滁州市公共自行车租赁点分布的优化配置

张丹丹，胡贝贝，许 琼，信 猛

(滁州学院 数学与金融学院，安徽 滁州 239000)

随着城市机动车化水平的不断提高，导致城市交通拥堵的程度急剧增加，环境污染问题日益突现，严重制约着城市的发展。在城市拥堵日益严峻的形势下，公共自行车以其集约化、绿色环保和资源利用高效等优点逐渐成为缓解交通拥堵、环境污染和资源浪费等问题的共识方案，从全局贯彻了绿色环保、节约成本和避免城市道路资源浪费的思想。目前，政府大力倡导低碳经济交通，这也为公共自行车的发展提供了良好的政策环境。

滁州市位于安徽最东部，与南京毗邻，是南京都市圈核心圈层城市、长三角城市群成员，城市辖区内有京沪高铁滁州站，全椒、定远、明光等高铁站，拥有国家级滁州经济技术开发区、中（国）新（加坡）苏滁现代产业园，GDP排名在安徽省内前5名。然而，滁州市一些公共基础性服务项目跟不上城市的发展定位，例如，公共自行车的使用情况差强人意，特别是租赁点的布局与配置还未得到足够的重视。在租赁点布局与配置规划的过程中，没有遵循科学严谨的原则，其主观性和随意性较大，另一方面，公共自行车运营过程中出现了一些较为常见而且严峻的现象，如借车无车、还车无桩和车辆坏损等问题，这些问题往往归因于运营过程中公共自行车的调度不合理、修理不及时等，相关部门缺乏对问题出现的深层次原因分析以及相应的优化对策的探讨等[1]。

在国家级和省级大学生创新训练项目的支持下，以及基于全国大学生市场调查分析大赛，对滁州市公共自行车租赁现状进行分析，给出了其租赁点的优化选取模型，这为江淮地带以及其他城市自行车优化配置提供了理论依据。

1 滁州市公共自行车租赁现状分析

1.1 滁州市公共自行车的发展情况

2007年，智能化运营管理且真正具备一定实用价值的公共自行车系统开始进入中国，先在北京等大城市开展试点，逐步向其他省会城市拓展，部分中小城市进行尝试[2]。滁州市作为江淮地区重要的枢纽城市，在2014年实行了公共自行车租赁系统。根据走访杭州金通公共自行车科技有限公司滁州分公司了解到，滁州市首批共建设50个租赁点，投入1 300辆公共自行车。第2批共建设43个租赁点，投入1 000多辆公共自行车[3]。第3批公共自行车共建设44个租赁点，投入1 000多辆车。

1.2 使用情况的综合分析

采取问卷发放的形式对滁州市琅琊区、南谯区的市民进行调查，调查发放了400份问卷，收回有效问卷381份，问卷的有效率为95.25%[4]。

1.调查样本人口特征

此次调查样本中，男性占总体比例的48.56%，女性占总体比例的51.44%，年龄主要以18～30岁段龄为主，占58.01%，学历所占比例最多的是本科（含在读）学历，占35.43%，且职业较为多元化。

2.公共自行车租用情况

（1）公共自行车租赁情况

根据调查显示，公共自行车并不是市民出行的首选。出门首选小汽车，占28.63%；其次才是公共自行车，占21.43%。62.88%的市民使用公共自行车的频率控制在每周1～3次，且34.09%的市民使用时间不固定，其次是固定在周末使用。公共自行车租出时间主要固定在每天的10：00到14：00，说明市民在中午上下班或上下学的时候会选择公共自行车。

（2）公共自行车使用中存在的问题

现有的自行车租赁系统出现了租车难、还车难和租赁点分布不合理以及车辆投放不均衡的问题。所以租赁系统反映最多的问题是归还时车位已满导致无法归还，占62.31%；其次是租赁点分布不合理，占56.42%；最后是无法租到车，占50.68%。

（3）租赁点分布存在的问题

此次调查中，98.95%的被调查者认为应该在居民区附近设置租赁点，其次是公交站附近，占67.72%。84.85%的人们认为应该增设租赁点，70.60%的人们认为应该增加自行车的投放量。

2 公共自行车选址模型的构建与优化配置

2.1 公共自行车选址的影响因素

公共自行车租赁点的分布合不合理，影响着人们日后对公共自行车的使用频率和自行车系统的运营效率。因此在模型构建中，主要考虑的因素见表1。

表1 公共车自行车租赁点选址影响因素Tab.1 Influencing factors of location selection of public bicycle leasing point

2.2 基于层次分析法的租赁点选址模型建立

参考滁州市地图对琅琊区交通进行粗略分析，并查阅《滁州市2010年第六次全国人口普查数据》和《2012年琅琊区统计年鉴》，结合各个交通路段的交通情况、人流量、商业区分布、社区分布、高校分布和获得的人口数据选择人口相对集中的点，初步确定了以下路段：清流路、明光西路、天长路、琅琊路、凤凰西路、凤凰路、丰乐大道、会峰路、南谯路、同乐路、醉翁路等11个路段，并根据路的实际情况选点1～11个不等，共计45个。

1.构建递阶层次结构

图1 租赁点选址综合评价Fig.1 Comprehensive evaluation of the location of the leased point

2.构建判断矩阵

设要比较n个因子｛x1，x2，x3，…，xn｝某因素Z的影响大小，对任意2个因子xi和xj，以aij表示xi和xj对Z的影响大小之比，全部比较的结果用矩阵A＝（aij）n×n表示，称A为Z～X之间的判断矩阵[5]。

根据地理指标量化的结果，可以确定Zmn，即第n个地点的Ym的指标数据。m取值为1，2，3，4，5，分别代表家庭吸引量、商业吸引量、公共设施吸引量、非机动车道容纳度和机动车道拥堵指数。以琅琊路为例，n取值为1，2，3，4，5，代表五个备选租赁点，分别为滁州学院、滁州电大、莲心湖公园、建设大厦和大金新百，记为地点1～5，结果如下：

通过查阅相关资料和信息构造A层和B层的判断矩阵为：

构造出C1～C3对B1经济因素和C4～C5对B2交通因素的判断矩阵为：

而在构造C与D层元素的判断矩阵时，我们创新的运用查阅到的相关信息，确定D层元素之间的重要性之比。计算方法为：

因此可得出当m＝1时，琅琊路五个备选租赁点的判断矩阵：

其余4个指标m＝2～5的判断矩阵计算方法相同。

3.一致性检验

以琅琊路为例，应用层次分析法，求出每个指标的权重。根据琅琊路备选租赁点选址的影响因素指标列出比较阵：

利用MATLAB计算该矩阵的特征根和最大特征值，λmax＝5.350，对应的特征向量为：

得到C.I＝0.087 5，查表知R.I＝1.12，代入公式得C.R＝0.078 125＜0.1。即可以认为整个层次比较判断通过一致性检验。各指标的权重值即为特征向量的四个分量，可以求出权重：

4.层次单排序

B、C1、C2层次单排序权值如下：（0.75,0.25）T，（0.104 7,0.637 0,0.258 3）T，（0.333 3,0.666 7）TD层关于C1～C5单排序权值如下，其中第j列表示D层关于Cj的单排序权值：

进行一致性检验后，每个检验的C.R都小于0.1，因此，判断矩阵都是合理的。

5.层次总排序与一致性检验

根据D层总排序的结果，可选出琅琊路最佳的投放地点为总排序结果值的排名前两位为建设大厦、莲心湖花园。以此类推，其他10个路段也可以选出两个最佳投放地点。在挑选合适的地点时，依据层次分析法所得出的参考结果，结合实际情况，最终确定如下21个租赁自行车选址的地点。

表2 琅琊路公共自行车租赁点Tab.2 Langya Road public rental point

2.3 基于Ward法聚类分析的模型优化

利用得到的数据，选择4个指标处理后作为变量进行聚类分析[6,7]。这四个变量指标是：家庭吸引力量H，意愿租赁比例WR，周转次数TN，租用频率f（次、周）。其中家庭吸引力量H已经在地理指标量化的步骤中获得，其他三个指标也在之前的数据中获取得到。根据相关资料得到，滁州市的租车时间段为6：30至21：00，还车时间段为00：00至24：00，为24 h，则：

选址点聚类变量数据如表3。聚类分析结果见表4。

表3 备选租赁点的聚类变量Tab.3 The cluster variable of the alternative lease point

表4 聚类分析结果Tab.4 Cluster analysis result

2.4 分配方案

根据走访相关人士，了解到每期投放公共自行车的数量为1 000余辆，因此对上述站点投放分配为：第1类100辆，第2类800辆，第3类140辆。

3 结论与建议

通过对滁州市公共自行车实地调查（走访部门，发放问卷等），建立了滁州市自行车租赁点选取和投放数量的优化模型，这与其他城市已有的模型和结果比较，不同之处在于我们主要采用了层次分析和Ward法聚类分析研究滁州市公共自行车租赁点选取和投放数量，给出了不同街道租赁点选取位置以及每个租赁点的精确投放数量。

（1）建设公共自行车租赁智慧信息系统。相关部门应自行或委托专业机构建立一套公共自行车租赁信息查询系统。查询系统的兼容性要强，在市民普遍使用的导航地图上可以兼容，能够着重显示实时位置等信息。同时，查询系统要通俗易懂、方便简捷，便于市民使用。

（2）完善借还车功能。在完善公共自行车租赁智慧信息系统的基础上，采取网格化管理，统一调度。及时掌握各租赁点的车辆信息，若发现车已借空或停满的租赁点，有关工作人员应尽快赶到租赁点，及时调剂，方便市民借还车。

（3）约束市民文明行为。对于市民恶意损坏自行车，并且有充分证据的，有关部门可以给予一定处罚，例如，损坏赔偿、少额罚款等。对于多次损坏或者屡教不改者，应纳入黑名单，禁止使用半年或一年不等。

（4）公共自行车租赁点分布要合理。根据现有租赁点的运行情况，将公共自行车的租赁点进行科学规划。查漏补缺，增强自行车调动的灵活性，提高自行车的使用率。

（5）相关部门应加强对公共自行车的维修、保养力度。做到换季保养，定时检查、修理，对长时间没有借还车记录的停车桩进行检查，以便于及时检修。