滁州市公共自行車租賃點分布的優(yōu)化配置

張丹丹，胡貝貝，許 瓊，信 猛

(滁州學院 數(shù)學與金融學院，安徽 滁州 239000)

隨著城市機動車化水平的不斷提高，導致城市交通擁堵的程度急劇增加，環(huán)境污染問題日益突現(xiàn)，嚴重制約著城市的發(fā)展。在城市擁堵日益嚴峻的形勢下，公共自行車以其集約化、綠色環(huán)保和資源利用高效等優(yōu)點逐漸成為緩解交通擁堵、環(huán)境污染和資源浪費等問題的共識方案，從全局貫徹了綠色環(huán)保、節(jié)約成本和避免城市道路資源浪費的思想。目前，政府大力倡導低碳經(jīng)濟交通，這也為公共自行車的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。

滁州市位于安徽最東部，與南京毗鄰，是南京都市圈核心圈層城市、長三角城市群成員，城市轄區(qū)內(nèi)有京滬高鐵滁州站，全椒、定遠、明光等高鐵站，擁有國家級滁州經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)、中（國）新（加坡）蘇滁現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園，GDP排名在安徽省內(nèi)前5名。然而，滁州市一些公共基礎性服務項目跟不上城市的發(fā)展定位，例如，公共自行車的使用情況差強人意，特別是租賃點的布局與配置還未得到足夠的重視。在租賃點布局與配置規(guī)劃的過程中，沒有遵循科學嚴謹?shù)脑瓌t，其主觀性和隨意性較大，另一方面，公共自行車運營過程中出現(xiàn)了一些較為常見而且嚴峻的現(xiàn)象，如借車無車、還車無樁和車輛壞損等問題，這些問題往往歸因于運營過程中公共自行車的調(diào)度不合理、修理不及時等，相關部門缺乏對問題出現(xiàn)的深層次原因分析以及相應的優(yōu)化對策的探討等[1]。

在國家級和省級大學生創(chuàng)新訓練項目的支持下，以及基于全國大學生市場調(diào)查分析大賽，對滁州市公共自行車租賃現(xiàn)狀進行分析，給出了其租賃點的優(yōu)化選取模型，這為江淮地帶以及其他城市自行車優(yōu)化配置提供了理論依據(jù)。

1 滁州市公共自行車租賃現(xiàn)狀分析

1.1 滁州市公共自行車的發(fā)展情況

2007年，智能化運營管理且真正具備一定實用價值的公共自行車系統(tǒng)開始進入中國，先在北京等大城市開展試點，逐步向其他省會城市拓展，部分中小城市進行嘗試[2]。滁州市作為江淮地區(qū)重要的樞紐城市，在2014年實行了公共自行車租賃系統(tǒng)。根據(jù)走訪杭州金通公共自行車科技有限公司滁州分公司了解到，滁州市首批共建設50個租賃點，投入1 300輛公共自行車。第2批共建設43個租賃點，投入1 000多輛公共自行車[3]。第3批公共自行車共建設44個租賃點，投入1 000多輛車。

1.2 使用情況的綜合分析

采取問卷發(fā)放的形式對滁州市瑯琊區(qū)、南譙區(qū)的市民進行調(diào)查，調(diào)查發(fā)放了400份問卷，收回有效問卷381份，問卷的有效率為95.25%[4]。

1.調(diào)查樣本人口特征

此次調(diào)查樣本中，男性占總體比例的48.56%，女性占總體比例的51.44%，年齡主要以18～30歲段齡為主，占58.01%，學歷所占比例最多的是本科（含在讀）學歷，占35.43%，且職業(yè)較為多元化。

2.公共自行車租用情況

（1）公共自行車租賃情況

根據(jù)調(diào)查顯示，公共自行車并不是市民出行的首選。出門首選小汽車，占28.63%；其次才是公共自行車，占21.43%。62.88%的市民使用公共自行車的頻率控制在每周1～3次，且34.09%的市民使用時間不固定，其次是固定在周末使用。公共自行車租出時間主要固定在每天的10：00到14：00，說明市民在中午上下班或上下學的時候會選擇公共自行車。

（2）公共自行車使用中存在的問題

現(xiàn)有的自行車租賃系統(tǒng)出現(xiàn)了租車難、還車難和租賃點分布不合理以及車輛投放不均衡的問題。所以租賃系統(tǒng)反映最多的問題是歸還時車位已滿導致無法歸還，占62.31%；其次是租賃點分布不合理，占56.42%；最后是無法租到車，占50.68%。

（3）租賃點分布存在的問題

此次調(diào)查中，98.95%的被調(diào)查者認為應該在居民區(qū)附近設置租賃點，其次是公交站附近，占67.72%。84.85%的人們認為應該增設租賃點，70.60%的人們認為應該增加自行車的投放量。

2 公共自行車選址模型的構建與優(yōu)化配置

2.1 公共自行車選址的影響因素

公共自行車租賃點的分布合不合理，影響著人們?nèi)蘸髮沧孕熊嚨氖褂妙l率和自行車系統(tǒng)的運營效率。因此在模型構建中，主要考慮的因素見表1。

表1 公共車自行車租賃點選址影響因素Tab.1 Influencing factors of location selection of public bicycle leasing point

2.2 基于層次分析法的租賃點選址模型建立

參考滁州市地圖對瑯琊區(qū)交通進行粗略分析，并查閱《滁州市2010年第六次全國人口普查數(shù)據(jù)》和《2012年瑯琊區(qū)統(tǒng)計年鑒》，結合各個交通路段的交通情況、人流量、商業(yè)區(qū)分布、社區(qū)分布、高校分布和獲得的人口數(shù)據(jù)選擇人口相對集中的點，初步確定了以下路段：清流路、明光西路、天長路、瑯琊路、鳳凰西路、鳳凰路、豐樂大道、會峰路、南譙路、同樂路、醉翁路等11個路段，并根據(jù)路的實際情況選點1～11個不等，共計45個。

1.構建遞階層次結構

圖1 租賃點選址綜合評價Fig.1 Comprehensive evaluation of the location of the leased point

2.構建判斷矩陣

設要比較n個因子｛x1，x2，x3，…，xn｝某因素Z的影響大小，對任意2個因子xi和xj，以aij表示xi和xj對Z的影響大小之比，全部比較的結果用矩陣A＝（aij）n×n表示，稱A為Z～X之間的判斷矩陣[5]。

根據(jù)地理指標量化的結果，可以確定Zmn，即第n個地點的Ym的指標數(shù)據(jù)。m取值為1，2，3，4，5，分別代表家庭吸引量、商業(yè)吸引量、公共設施吸引量、非機動車道容納度和機動車道擁堵指數(shù)。以瑯琊路為例，n取值為1，2，3，4，5，代表五個備選租賃點，分別為滁州學院、滁州電大、蓮心湖公園、建設大廈和大金新百，記為地點1～5，結果如下：

通過查閱相關資料和信息構造A層和B層的判斷矩陣為：

構造出C1～C3對B1經(jīng)濟因素和C4～C5對B2交通因素的判斷矩陣為：

而在構造C與D層元素的判斷矩陣時，我們創(chuàng)新的運用查閱到的相關信息，確定D層元素之間的重要性之比。計算方法為：

因此可得出當m＝1時，瑯琊路五個備選租賃點的判斷矩陣：

其余4個指標m＝2～5的判斷矩陣計算方法相同。

3.一致性檢驗

以瑯琊路為例，應用層次分析法，求出每個指標的權重。根據(jù)瑯琊路備選租賃點選址的影響因素指標列出比較陣：

利用MATLAB計算該矩陣的特征根和最大特征值，λmax＝5.350，對應的特征向量為：

得到C.I＝0.087 5，查表知R.I＝1.12，代入公式得C.R＝0.078 125＜0.1。即可以認為整個層次比較判斷通過一致性檢驗。各指標的權重值即為特征向量的四個分量，可以求出權重：

4.層次單排序

B、C1、C2層次單排序權值如下：（0.75,0.25）T，（0.104 7,0.637 0,0.258 3）T，（0.333 3,0.666 7）TD層關于C1～C5單排序權值如下，其中第j列表示D層關于Cj的單排序權值：

進行一致性檢驗后，每個檢驗的C.R都小于0.1，因此，判斷矩陣都是合理的。

5.層次總排序與一致性檢驗

根據(jù)D層總排序的結果，可選出瑯琊路最佳的投放地點為總排序結果值的排名前兩位為建設大廈、蓮心湖花園。以此類推，其他10個路段也可以選出兩個最佳投放地點。在挑選合適的地點時，依據(jù)層次分析法所得出的參考結果，結合實際情況，最終確定如下21個租賃自行車選址的地點。

表2 瑯琊路公共自行車租賃點Tab.2 Langya Road public rental point

2.3 基于Ward法聚類分析的模型優(yōu)化

利用得到的數(shù)據(jù)，選擇4個指標處理后作為變量進行聚類分析[6,7]。這四個變量指標是：家庭吸引力量H，意愿租賃比例WR，周轉次數(shù)TN，租用頻率f（次、周）。其中家庭吸引力量H已經(jīng)在地理指標量化的步驟中獲得，其他三個指標也在之前的數(shù)據(jù)中獲取得到。根據(jù)相關資料得到，滁州市的租車時間段為6：30至21：00，還車時間段為00：00至24：00，為24 h，則：

選址點聚類變量數(shù)據(jù)如表3。聚類分析結果見表4。

表3 備選租賃點的聚類變量Tab.3 The cluster variable of the alternative lease point

表4 聚類分析結果Tab.4 Cluster analysis result

2.4 分配方案

根據(jù)走訪相關人士，了解到每期投放公共自行車的數(shù)量為1 000余輛，因此對上述站點投放分配為：第1類100輛，第2類800輛，第3類140輛。

3 結論與建議

通過對滁州市公共自行車實地調(diào)查（走訪部門，發(fā)放問卷等），建立了滁州市自行車租賃點選取和投放數(shù)量的優(yōu)化模型，這與其他城市已有的模型和結果比較，不同之處在于我們主要采用了層次分析和Ward法聚類分析研究滁州市公共自行車租賃點選取和投放數(shù)量，給出了不同街道租賃點選取位置以及每個租賃點的精確投放數(shù)量。

（1）建設公共自行車租賃智慧信息系統(tǒng)。相關部門應自行或委托專業(yè)機構建立一套公共自行車租賃信息查詢系統(tǒng)。查詢系統(tǒng)的兼容性要強，在市民普遍使用的導航地圖上可以兼容，能夠著重顯示實時位置等信息。同時，查詢系統(tǒng)要通俗易懂、方便簡捷，便于市民使用。

（2）完善借還車功能。在完善公共自行車租賃智慧信息系統(tǒng)的基礎上，采取網(wǎng)格化管理，統(tǒng)一調(diào)度。及時掌握各租賃點的車輛信息，若發(fā)現(xiàn)車已借空或停滿的租賃點，有關工作人員應盡快趕到租賃點，及時調(diào)劑，方便市民借還車。

（3）約束市民文明行為。對于市民惡意損壞自行車，并且有充分證據(jù)的，有關部門可以給予一定處罰，例如，損壞賠償、少額罰款等。對于多次損壞或者屢教不改者，應納入黑名單，禁止使用半年或一年不等。

（4）公共自行車租賃點分布要合理。根據(jù)現(xiàn)有租賃點的運行情況，將公共自行車的租賃點進行科學規(guī)劃。查漏補缺，增強自行車調(diào)動的靈活性，提高自行車的使用率。

（5）相關部門應加強對公共自行車的維修、保養(yǎng)力度。做到換季保養(yǎng)，定時檢查、修理，對長時間沒有借還車記錄的停車樁進行檢查，以便于及時檢修。