同最终影响的是数量金额的不同，所以我们这里用数量金额代替价格变动这一指标。

价格需求理论指出价格与需求成负指数关系，所以我们建立如下方程：

其中：P为数量金额之前找车人数，p为数量金额之后找车人数，r为受共享

单车价格影响找车的人数占总人数的比例。在这里受共享单车价格影响，找车 的人数考虑为使用手机软件找车的人数，而这部分人年龄分布大概在11.2- 31.2之间，我们通过查找青岛统计局的各年龄人口数据，估计出青岛地区r=26.7%。为了更好地体现数量前后找车人数变化情况，我们采用数量前后找车人数比

利用 Matlab 画出函数图象如图：

找车人数变化率与数量金额的关系

将数据进行 SPSS 拟合函数关系，并将参数进行分析得到参数估计值，最后将各个参数进行检验，得到置信区间，具体如下：

5 模型评价及推广

5.1 优点：

（1）首先考虑了影响共享单车的四个指标，并根据因素对需求量的重要程度，利用熵权法赋予各个因素权重，得到需求量的表达式。

（2）查阅资料得到各个影响因素的指标，用 Lingo 建立多目标规划 模型得到的定价方案精确、有效。

（3）本模型以 MATLAB 软件为工具，结合公共自行车问题特点，应用“初 始静态优化+实时动态优化”的方法对多个连续静态调度问题进行求解，最终实 现对动态需求调度模型的准确求解。

5.2 缺点：

（1）由于共享单车在社会山，还需考虑社会因素，本文模型是在十分理想的情况 之下分析。改进模型时考虑的因素过少，例如会员个人能力和交通等因素也会对 设计方案造成影响。

（2）本文的取值是经过多次试验得到的，取值过大易造成模型无可行解，取值过小则时间窗的约束力度不够。

[1]刘亚楠.共享单车发展研究分析[J].时代融,2017,(08)：251+254.

[2]周坤维.共享经济时代的企业商业模式分析——以 ofo 共享单车为例[J].经营管理者,2017,(03)：96

[3]李敏莲.共享单车市场调研与分析[J].财经界(学术版)，2017，版 ),2017,(05)：121- 123.