基于緩解人車不等對(duì)哈羅單車調(diào)度的計(jì)量分析①

(安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)金融學(xué)院,安徽 蚌埠 233030)

0 引 言

2016年，共享單車席卷中國(guó)大陸，當(dāng)所有的人把關(guān)注點(diǎn)放在摩拜和ofo上時(shí)，哈羅單車“跳出”刷新了人們對(duì)共享單車的認(rèn)知。2018年1月22日，哈羅單車簽署新一輪融資協(xié)議，金額超過10億美元，這是迄今為止在共享單車行業(yè)中的最大一筆融資。截止2018年1月20日，哈羅單車已進(jìn)入180多個(gè)城市，注冊(cè)用戶達(dá)到8800萬。

哈羅單車發(fā)展速度之快，這就意味著某些硬性設(shè)施無法滿足其發(fā)展速度[1]。如壞車現(xiàn)象、城市中某些地區(qū)“人多于車”，而有些地區(qū)“車多于人”現(xiàn)象、設(shè)備鎖故障、來自其他品牌共享單車內(nèi)部“補(bǔ)貼”搶占市場(chǎng)份額的威脅等問題。因此，運(yùn)用Floyd算法及時(shí)間序列模型分別從空間和時(shí)間上對(duì)哈羅單車的分布進(jìn)行調(diào)整，預(yù)測(cè)出不同時(shí)間段哈羅單車調(diào)度的方向及數(shù)量，對(duì)哈羅單車今后做大做強(qiáng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 數(shù)據(jù)來源及模型假設(shè)

文中數(shù)據(jù)均來自于蚌埠市哈羅單車各區(qū)域數(shù)量實(shí)地考察。為了便于處理和解決問題，提出以下幾條假設(shè)：⑴假設(shè)私家自行車的數(shù)量滿足不了城市人口的需求；⑵假設(shè)每個(gè)租賃點(diǎn)調(diào)度需求量為負(fù)，有多余的自行車可以提供調(diào)度車則為正數(shù)；⑶假設(shè)兩個(gè)停車場(chǎng)就在某兩個(gè)租賃點(diǎn)上，則選取的兩個(gè)租賃點(diǎn)必須是由自行車盈余的點(diǎn)，并且調(diào)度車出發(fā)后，車上裝載的自行車數(shù)量就是租賃點(diǎn)的調(diào)度量。由于每個(gè)租賃點(diǎn)的自行車最大分配量小于調(diào)度車的最大裝載量，所以總是能將英語量全部裝在調(diào)度車上；⑷假設(shè)每輛調(diào)度車從固定的某租賃點(diǎn)出發(fā)，最后回到原點(diǎn)，以方便下次調(diào)度，但不計(jì)調(diào)度車回到原點(diǎn)的時(shí)間。因?yàn)橹挥性谡{(diào)度完成后才能回到原點(diǎn)，此時(shí)不需要調(diào)度，不再受時(shí)間限制；⑸假設(shè)所給信息足夠容納各個(gè)區(qū)域共享單車大部分信息。

2 基于SPSS描述性統(tǒng)計(jì)的哈羅單車時(shí)空分布分析

2.1 研究思路

2018年3月份以來，哈羅單車大面積的占領(lǐng)蚌埠地區(qū)，稱為蚌埠居民出行的第一選擇，但未達(dá)到最優(yōu)調(diào)度的策略常常讓有些地區(qū)居民面臨著無車可騎或有些地區(qū)單車數(shù)量過多，故以蚌埠市的哈羅單車作為研究對(duì)象，研究出最優(yōu)調(diào)度方案。將蚌埠地區(qū)劃分為1-10地區(qū)，將這10地區(qū)的1000輛哈羅單車作為研究對(duì)象。對(duì)每一輛共享單車上的GPS行程進(jìn)行記錄，形成原始數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)包括哈羅單車序號(hào)，出發(fā)區(qū)域，出發(fā)時(shí)間以及分別到達(dá)的區(qū)域和到達(dá)時(shí)間。最后，將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)，得出需要的數(shù)據(jù)，刪除不需要的數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS中進(jìn)行粗處理分析，得出蚌埠市10個(gè)區(qū)域哈羅單車的空間分布，如表1所示。

表1 蚌埠市10區(qū)域共享單車的空間分布表

將表1中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS中進(jìn)行精處理分析，得出蚌埠市10區(qū)域1000輛共享單車空間分布統(tǒng)計(jì)量，將其中數(shù)據(jù)有效的數(shù)據(jù)保留下來進(jìn)行進(jìn)一步的分析，無效數(shù)據(jù)刪除。

2.3 方法分析

將上文中保留的N個(gè)有效的數(shù)值整理在EXCEL表格中，導(dǎo)入SPSS軟件中，便可得到蚌埠市1-10區(qū)域哈羅單車出發(fā)時(shí)間直方圖和到達(dá)時(shí)間直方圖。詳見圖1和圖2。

圖1 出發(fā)時(shí)間直方圖

圖2 到達(dá)時(shí)間直方圖

由上圖1及2可知，出發(fā)時(shí)間在400—600的較多，到達(dá)時(shí)間在400—600的較多。

綜上所述，從時(shí)空分布情況來看，從區(qū)域8騎共享單車出發(fā)的人相較于其他幾個(gè)區(qū)域來說，人較多，到達(dá)區(qū)域8歸還共享單車的人相較于其他幾個(gè)區(qū)域來說，人較多。

3 基于Floyd算法的哈羅單車空間調(diào)度模型的優(yōu)化分析

3.1 研究思路

首先，通過多渠道的調(diào)查，得到了蚌埠市1-10區(qū)域居民的騎行需求[2]估計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行粗處理；其次，利用Floyd算法計(jì)算出空間上居民與哈羅單車租賃點(diǎn)的最短路徑；最后，運(yùn)用時(shí)間序列模型來計(jì)算出在時(shí)間上最有利于居民的哈羅單車租賃點(diǎn)。

3.2 Floyd算法

3.2.1 研究方法

將最短路徑的計(jì)算作為一個(gè)函數(shù)[3]。Floyd算法是以動(dòng)態(tài)規(guī)劃為手段，以解決任意兩點(diǎn)間的最短路徑為目的的一種算法，該算法的時(shí)間復(fù)雜度為0(N3)，空間復(fù)雜度為0(N2)。

3.2.2 方法分析

Floyd算法的描述如下：

設(shè)Di,j,k為從i到j(luò)的只以(1…k)集合中的節(jié)點(diǎn)為中間節(jié)點(diǎn)的最短路徑的長(zhǎng)度。

若最短路徑經(jīng)過點(diǎn)k，則Di,j,k=Di,k,k-1+Dk,j,j-1

若最短路徑不經(jīng)過點(diǎn)k，則Di,j,,k=Di,j,k-1

因此，Di,j,k=min(Di,k,k-1+Dk,j,,k-1,Di,j,k-1) ，if(Dj,k+Dk,j+Di,j)

Di,j=Di,k+Dk,j

根據(jù)上文Floyd算法，可以得出蚌埠市10個(gè)共享單車區(qū)域相互之間的最短距離矩陣，如表2所示。

表2 蚌埠市10個(gè)共享單車區(qū)域相互之間的最短距離矩陣

3.3 共享單車空間優(yōu)化調(diào)度模型

3.3.1 研究方法

基于上文Floyd計(jì)算出的兩個(gè)哈羅單車租賃點(diǎn)的最短距離，運(yùn)用共享單車優(yōu)化調(diào)度模型，將每個(gè)區(qū)域的哈羅單車數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到居民效用性最大。

將調(diào)查得到的蚌埠市1-10區(qū)域居民的騎行需求估計(jì)數(shù)據(jù)整理，詳見表3。

表3 蚌埠市居民從區(qū)域i到區(qū)域j需要共享單車的人次

3.3.2 方法分析

先考慮調(diào)度車為一輛的情況下，然后再推廣到多輛的情況下[4]。

設(shè)擁有最大負(fù)荷為Q的調(diào)度車從指定的節(jié)點(diǎn)出發(fā)，對(duì)集合為G的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)度，完成任務(wù)后返回原點(diǎn)。整個(gè)調(diào)度方案可以由下列一組方程和約束條件確定：

0Ij+rijQ

在租賃點(diǎn)還車的概率與租車點(diǎn)和還車點(diǎn)的距離成反比，且居民的騎行距離不超過2km。

可求出2km內(nèi)的概率系數(shù)K的算法：

據(jù)此可得出調(diào)運(yùn)車運(yùn)作一次后的各個(gè)租賃點(diǎn)哈羅單車數(shù)目的算法：

根據(jù)上文算法，調(diào)運(yùn)車運(yùn)行一次后蚌埠市各個(gè)租賃點(diǎn)哈羅單車數(shù)量的結(jié)果如圖3所示。

圖3 調(diào)運(yùn)車運(yùn)行一次后各個(gè)租賃點(diǎn)共享單車數(shù)量的結(jié)果

從圖3中可以看出，調(diào)運(yùn)車在第一次調(diào)運(yùn)之后，大部分地區(qū)哈羅單車的數(shù)量已經(jīng)富余，但依舊存在一些哈羅單車稀少的區(qū)域，調(diào)運(yùn)車需要調(diào)運(yùn)多次，才能實(shí)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域哈羅單車數(shù)量滿足需求，甚至達(dá)到富余的狀態(tài)。

圖4 早上哈羅單車調(diào)度

圖5 中午哈羅單車調(diào)度方案

圖6 晚上哈羅單車調(diào)度方案

4 基于時(shí)間序列模型的共享單車時(shí)間維度優(yōu)化調(diào)度分析

4.1 研究思路

在蚌埠市哈羅單車的建設(shè)過程中，會(huì)為了實(shí)現(xiàn)更大網(wǎng)點(diǎn)的覆蓋，進(jìn)一步新增一筆租賃站點(diǎn)并且購(gòu)進(jìn)了新的哈羅單車。然而，更多的站點(diǎn)可能導(dǎo)致部分租賃點(diǎn)哈羅單車短缺或推積現(xiàn)象，從而降低資源利用效率。必須對(duì)上文的共享單車優(yōu)化調(diào)度模型進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，將調(diào)度時(shí)間也考慮進(jìn)來。

4.2 研究方法

時(shí)間序列模型，將原有的站點(diǎn)與新增站點(diǎn)進(jìn)行混合，重新根據(jù)密集度[5]，共享單車需求量等因素進(jìn)行分組，根據(jù)分組情況配備調(diào)度車輛。若所分組數(shù)增加，則增加調(diào)度車輛的數(shù)目可以更加快捷地實(shí)現(xiàn)調(diào)度需求。然后對(duì)每一組的調(diào)度方案進(jìn)行獨(dú)立分析，即求解

則總調(diào)度時(shí)間：

4.3 方法分析

因?yàn)榻⒆赓U點(diǎn)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮平均需求、最大需求兩點(diǎn)，所以首先應(yīng)當(dāng)確定加權(quán)平均比例。將時(shí)間段分為早上、中午、晚上，運(yùn)用校正算法分別計(jì)算出三個(gè)時(shí)間段蚌埠市10個(gè)區(qū)域之間的哈羅單車調(diào)運(yùn)方案。早上哈羅單車調(diào)度方案如圖4所示，中午哈羅單車調(diào)運(yùn)方式如圖5所示，晚上哈羅單車調(diào)運(yùn)方案如圖6所示。

圖4、圖5及圖6只提供了對(duì)蚌埠市三個(gè)時(shí)間段哈羅單車調(diào)運(yùn)的路徑，經(jīng)過精運(yùn)算，可以計(jì)算出相互區(qū)域間調(diào)運(yùn)哈羅單車的數(shù)量。各個(gè)區(qū)域具體該調(diào)運(yùn)哈羅單車數(shù)量如表4所示。

表4 各個(gè)區(qū)域間調(diào)運(yùn)共享單車的數(shù)量

從表4中看出，不同區(qū)域之間根據(jù)空間、時(shí)間上的便利性，可以相互調(diào)度，為當(dāng)?shù)鼐用竦纳顜肀憷?/p>

5 結(jié) 語

主要分析蚌埠市哈羅單車“人車不等”背后的原因以及如何解決此問題的方案。在現(xiàn)實(shí)生活中，所提方案的實(shí)施需要哈羅單車平臺(tái)和政府兩方面的共同推進(jìn)?，F(xiàn)分別從哈羅單車平臺(tái)和政府方面提出適當(dāng)?shù)慕ㄗh[6]。

(一)哈羅單車平臺(tái)方面

哈羅單車平臺(tái)作為運(yùn)營(yíng)方，有責(zé)任承擔(dān)起相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任，面對(duì)蚌埠市不同區(qū)域哈羅單車需求與供給不對(duì)等的情況，應(yīng)積極主動(dòng)的去分析數(shù)據(jù)，及時(shí)的將研究結(jié)果告于政府。在平時(shí)的運(yùn)營(yíng)中，也要及時(shí)主動(dòng)的接受來自政府的監(jiān)管，如有一些問題，應(yīng)及時(shí)的向政府報(bào)備，請(qǐng)求政府的支援。在用戶注冊(cè)信息等涉及到隱私的問題，應(yīng)有義務(wù)替用戶保管好。

(二)政府城市管理方面

政府部門作為城市的管理者，應(yīng)主動(dòng)承擔(dān)任務(wù)。在哈羅單車平臺(tái)提供相關(guān)單車調(diào)度方案時(shí)，應(yīng)及時(shí)的派出相關(guān)部分前去完成工作，讓每一位想要用哈羅單車出行的蚌埠居民都能就近找到單車。隨著哈羅單車量的不斷擴(kuò)大，應(yīng)合理劃分道路公共資源空間[7]，以防交通事故的發(fā)生。并且在日常中，需時(shí)時(shí)關(guān)注哈羅單車的去向，以確定哈羅單車平臺(tái)提供的調(diào)度方案是否合理，如出現(xiàn)不合理部分，應(yīng)及時(shí)的改正實(shí)施。強(qiáng)硬的政策有時(shí)無法改善哈羅單車的現(xiàn)狀，有時(shí)需從根本上解決這一問題，如適當(dāng)?shù)慕o蚌埠當(dāng)?shù)鼐用裉峁┙煌ㄖv座。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，推動(dòng)哈羅單車的出現(xiàn)及進(jìn)步，對(duì)于新興事物的出現(xiàn)，總會(huì)出現(xiàn)一系列的問題，不管是政府、哈羅單車平臺(tái)、蚌埠居民都要一一克服困難，最終將哈羅單車的效用發(fā)揮到最大。