基于鲁棒规划模型的共享单车优化停放问题研究

罗凤洁 蒋蕊莲 舒孝珍

摘要：随着共享单车在各大城市的普及，共享单车在一定程度上解決了人们“最后一公里”出行难的问题，其便捷性与灵活性深受人们的喜爱，但同时也因共享单车的投放不合理与管理带来了资源浪费、违法占道、乱停乱放等一系列问题。本文主要以鲁棒优化理论为理论基础，建立基于出行需求不确定的鲁棒选址问题，在使得企业与个人成本和最小的情况下，找到最优停放点，优化共享单车停放问题。

Abstract： With the popularity of shared bicycles in major cities， shared bicycles solved the problem of people's "last mile" travel to a certain extent. Its convenience and flexibility are deeply loved by people， but it also brings some troubles such as waste of resources， illegal occupation of the road， and chaos. Based on the theory of robust optimization theory， this paper establishes a robust location problem based on travel demand uncertainty， so that， in the case of minimizing business and personal costs， it can find the optimal parking spot for shared bicycles and optimize the shared bicycle parking problem.

关键词：共享单车;鲁棒规划;选址;优化问题

Key words： shared bicycle;robust planning;location;optimization problem

中图分类号：O29                                           文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）14-0034-04

1  背景分析

共享单车作为目前共享经济和移动互联网技术的产物，因其便捷性与灵活性而受到广大民众的喜爱和广泛使用。然而，随着各地共享单车使用量的增大，一系列问题也应运而生，如共享单车违法占道、无序投放、乱停乱放等。这一系列问题不仅严重影响了城市容貌，而且为市民取停共享单车、企业和政府管理共享单车造成了极大的阻碍。因此，合理规划共享单车停放点，优化共享单车停放问题，改善共享单车给城市造成的影响已成为一个十分重要的问题。在一定的约束下建立优化模型，根据民众出行特点为共享单车找到一个最优停放点，既能有效地让群众更快更方便地取停单车，又能让车辆得到有序地停放从而方便企业与政府对车辆的集中管理，极大程度地减少企业的损失与成本投入，并有效地缓解政府管理公共车辆的压力，在提倡人们低碳出行的同时美化市容市貌，促进共享单车在城市中的不断发展。

2  共享单车停放点的选取

2.1 共享单车停放点考虑因素

2.1.1 地理因素

①人们取停共享单车的便捷性、政府企业对共享单车停放点的管理都受地理条件好坏的直接影响。因此应选取地势比较平坦，地形宽阔的地方作为共享单车的停放点。

②共享单车停放点周围应存在大型商场、大型广场、学校和公园等设施，为人们出行提供便利并提高共享单车的使用率。

2.1.2 人口因素

人流量越大的地方，对共享单车的需求量也更大，因此共享单车停放点应设置在人流量密集的地方，以方便人们的使用，提高停放点的利用率。

2.1.3 交通因素

共享单车的使用率会受共享单车停放点周围的交通情况的影响，因此共享单车的停放不能妨碍交通。

2.1.4 经济因素

①共享单车的停放应该不能妨碍周围经济的发展。

②共享单车停放点的选取应方便政府和企业对共享单车的集中管理，极大程度地减少企业的损失与成本投入。

2.2 研究区域需求点选取

根据2.1对各因素的考虑分析，本研究选取了成都市温江区以珠江广场为中心，方圆0.7公里的区域作为主要研究区域。

该研究区域为成都市温江区的繁华街区，该区域文化娱乐场所、商业设备、医疗措施、办公区域分布密集，人流密度大，因此，共享单车使用率高，该区域具有较好的研究价值。接下来我们对所选取的研究区域的主要设施作分析。

2.2.1 商业设施

经过到珠江广场实地勘察，珠江广场一共有9处商业设施，主要包括商场、超市、电影院、医院、银行等，如表1所示。

2.2.2 文化娱乐场所

经实地调查，该研究区域中一共有5处文化娱乐场所，主要包括光华公园、碧落湖、光华社区书屋等，如表2所示。

2.2.3 医疗设施

经实地调查，该研究區域一共有2处医疗设施，如表3所示。

2.2.4 办公区域

经实地调查，该研究区域一共有2处办公区域，如表4所示。

基于以上的对研究区域主要设施的分析，选取了23个出行需求点，这些需求点的分布情况如图1所示。

2.3 共享单车停放点选取

经对研究区域的实地考察，在不妨碍周围交通的情况下，为方便人们对共享单车的使用和提高共享单车的使用率，选取了34个备选停放点，如图2所示。

3  共享单车选址规划模型研究

3.1 模型假设与参数设置

假设有P个共享单车备选停放点和N个共享单车出行需求点，每个备选停放点可对应多个出行需求点，但是一个出行需求点只能对应一个备选停放点。本研究模型的主要目的是通过确定共享单车停放点的位置、停放点的共享单车投放量和研究区域的需求点，使得共享单车停放点的建造成本、停放点共享单车的固定成本和人们出行的成本和最小。接下来对模型进行假设：

①人们的出行需求和停车需求具有不确定性，且该不确定性以出行需求量的波动区间来表示。

②任何一个出行需求可对应一个或多个停放点。

现对模型中所出现的符号进行以下说明解释：

5  结语

共享单车优化停放问题对人们取停共享单车、政府企业管理共享单车有重大意义。本文以成都市温江区珠江广场以研究中心，根据人们用车需求和停车需求的不确定性，建立了基于出行需求不确定的鲁棒选址问题的数学模型，确定了共享单车的最优停放点，对于共享单车的停放问题具有指导意义。

参考文献：

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