拉萨市共享电单车宏观投放规模及管理研究

牛睿琪　韩世行　代销　徐昕扬　洪彬

摘 要：本文探讨拉萨市共享电单车宏观投放规模，制约条件为有限的城市公路网承载力，结合共享电单车出行状态下周转率与分担比例，构建时空消耗模型，计算拉萨市共享电单车宏观投放规模。

关键词：共享电单车 投放规模 时空消耗模型 路网承载力

Research on macro launch scale and management of shared motorcycles in Lhasa

Niu Ruiqi，Han Shihng，Dai Xiao，Xu Xinyang，Hong Bin

Abstract：This paper discusses the macro launch scale of shared motorcycles in Lhasa. The restrictive condition is the limited carrying capacity of urban highway network. Combined with the next week's rotation rate and sharing proportion of shared motorcycles， this paper constructs a space-time consumption model to calculate the macro launch scale of shared motorcycles in Lhasa.

Key words：shared motorcycles， launch scale， space-time consumption model， road network carrying capacity

1 引言

随着我国经济的快速增长，我国各省市、自治区出现了非机动车道路拥堵、交通事故发生频繁、生态环境受到严重破坏等问 题。针对上述问题，拉萨市共享经济企业近年来不断推行单车出行优惠政策，鼓励民众使用共享电单车进行短距离出行。

拉萨市地处高原地区，不适合自行车等较长时间需体力支撑的交通工具，导致拉萨市市民与旅客在较短路程时大部分選择电动车出行，但由于非机动车道空间资源的限制，拉萨市区内可承载共享电单车车辆数有限，而过量的共享电单车车辆数会造成公共空间的浪费、共享经济企业成本的浪费等，因此文以拉萨市共享电单车为研究对象，计算拉萨市共享电单车的宏观投放规模。此研究可对政府制定有关共享电单车相关政策与共享经济相关企业长久发展提供依据以供参考。

2 选择与分析

2.1 国内外研究现状

目前国内外主要以微观调度路径优化、商业模式、交通事故特征等方面研究为主。针对共享单车宏观投放规模上限预测，文蝶斐等建立了映射共享单车在不同时空需求的指标体系，并利用熵方法等方法构建了调度和自行车分配的非线性规划模型，基于该模型，提出了共享单车分配调度方案。吕晓萌等提出利用熵权法可以构建共享单车调度分发的非线性规划模型;周传钰等分析了各种轨道交通方法的优点后，基于共享单车接驳和还车规则的优势，对交通接驳区域的自行车规模进行了研究，并给出了共享 单车的使用量以及细化计算方法等。

2.2 模型选择

对于城市共享电单车宏观投放规模预测，通常使用客流数据构建预测模型，时空消耗法是比较经典的路网负载测量方法。时空消耗法的优点是：方法简洁实用，适用于城市共享电单车的宏 观投放量上限预测。因此，本文将选用时空消耗模型用以计算拉萨市共享电单车宏观投放规模上限。

3 构建时空消耗模型

3.1 道路网负荷力影响要因分析

影响路网承载能力的因素包括外部条件约束和道路几何特征两部分。道路几何特征是指道路安全等级、交叉路口与道路几何形状所带来的影响，外部约束是指公共交通和停车资源的制约比例。机动车道和非机动车道的比较，在行驶车辆、设计指标、道路结构等方面，均存在着明显差异。

非机动车道路网承载力是指在一定服务水平下，城市内非机

动车道路网络中所能承担的非机动车最大值，影响其承载力的因素有道路结构与等级、外部资源环境、公交系统和停车系统等， 而非机动车道网承载力，则需根据非机动车交通流的特性确定。

3.2 模型构建

根据机动车道路网广义容量模型，在理想状态下非机动车道路路网容量为城市非机动车道路时空资源总量与单位非机动车 时空消耗所占量的比值数据（如（1）（2）（3）所示）。由于早晚高峰时刻共享电单车使用频繁，此时非机动车使用负荷最高，因此道路有效运营时间为非机动车高峰运营小时。本项目将模型修正参数分为高峰时段出行修正参数和道路修正参数。高峰时段出行参数修正包括出行不平衡系数、高峰小时内出行比重和共享单车出行比例，道路修正参数包括路口限制、道路坡度、骑行干扰、路线使用频率和路网不平衡修正，因此计算实际路网承载能力的公式如式（4）所示。计算路网承载能力水平的目的是评估路网的运行状况，结合共享摩托车的使用率，可以得到路网中共享摩托车的极限值。（如（5）（6）（7）所示）。

C=C0/Ci （1）

C：理想条件下路网总容量;C0：路网时空资源总量;Ci：个体交通在出行时间占用道路上的空间资源。

C0=L·W·T=（∑2i=1Li·Wi）·T （2）

C0：路网时空资源总量;L：为自行车道长度;W：为自行车道有效宽度，双侧安全间隔取0.50m;T：高峰小时数值;Li与Wi为不同等级下的非机动车道有效宽度，i取值1～2，代表快速通过路段、主要干线路段。

Ci=hs·β·t （3）

Ci：出行时间内交通个体占用道路时空资源;hs为自行车骑行时最小安全车头间距;β为自行车骑行时最小安全横向间距;t为用户使用共享单车平均出行时间。

（4）

Cr：实际路网容量;R1：道路等级修正系数，快速路和主干路取0.80;R2：外界干扰系数，包括道路两侧停车的干扰以及机动车和行人的干扰，应根据实际道路隔离设施布置情况进行确定;R3：路线平均使用频率系数，根据出行者对路线熟悉程度和使用偏好确定，通常取0.70～0.80;R4：路口综合折减系数，与路口间距、人行横道设施和信号灯有关，取0.55;R5：城市空间不均衡系数，按照城市空间集聚特点和路网结构确定，拉萨市取0.8;R6：高峰小时出行比重，可通过实际交通调查测得;R7：高峰小时出行不均衡系数，高峰小时内共享单车出行量与平均每 小时共享电单车出行量之比，可通过交通调查获得，常取1.1～1.3;η：转换后高峰时段非机动车中共享电单车出行状态的出行比例;拉萨市内非机动车道上行驶的非机动车主要分为5种类型：共享电单车、车、自行车、私人电动自行车、人力三轮车，该值为5种非机动车中出行民众对共享电单车选择比例，可通过实际交通调查测得。

P=N×p （5）

P：城市内共享单车日常出行量;p：单车日循环率;N：拉萨市内共享电单车总量。

（6）

ω：路网承载能力水平，P：城市内共享单车日常出行量;p：单车日循环率;N：拉萨市内共享电单车总量。

（7）

v：自行车骑行速度;tr：反应时间;φ：车轮与地面黏着系数;j：道路坡度;l0：前后车安全间距;lb：车身长度。

（8）

3.3 等级划分

国内外尚没有非机动车道路网承载力的分级标准，但路网承载力与道路因为服务水平密切相关，所以车道的服务水平可以用来评价汽车以外的道路网的装载能力。道路荷载常用于评价非机动车路网的承载能力，承载能力水平评估的指标一致。根据我国《城市道路工程设计规范》非机动车道服务等级分为Ⅰ～Ⅳ级（自由骑行;稳定骑行;限制骑行;间歇骑行）。二级以上的公 路服务水平足以保证汽车以外的车辆在公路网内正常通行。三级，汽车以外的道路网的装载能力接近上限，汽车以外的通行慢。四 级服务水平之上，汽车以外的路网处于超载运行状态，运行环境恶劣，部分路段堵塞。因此，为使非机动车正常行驶，城市大部分的道路网的承载能力应控制在二级以上服务状态，因此本文只计算一级和二级服务水平下拉萨市共享电单车的宏观规模上限。

3.4 调查地点

结合共享电单车特性与个体出行紧密相连，工作和休闲和旅行是人们出行的主要目的。选择学校、旅游区、办公区、商业 区和医院等分析共享自行车在人类活动中的使用特征商业广场同时具有娱乐性，加之以小昭寺为代表的旅游区选取在拉萨市区 内 6 种具有代表性区域，共16处地点：

学校：西藏藏医药大学、吉崩岗小学;

医院：西藏自治区藏医院、西藏阜康医院;旅游区：小昭寺、西藏拉萨清真大寺;

住宅区：团结新村、甘露大厦、团结新村社区;

办公区：西藏自治区外事办公室、拉萨市人力资源和社会保障局、拉萨市民政局、西藏自治区城乡建设厅;

商业区：拉萨市百货大楼、神力时代广场、冲赛康市场。

3.5 调查时间

调查日期为2021年3月25日至2021年4月8日（不包含节假日），共计11日。通过调查发现拉萨市共享电单车使用多在8：00到21：00之间，分别于每日的早晚高峰人们出行较为集中，而平常时间人们出行方式较为不归律，因此调查事件定为每日的早晚高峰是8：30-9：30和18：30-19：30，为了排除天气因素的干扰，调查在天气好的时候进行。

3.6 数据采集

3.6.1 实际测量数据

电单车身长度lb=1.5m;电单车高峰小时T=1h;

高峰小时出行比重为R6=15.01%;

拉萨市非机动车道路宽：快速路3.5m，主干路3m;

拉萨市折算后高峰小时内的共享电单车出行分担比例η：在北京东路路口与小昭寺路交叉口非工作日晚高峰18：30-19：30内对非机动车中的5类非机动车数量（共享电单车、共享自行车、私人自行车、私人电动自行车、人力三轮车）进行统计，η经调查为0.35。

3.6.2 网络大数据获知数据

反应时间tr=0.7s;

电单车前后安全距离l0=1m;

电单车骑行时的最小安全横向距离β=1m;

拉萨市区一级道路总长为135.354km;二級道路总长为76.789km;

拉萨市共享私家车的用户使用总平均旅行时间t=0.3h;自行车的行驶速度v=20km·h-1;反应时间tr=0.7s;取道路坡度修正系数R1：高速公路和主干道为0.80;对于外部干扰系数R2：对于有机械和非隔离设施的高速公路和主干道，由于骑行主要受 行人影响，所以快速道路和主干道的值为0.7;将根平均使用频率系数在R3=0.75。交叉口总折射率R4=0.55;拉萨市区显示为“一”字形条状群空间形式，因此将R5的值定位0.80;将高峰小时出行不均衡系数定为R7=1.2;车轮和地面的附着系数φ=0.5;电 动自行车出行状态时的最小安全横距离β=1 m;道路坡度j=0;电动自行车前后安全距离l0=1m。

3.6.3 其他数值

拉萨市共享电动车的用户使用总平均旅行时间t=0.3h。自行车的运行速度v=20km;骑行时最小安全头部距离hs=6.3 m;乘坐共享电单车时的最小安全水平距离β=1m;共享自行车R的周转率反映了拉萨用户的需求，因此数据难以获取，且各不相同用 户和需求管理，因此周转率R被视为一个变量。

3.7 结果分析

基于以上数据，也就是说，从两个不同道路的装载力水平的共有自行车的数量来看，随着移动率的增加，共有小汽车的总量减少。因为共享自行车的位置没有固定，所以平均使用时间短，企业想增加周转率。此时移动率可达到2.0。共享电单车达到22988辆时，道路的承载力在二级水平的上限。因此，为了保证拉萨市民开车以外的车辆出行，拉萨的共享电单车的规模应该控制在22988辆以内。

4 結语

根据以上数据，分析结果如表所示，即从两个不同道路装载能力水平下的共有单车的数量来看，随着移动率的增加，共有电 动自行车的投入总量正在减少。共享电单车的位置没有固定，平均使用时间短。因此，公司希望提高周转率。这时候线速可以是2.0。当共享电单车的数量为22988辆时，道路装载力是II 级的上限。因此，为了保证拉萨市民开车以外的车辆出行，拉萨的共享电单车的规模应该控制在22988辆以内，并且此项目还对市民对拉萨市共享电单车的满意程度进行了问卷调查，可更好的为企业和政府进行相对应的解决措施提供数据。

针对目前拉萨共享单车紧缺问题，提出建议：建议使用非机动车大数据，增强共享电单车电车监管机制，且在适当位置合理增加共享电单车数量，并增加一系列的配套设施。此研究成果对电单车的管理、政策、运营等相关政策的制定有参考价值。

参考文献：

[1]文蝶斐，戴亚兰，郑莹，等.共享单车的配置与调度优化[J].中国科技信息，2018（6）：84-86.

[2]吕晓萌，张淑秀，刘本龙，等.共享单车的分配与调度模型研究[J].现代商业，2018，493（12）：84-86.

[3]张敏捷，等.研究了城市公共自行车准动态调度方法[J].交通运输系统工程与信息，2019，19（5）：185-192.

[4]周传钰.共享单车投放量测算和调度方法研究[J].北京：北京交通大学，2018.

[5]张水潮，郝海明，周继彪，等.“互联网+”共享停车模式的实施路径研究[J].改革与开放.2019（2）：22-24.

[6]孟娟.基于大数据的共享单车投放及管理[J].交通与运输.2019，32（S1），207-211.

[7]YANG H， MICHAEL， MRNG Q， et al. Modeling the Capacity and Level Service of Urban Transportation Networks[J].Transportation Research Part：B，2000，34：255-275.

[8]SUN Y. Sharing and Riding：How the Dockless Bike Sharing Scheme in China Shapes the City[J]. Urban Science，2018，2（3）：1-19.

[9]MA C，ZHOU J，YANG D，et al. Research on The Relationship Between the Individual Characteristics of Electric Bike Riders and Illegal Speeding Behavior：a Questionnaire-based Study[J]. Sustainability， 2020，12（3）： 799-815.