公共自行車服務(wù)系統(tǒng)站點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)模型

朱建青，鄒杰

（1.蘇州科技大學(xué)數(shù)理學(xué)院，江蘇蘇州215009；2.昆山市第一中學(xué)，江蘇蘇州215300）

公共自行車服務(wù)系統(tǒng)站點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)模型

朱建青1，鄒杰2

（1.蘇州科技大學(xué)數(shù)理學(xué)院，江蘇蘇州215009；2.昆山市第一中學(xué)，江蘇蘇州215300）

在公共自行車服務(wù)系統(tǒng)中，自行車站點(diǎn)的位置和配置情況，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行管理與市民的滿意度起著決定性的影響。該文是根據(jù)蘇州某區(qū)域180個(gè)站點(diǎn)20 d的公共自行車的借還記錄，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析與檢驗(yàn)，并以影響市民滿意度的靈活便捷性、運(yùn)營(yíng)服務(wù)、經(jīng)濟(jì)利益和布局設(shè)計(jì)等為指標(biāo)，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法建立站點(diǎn)配置的綜合評(píng)價(jià)模型。最后根據(jù)得到的結(jié)果，提出了改進(jìn)措施和建議。

公共自行車服務(wù)系統(tǒng)；正態(tài)檢驗(yàn)；灰色關(guān)聯(lián)分析法；綜合評(píng)價(jià)模型

公共自行車是市政部門(mén)實(shí)現(xiàn)綠色便捷化交通、降低城市交通壓力的重要手段。蘇州市公共自行車系統(tǒng)于2010年8月正式啟動(dòng)，是全國(guó)較早實(shí)施的城市之一，然而與許多城市一樣在公共自行車投入使用的過(guò)程當(dāng)中，存在諸多問(wèn)題，如部分人流高峰地的車輛供應(yīng)不足、車輛借還緊張程度、候車時(shí)間有較大差別等，影響了公共自行車功能的正常發(fā)揮。關(guān)于公共自行車系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理等方面已有許多的研究，有宏觀研究[1-2]、有運(yùn)營(yíng)調(diào)查分析研究[3-6]、也有深度的模型及算法研究[7-11]等。該文是根據(jù)蘇州某區(qū)域180個(gè)站點(diǎn)20 d的公共自行車的借還記錄，利用軟件spss19.0，進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理，統(tǒng)計(jì)了各站點(diǎn)高峰期內(nèi)的借還車總數(shù)、平均每天每小時(shí)的借還車總數(shù)、平均候車時(shí)間、到其他站點(diǎn)的平均距離。根據(jù)城市居民使用市內(nèi)公共自行車的滿意度影響因素分析[6]，將其作為每個(gè)站點(diǎn)靈活便捷、運(yùn)營(yíng)服務(wù)、經(jīng)濟(jì)利益和布局設(shè)計(jì)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，建立自行車站點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)模型以提升市民的滿意度。為了消除四個(gè)指標(biāo)量綱和單位上的區(qū)別，進(jìn)行了正態(tài)分布檢驗(yàn)與標(biāo)準(zhǔn)化處理。另外，在計(jì)算平均候車時(shí)間和到其他站點(diǎn)的平均距離時(shí)，根據(jù)公共自行車服務(wù)和使用規(guī)則，結(jié)合生活實(shí)際情況，作如下假設(shè)：（1）借還站點(diǎn)相同且用車時(shí)間小于5 min的視為該自行車存在故障；（2）騎車速度是勻速的，具體計(jì)算以15 km·h-1為標(biāo)準(zhǔn)；（3）借還車時(shí)刻的差值與用車時(shí)間之間的誤差，不影響計(jì)算的結(jié)果。

1 站點(diǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)與檢驗(yàn)

1.1 站點(diǎn)的靈活便捷性為了表示站點(diǎn)的靈活便捷性，需要統(tǒng)計(jì)各站點(diǎn)用車高峰期內(nèi)的借還車總數(shù)。由于借還車時(shí)刻分布在全天，在利用spss19.0進(jìn)行可視離散化時(shí)，按照相鄰1 h為1組的方式，將借還車時(shí)刻分為24個(gè)小組，每小組編號(hào)為0到23。再對(duì)分組號(hào)分類匯總，統(tǒng)計(jì)次數(shù)，即可排序得到該站點(diǎn)用車高峰期內(nèi)的用車次數(shù)（見(jiàn)表1）。

表1 各站點(diǎn)高峰期借還車總數(shù)統(tǒng)計(jì)表

1.2 站點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)服務(wù)率

某站點(diǎn)的服務(wù)量，是指該站點(diǎn)的借還車總數(shù)。由于數(shù)據(jù)所給是20 d的用車記錄，所以，計(jì)算各站點(diǎn)每天每小時(shí)的平均借還車數(shù)，來(lái)表示各站點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)服務(wù)率。利用spss19.0計(jì)算得表2。

1.3 站點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)利益損耗

在不考慮借車費(fèi)用和罰款的情況下，市民最關(guān)心的是在該站點(diǎn)的等候用車時(shí)長(zhǎng)。而等候用車的時(shí)間一般是隨機(jī)的，故需要統(tǒng)計(jì)借還車站點(diǎn)相同的用車時(shí)間，設(shè)置α值，得到置信區(qū)間，取其最大值來(lái)表示該站點(diǎn)的候車時(shí)間，得到的結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 各站點(diǎn)平均每天每小時(shí)借還車總數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表3 各站點(diǎn)的候車時(shí)間統(tǒng)計(jì)表/min

1.4 站點(diǎn)的布局設(shè)計(jì)

原始數(shù)據(jù)中只給出了不同站點(diǎn)間的用車時(shí)間，且大小不一。根據(jù)假設(shè)的條件，所有市民騎車的速度均勻且相同，計(jì)算出各站點(diǎn)間的最小用車時(shí)間，利用距離計(jì)算公式，可得到不同站點(diǎn)間的最短距離，結(jié)果見(jiàn)表4。

計(jì)算發(fā)現(xiàn)表4存在以下3個(gè)問(wèn)題需解決：

（1）存在dij≠dji現(xiàn)象（如：d13≠d31）；

（2）部分站點(diǎn)間的距離存在缺失；

（3）現(xiàn)有的站點(diǎn)間距離可能不是最小值（如：d13≥d12+d23）。

對(duì)此采用Flody算法，通過(guò)matlab2014a編程，進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)與補(bǔ)充，結(jié)果見(jiàn)表5。

表4 不同站點(diǎn)間的距離統(tǒng)計(jì)表/m

表5 不同站點(diǎn)間的距離修正表/m

最后計(jì)算某站點(diǎn)到其他各站點(diǎn)的平均距離，以此來(lái)表示該站點(diǎn)的布局設(shè)計(jì)優(yōu)劣程度，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 各站點(diǎn)到其他站點(diǎn)的平均距離統(tǒng)計(jì)表/m

2 站點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)模型

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

由于不同評(píng)價(jià)指標(biāo)間存在單位和量級(jí)的差別，在綜合考慮時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。而指標(biāo)是否服從正態(tài)分布，還需要進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)。如圖1-圖4所示。

圖1 各站點(diǎn)高峰期借還車數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)

圖2 各站點(diǎn)每天借還車頻數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)

圖3 各站點(diǎn)候車時(shí)間假設(shè)檢驗(yàn)

圖4 各站點(diǎn)到其他站點(diǎn)的平均距離假設(shè)檢驗(yàn)

由檢驗(yàn)結(jié)果可知，靈活便捷性、運(yùn)營(yíng)服務(wù)、利益損耗和布局設(shè)置，四項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)都接受原假設(shè)，數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)化處理后，見(jiàn)表7。

表7 各站點(diǎn)評(píng)價(jià)因素取值匯總表

2.1 構(gòu)造關(guān)聯(lián)度公式

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)理論[12]，第i個(gè)站點(diǎn)的第k個(gè)指標(biāo)的取值，與第k個(gè)指標(biāo)的最優(yōu)值之間的關(guān)聯(lián)度為

其中的ρ為（0，1）的隨機(jī)數(shù)。但根據(jù)“城市居民使用市內(nèi)公共自行車的滿意度影響因素分析”中調(diào)查統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，靈活便捷、運(yùn)營(yíng)服務(wù)、經(jīng)濟(jì)利益、設(shè)計(jì)布局四個(gè)因素，對(duì)滿意度的影響路徑系數(shù)存在著差異，故將上述關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式改進(jìn)為

其中，ρk為各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)市民滿意度的影響路徑系數(shù)。ρk取值越大，其關(guān)聯(lián)度δi，k越高。其中

通過(guò)spss19.0計(jì)算，各站點(diǎn)四項(xiàng)指標(biāo)值與最優(yōu)值之間的關(guān)聯(lián)度大小，見(jiàn)表8。

表8 各站點(diǎn)評(píng)價(jià)因素關(guān)聯(lián)度分析表

2.2 建立各站點(diǎn)配置的綜合評(píng)價(jià)模型

各站點(diǎn)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)γi的計(jì)算公式為。若根據(jù)此模型計(jì)算得到的結(jié)果大，則說(shuō)明該站點(diǎn)的四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)接近于參考指標(biāo)，站點(diǎn)各方面配置相對(duì)較優(yōu)。反之，則站點(diǎn)各方面配置相對(duì)較劣。

2.3 計(jì)算結(jié)果

在表7“各評(píng)價(jià)因素取值統(tǒng)計(jì)表”的基礎(chǔ)上，根據(jù)2.1和2.2節(jié)中計(jì)算公式，通過(guò)編程，對(duì)180個(gè)站點(diǎn)的信息進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并將計(jì)算得到的數(shù)值降序排序，所得排序結(jié)果即為各站點(diǎn)配置的優(yōu)劣程度，見(jiàn)表9。

表9 各站點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)排序表

從表9中可見(jiàn)，排名前4的站點(diǎn)為第42號(hào)（國(guó)際科技園西）、第56號(hào)（園區(qū)行政中心東）、第49號(hào)（東城郡東門(mén)）、第19號(hào)（都市花園西門(mén)）。參照表9各站點(diǎn)評(píng)價(jià)因素關(guān)聯(lián)度分析表，排前幾的站點(diǎn)，其靈活便捷性、服務(wù)程度、經(jīng)濟(jì)利益和布局設(shè)計(jì)四個(gè)指標(biāo)中，其中有1-3項(xiàng)會(huì)取得較優(yōu)值，符合實(shí)際情況。

3 結(jié)語(yǔ)

在公共自行車站點(diǎn)的配置方面，根據(jù)評(píng)價(jià)模型最后得出的結(jié)果可知，像42號(hào)、56號(hào)這樣的站點(diǎn)，其平均借還車數(shù)較大，需要為其增加鎖樁和公共自行車的數(shù)量。而對(duì)于平均借還車數(shù)小，且到其他站點(diǎn)的平均距離近的站點(diǎn)，例如62號(hào)、65號(hào)、71號(hào)等站點(diǎn)，可以適當(dāng)減少自行車的數(shù)量，調(diào)配到附近的站點(diǎn)。

在公共自行車的調(diào)度方面，由于部分站點(diǎn)的用車高峰期分布不一，或者存在高借車、低還車的站點(diǎn)，需要根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的高峰期時(shí)段表和借還車數(shù)表，提前到這些站點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充與調(diào)度。而具有相同借還車高峰期的站點(diǎn)，例如3號(hào)、11號(hào)、15號(hào)等站點(diǎn)，可以將其進(jìn)行歸類分組。使得有針對(duì)性的進(jìn)行批量管理。在忙期加車，在閑期減車。充分提高所有自行車的使用率，以此來(lái)緩解自行車服務(wù)系統(tǒng)高峰期間的負(fù)擔(dān)。

由于條件所限，筆者所考慮的站點(diǎn)數(shù)只是目前蘇州市區(qū)站點(diǎn)的十分之一，時(shí)間也較短，并且所得的數(shù)據(jù)也不完整，因此，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析、建模所得的結(jié)果難免有偏面甚至謬誤，這有待于數(shù)據(jù)的完整和實(shí)際的檢驗(yàn)加以完善。

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ZHU Jianqing1，ZOU Jie2
（1.School of Mathematics and Physics，SUST，Suzhou 215009，China；2.Kunshan No.1 High School，Suzhou 215300，China）

In the public bicycle service system，the position and configuration of bicycle sites are of vital importance to the operation management of the system and the public's satisfaction.Based on the record of the public bicycles in 180 stations of Suzhou within 20 days，a site evaluation model is established by the gray correlation analysis,with the flexibility and convenience,operating service,economic benefit and layout design as main index factors.In addition,some suggestions and improving measures are provided according to the results obtained from the model.

public bicycle system；normal test；gray correlation analysis；comprehensive evaluation model

O29MR（2000）Subject Classification：03C98

A

1672－0687（2016）04－0005－04

責(zé)任編輯：謝金春

2015－07－17

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（11272227）；江蘇省研究生教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐資助項(xiàng)目（JGLX13-088；JGLX14-116）；江蘇省高等教育教學(xué)改革研究課題（2013JSJG247）

朱建青（1962-），男，江蘇蘇州人，教授，研究方向：應(yīng)用數(shù)學(xué)。