公共自行車服務(wù)系統(tǒng)與統(tǒng)計分析的應(yīng)用實踐微探

摘 要：文章根據(jù)公共自行車服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)模式和應(yīng)用規(guī)則，對公共自行車的借車、還車原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理分析，并應(yīng)用 spss軟件和excel軟件對各個站點每天以及累計了 二十天的公共自行車借車頻率和還車頻次進(jìn)行分析，在分析之后給出了相關(guān)的排序結(jié)果以及各個公共自行車站點的設(shè)置，對公共自行車每天的用車分布進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)各個站點的公共自行車用車呈現(xiàn)了偏態(tài)的分布，為此通過監(jiān)理模糊綜合評價模型來對公共汽車服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行評價和未來發(fā)展展望。

關(guān)鍵詞：公共自行車服務(wù)系統(tǒng)；模糊數(shù)學(xué)；站點優(yōu)化分析

公共自行車是一種低碳、環(huán)保、健康、節(jié)能的出行方式，在全國范圍內(nèi)的各個城市得到了廣泛的應(yīng)用。共自行車服務(wù)系統(tǒng)自行車租賃地理位置的選擇以及自行車數(shù)量的配置對最終公共自行車的運行效率和人們對自行車服務(wù)應(yīng)用的滿意情況具有重要的影響。為了更好地提供公共自行車服務(wù)系統(tǒng)運行效率，加強(qiáng)公共汽車系統(tǒng)為人們能夠提供的服務(wù)，需要有關(guān)人員進(jìn)一步加強(qiáng)對自行車租賃站點位置和自行車鎖樁數(shù)量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果對公共自行車服務(wù)系統(tǒng)提出評價和改進(jìn)建議。

1 公共自行車服務(wù)系統(tǒng)評價的數(shù)據(jù)來源和模型假設(shè)

公共自行車服務(wù)系統(tǒng)評價的數(shù)據(jù)來源是安徽財經(jīng)大學(xué)數(shù)學(xué)建模第一次模擬的附件，該模擬附件形成之前充分參考了公共自行車服務(wù)應(yīng)用指南，在指南的要求下對公共自行車異常數(shù)據(jù)信息進(jìn)行了必要的剔除，具體的剔除標(biāo)準(zhǔn)表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，公共自行車的用車時長和借車、還車時間差絕對值超過兩分鐘的數(shù)據(jù)。第二，借車卡SN的長度不能是小于六位數(shù)的記錄信息。第三，公共自行車的用車時間長短一般在兩分鐘以內(nèi)。第四，同一個公共自行車站點的用車時間大概是三分鐘到五分鐘左右。

2 公共自行車服務(wù)系統(tǒng)借車頻次、還車頻次的統(tǒng)計模型建立和分析求解

2.1 數(shù)據(jù)的預(yù)處理

每次用車的時間超過了二十四小時以及借出來的公共自行車車站號和還車車站號相同，但是用車的時長為一分鐘的記錄是無效的租車記錄，需要對公共自行車管理中心提供的20天借車和還車的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并將處理之后的20天數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)相關(guān)處理軟件spss中，之后利用spss數(shù)據(jù)的篩選功能對不同的記錄信息進(jìn)行篩選或者刪除得到了20天的借車和還車數(shù)據(jù)預(yù)處理表，將這些數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入到spss中，建立相關(guān)的spss數(shù)據(jù)文件。

2.2 公共自行車的借車頻次和還車頻次統(tǒng)計排序

應(yīng)用spss軟件，在對20個數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理之后來進(jìn)行相關(guān)的頻數(shù)分析，對不同站點每天公共自行車的借車頻次和還車頻次進(jìn)行分析，在分析之后將20天各個站點的借車頻次和還車頻次匯總在一個表格中，之后利用這個匯總的表格來計算20甜內(nèi)各個站點的累計借車頻次、還車頻次等。最后，應(yīng)用rank函數(shù)將得到的累計借車頻次和還車頻次進(jìn)行排序，具體排序如表一所示。根據(jù)表一可以發(fā)現(xiàn)每天的公共自行車借車頻次、還車頻次以及總攻的用車次數(shù)。從表格中可以發(fā)現(xiàn)在第13天的時候，公共自行車的應(yīng)用次數(shù)總和達(dá)到了38800次，是應(yīng)用公共自行車次數(shù)最多的一天。另外，從表一的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中還可以發(fā)現(xiàn)，各個站點每天借車和還車的頻次以及累計的借車還車在排名上基本保持了一致，且每天用公共自行車最多的也是借車、還車頻次較高的站點，比如街心花園、五馬美食林等。經(jīng)過分析可以發(fā)現(xiàn)街心花園、五馬美食林等是城市的主要娛樂場所和辦公場所，該地區(qū)具有人流密集的特點，因此用車需求也比一般的地區(qū)要高。相對來講，婦女兒童中心、望江路等是城市的郊區(qū)，在這周圍的辦公樓和娛樂場所較少，人流量小，用車需求也不高。根據(jù)這個地區(qū)的特點，為了更好地發(fā)揮出 公共自行車應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的效益，方便群眾的出行，需要有關(guān)人員在借車、還車頻次較高的地點安排更多的車輛，同樣在用車較少的地方減少公共自行車數(shù)量。

3 公共自行車用車時長分布模型的建立和求解

假設(shè)數(shù)據(jù)樣本觀測值是y1、y2、y3.......yn，經(jīng)過統(tǒng)計學(xué)分析可以發(fā)現(xiàn)均值、眾數(shù)、中位數(shù)能夠?qū)Ω鱾€變量變化帶來的取值集中情況和取值集中位置進(jìn)行充分的反映。為了更清楚地了解數(shù)據(jù)信息的分布特點，需要應(yīng)用偏度、峰度來對數(shù)據(jù)的分布形態(tài)進(jìn)行仔細(xì)的刻畫，其中偏度是對變量取值分布情況對稱性進(jìn)行充分描述的統(tǒng)計量，具體可以被定義如（1）所示。假設(shè)公式中SK>0的時候，分布曲線呈現(xiàn)了一種正偏態(tài)的發(fā)展態(tài)勢，當(dāng)SK<0的時候，分布曲線呈現(xiàn)的是一種負(fù)偏態(tài)。峰度是用來描繪變量取值分布發(fā)展態(tài)勢的一種統(tǒng)計量，具體可以定義如（2）所示。根據(jù)公式（2），當(dāng)Ku>3的時候，分布的曲線呈現(xiàn)了一種尖頂峰度變化，是一種尖頂曲線，而當(dāng)Ku<3的時候，分布的曲線呈現(xiàn)了一種較為平坦的曲線態(tài)勢。為了讓人們更加直觀地總結(jié)出數(shù)據(jù)統(tǒng)計的分布情況，可以通過觀測變量直方圖的繪制、條形圖的繪制等對函數(shù)分布規(guī)律進(jìn)行更深一步的探討，具體表現(xiàn)如下：

3.1 20天以內(nèi)每次公共自行車用車時長的分布規(guī)律的統(tǒng)計分析

對預(yù)處理之后的20天內(nèi)公共自行車借車、還車數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入到spss中，并應(yīng)用頻數(shù)分析的功能來具體計算每天使用公共自行車的均值時長、中位數(shù)數(shù)據(jù)、偏度數(shù)據(jù)、峰度數(shù)據(jù)等，具體如表二所示。在表二中可以發(fā)現(xiàn)20天內(nèi)每天公共自行車的用車時長頻數(shù)信息，通過對這些信息的分析發(fā)現(xiàn)公共自行車的用車時長呈現(xiàn)的分布情況是一種正態(tài)分布，分布的曲線展現(xiàn)的是一種尖頂?shù)那€，且大多數(shù)的情況下中峰度超過了3，可以總結(jié)出每天應(yīng)用公共自行車的時長不符合正態(tài)分布發(fā)展規(guī)律，呈現(xiàn)的是一種正偏態(tài)的發(fā)展趨勢。從圖一的第一天每次用車時長的Q-Q 圖可以發(fā)現(xiàn)每天應(yīng)用公共自行車的時長眾數(shù)為七分鐘到九分鐘，中位數(shù)是十一分鐘到十三分鐘，平均數(shù)是十五分鐘到十七分鐘，其中應(yīng)用公共自行車的平均時長沒有超過半個小時的用車均次數(shù)超過了85%，應(yīng)用公共自行車的平均時長沒有超過一個小時的用車均次數(shù)超過了98%。文章以第一天的公共自行車用車次數(shù)和總共的用車次數(shù)為例具體分析公共自行車的用車時長。根據(jù)圖表可以發(fā)現(xiàn)第一天的用車時長呈現(xiàn)的是在一種正偏態(tài)的趨勢，總體峰度超過了數(shù)值3，分布曲線呈現(xiàn)的是一種尖頂曲線，總體上的用車時長眾數(shù)是數(shù)值7，可以發(fā)現(xiàn)用時較長的地區(qū)都分布在眾數(shù)7的附近。根據(jù)輸出的數(shù)據(jù)信息可以發(fā)現(xiàn)，公共自行車所用時長在一分鐘到七分鐘之間的占據(jù)了四分之三的比例，公共自行車用車時長不超過一小時的占據(jù)了98.8%的比重。第一天每次用車時長的分布條形圖具體如圖二所示。根據(jù)圖一好圖二可以發(fā)現(xiàn)公共自行車偏離正態(tài)分布線的點較多，且公共自行車用車時間在半小時以內(nèi)的基本集中在正態(tài)線的附近，可見20天中的第一天用車時長是正偏態(tài)分布。

3.2 公共自行車每次用車時長的函數(shù)分布模型

為了更好地描述和反映公共自行車每天的使用時長和使用分布規(guī)律，需要對每天的公共自行車用車時長進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分組統(tǒng)計，建立一種公共自行車用車時長的分布函數(shù)，將公共自行車的用車時長每十分鐘安排一組，在分組之后統(tǒng)計出每個小組的公共自行車使用頻數(shù)好頻率，具體如表三所示。根據(jù)表三的數(shù)據(jù)信息應(yīng)用spss進(jìn)行相應(yīng)的回歸曲線分析，通過對回歸曲線的分析能夠應(yīng)用s曲線的最終擬合效果最好，s曲線的最終擬合效果圖具體如圖三所示。經(jīng)過計算得到的公共自行車用車時長曲線回歸方程可以表示為y=e-6.831+60.36x。經(jīng)過每次用車時長的分布曲線的回歸分析可以發(fā)現(xiàn)，公共自行車的用車時長呈現(xiàn)的是一種偏正態(tài)分布趨勢，是一種s型曲線，公共自行車用車時長不超過一小時的用車次數(shù)占據(jù)總用車次數(shù)比例的98%，根據(jù)現(xiàn)階段公共自行車應(yīng)用收費標(biāo)準(zhǔn)，這98%的公共自行車是不用收取費用的，可見現(xiàn)階段的公共自信車收費標(biāo)準(zhǔn)是合理的，為此可以推行這種綠色科學(xué)的公共自行車交通管理系統(tǒng)。經(jīng)過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)公共自行車的平均用車時長大約在十五分鐘到十七分鐘之間，按照公共自行車每小時12km的平均運行計算速度來計算用車距離，能夠得到該區(qū)域的公共自行車平均用車距離在三千米左右，基本上符合我國現(xiàn)階段公共自行車的合理用車距離要求。

4 公共自行車服務(wù)系統(tǒng)的評價分析

通過對數(shù)據(jù)的處理結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)每個公共自行車站點的需求量不同，一些站點出現(xiàn)了公共自行車資源設(shè)備的閑置，沒有實現(xiàn)對公共自行車資源的充分利用。對公共自行車站點設(shè)置具有重要影響意義的是在20天以內(nèi)公共自行車借車、還車頻次的高峰值，高峰值所占的總額比例，20天內(nèi)公共自行車借車、還車人數(shù)的變動差異等?？紤]到公共自行車還車、借車高峰期時段問題，為了緩解公共自行車的借車壓力，需要有關(guān)人員在用車需求量大的地點加大公共自行車的供給數(shù)量。

根據(jù)上文的統(tǒng)計分析結(jié)果，文章以公共自行車的還車頻次、不同站點能夠供給的鎖樁數(shù)量和不同站點不同公共自行車型號SN為基本評價指標(biāo)，將這幾個指標(biāo)作為標(biāo)準(zhǔn)求出權(quán)重，從而對公共自行車服務(wù)系統(tǒng) 的優(yōu)劣進(jìn)行評價。假設(shè)U是需要被評價的n個基本站點，V是m個評價指標(biāo)的合集，將U中的各個站點應(yīng)用V中的各個因素來進(jìn)行衡量，得到了相關(guān)的觀測矩陣，具體如（3）所示，之后根據(jù)（3）設(shè)計出理想方案，如（4）所示。建立相對偏差模糊矩陣并確定權(quán)數(shù)，應(yīng)用公式（5）計算并構(gòu)造如（6）所示的相對偏差模糊矩陣，再采用變異系數(shù)公式求得各個指標(biāo)的權(quán)重。

5 結(jié)束語

綜上所述，公共自行車服務(wù)系統(tǒng)的評價研究對提高整個社會的經(jīng)濟(jì)效益影響意義深遠(yuǎn)，為了有效避免公共自行車服務(wù)系統(tǒng)出現(xiàn)空樁和滿樁現(xiàn)象，需要有關(guān)人員加強(qiáng)對公共自行車服務(wù)系統(tǒng)統(tǒng)計和分析的優(yōu)化，完善公共自行車服務(wù)系統(tǒng)站點的設(shè)置，在公共自行車服務(wù)系統(tǒng)站點的設(shè)置方面要充分考慮站點所在位置、人流量以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平情況，從而形成一個科學(xué)合理的公共自行車站點設(shè)計，促進(jìn)公共自行車服務(wù)系統(tǒng)作用的最大化實現(xiàn)。

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作者簡介

韋銀幕（1979-），男，壯族，廣西環(huán)江人，廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 研究生，講師， 研究方向：基礎(chǔ)應(yīng)用數(shù)學(xué)。