拉薩市共享電單車宏觀投放規(guī)模及管理研究

牛睿琪　韓世行　代銷　徐昕揚(yáng)　洪彬

摘 要：本文探討拉薩市共享電單車宏觀投放規(guī)模，制約條件為有限的城市公路網(wǎng)承載力，結(jié)合共享電單車出行狀態(tài)下周轉(zhuǎn)率與分擔(dān)比例，構(gòu)建時(shí)空消耗模型，計(jì)算拉薩市共享電單車宏觀投放規(guī)模。

關(guān)鍵詞：共享電單車 投放規(guī)模 時(shí)空消耗模型 路網(wǎng)承載力

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

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，我國(guó)各省市、自治區(qū)出現(xiàn)了非機(jī)動(dòng)車道路擁堵、交通事故發(fā)生頻繁、生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞等問 題。針對(duì)上述問題，拉薩市共享經(jīng)濟(jì)企業(yè)近年來不斷推行單車出行優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)民眾使用共享電單車進(jìn)行短距離出行。

拉薩市地處高原地區(qū)，不適合自行車等較長(zhǎng)時(shí)間需體力支撐的交通工具，導(dǎo)致拉薩市市民與旅客在較短路程時(shí)大部分選擇電動(dòng)車出行，但由于非機(jī)動(dòng)車道空間資源的限制，拉薩市區(qū)內(nèi)可承載共享電單車車輛數(shù)有限，而過量的共享電單車車輛數(shù)會(huì)造成公共空間的浪費(fèi)、共享經(jīng)濟(jì)企業(yè)成本的浪費(fèi)等，因此文以拉薩市共享電單車為研究對(duì)象，計(jì)算拉薩市共享電單車的宏觀投放規(guī)模。此研究可對(duì)政府制定有關(guān)共享電單車相關(guān)政策與共享經(jīng)濟(jì)相關(guān)企業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展提供依據(jù)以供參考。

2 選擇與分析

2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)外主要以微觀調(diào)度路徑優(yōu)化、商業(yè)模式、交通事故特征等方面研究為主。針對(duì)共享單車宏觀投放規(guī)模上限預(yù)測(cè)，文蝶斐等建立了映射共享單車在不同時(shí)空需求的指標(biāo)體系，并利用熵方法等方法構(gòu)建了調(diào)度和自行車分配的非線性規(guī)劃模型，基于該模型，提出了共享單車分配調(diào)度方案。呂曉萌等提出利用熵權(quán)法可以構(gòu)建共享單車調(diào)度分發(fā)的非線性規(guī)劃模型;周傳鈺等分析了各種軌道交通方法的優(yōu)點(diǎn)后，基于共享單車接駁和還車規(guī)則的優(yōu)勢(shì)，對(duì)交通接駁區(qū)域的自行車規(guī)模進(jìn)行了研究，并給出了共享 單車的使用量以及細(xì)化計(jì)算方法等。

2.2 模型選擇

對(duì)于城市共享電單車宏觀投放規(guī)模預(yù)測(cè)，通常使用客流數(shù)據(jù)構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，時(shí)空消耗法是比較經(jīng)典的路網(wǎng)負(fù)載測(cè)量方法。時(shí)空消耗法的優(yōu)點(diǎn)是：方法簡(jiǎn)潔實(shí)用，適用于城市共享電單車的宏 觀投放量上限預(yù)測(cè)。因此，本文將選用時(shí)空消耗模型用以計(jì)算拉薩市共享電單車宏觀投放規(guī)模上限。

3 構(gòu)建時(shí)空消耗模型

3.1 道路網(wǎng)負(fù)荷力影響要因分析

影響路網(wǎng)承載能力的因素包括外部條件約束和道路幾何特征兩部分。道路幾何特征是指道路安全等級(jí)、交叉路口與道路幾何形狀所帶來的影響，外部約束是指公共交通和停車資源的制約比例。機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道的比較，在行駛車輛、設(shè)計(jì)指標(biāo)、道路結(jié)構(gòu)等方面，均存在著明顯差異。

非機(jī)動(dòng)車道路網(wǎng)承載力是指在一定服務(wù)水平下，城市內(nèi)非機(jī)

動(dòng)車道路網(wǎng)絡(luò)中所能承擔(dān)的非機(jī)動(dòng)車最大值，影響其承載力的因素有道路結(jié)構(gòu)與等級(jí)、外部資源環(huán)境、公交系統(tǒng)和停車系統(tǒng)等， 而非機(jī)動(dòng)車道網(wǎng)承載力，則需根據(jù)非機(jī)動(dòng)車交通流的特性確定。

3.2 模型構(gòu)建

根據(jù)機(jī)動(dòng)車道路網(wǎng)廣義容量模型，在理想狀態(tài)下非機(jī)動(dòng)車道路路網(wǎng)容量為城市非機(jī)動(dòng)車道路時(shí)空資源總量與單位非機(jī)動(dòng)車 時(shí)空消耗所占量的比值數(shù)據(jù)（如（1）（2）（3）所示）。由于早晚高峰時(shí)刻共享電單車使用頻繁，此時(shí)非機(jī)動(dòng)車使用負(fù)荷最高，因此道路有效運(yùn)營(yíng)時(shí)間為非機(jī)動(dòng)車高峰運(yùn)營(yíng)小時(shí)。本項(xiàng)目將模型修正參數(shù)分為高峰時(shí)段出行修正參數(shù)和道路修正參數(shù)。高峰時(shí)段出行參數(shù)修正包括出行不平衡系數(shù)、高峰小時(shí)內(nèi)出行比重和共享單車出行比例，道路修正參數(shù)包括路口限制、道路坡度、騎行干擾、路線使用頻率和路網(wǎng)不平衡修正，因此計(jì)算實(shí)際路網(wǎng)承載能力的公式如式（4）所示。計(jì)算路網(wǎng)承載能力水平的目的是評(píng)估路網(wǎng)的運(yùn)行狀況，結(jié)合共享摩托車的使用率，可以得到路網(wǎng)中共享摩托車的極限值。（如（5）（6）（7）所示）。

C=C0/Ci （1）

C：理想條件下路網(wǎng)總?cè)萘?C0：路網(wǎng)時(shí)空資源總量;Ci：個(gè)體交通在出行時(shí)間占用道路上的空間資源。

C0=L·W·T=（∑2i=1Li·Wi）·T （2）

C0：路網(wǎng)時(shí)空資源總量;L：為自行車道長(zhǎng)度;W：為自行車道有效寬度，雙側(cè)安全間隔取0.50m;T：高峰小時(shí)數(shù)值;Li與Wi為不同等級(jí)下的非機(jī)動(dòng)車道有效寬度，i取值1～2，代表快速通過路段、主要干線路段。

Ci=hs·β·t （3）

Ci：出行時(shí)間內(nèi)交通個(gè)體占用道路時(shí)空資源;hs為自行車騎行時(shí)最小安全車頭間距;β為自行車騎行時(shí)最小安全橫向間距;t為用戶使用共享單車平均出行時(shí)間。

（4）

Cr：實(shí)際路網(wǎng)容量;R1：道路等級(jí)修正系數(shù)，快速路和主干路取0.80;R2：外界干擾系數(shù)，包括道路兩側(cè)停車的干擾以及機(jī)動(dòng)車和行人的干擾，應(yīng)根據(jù)實(shí)際道路隔離設(shè)施布置情況進(jìn)行確定;R3：路線平均使用頻率系數(shù)，根據(jù)出行者對(duì)路線熟悉程度和使用偏好確定，通常取0.70～0.80;R4：路口綜合折減系數(shù)，與路口間距、人行橫道設(shè)施和信號(hào)燈有關(guān)，取0.55;R5：城市空間不均衡系數(shù)，按照城市空間集聚特點(diǎn)和路網(wǎng)結(jié)構(gòu)確定，拉薩市取0.8;R6：高峰小時(shí)出行比重，可通過實(shí)際交通調(diào)查測(cè)得;R7：高峰小時(shí)出行不均衡系數(shù)，高峰小時(shí)內(nèi)共享單車出行量與平均每 小時(shí)共享電單車出行量之比，可通過交通調(diào)查獲得，常取1.1～1.3;η：轉(zhuǎn)換后高峰時(shí)段非機(jī)動(dòng)車中共享電單車出行狀態(tài)的出行比例;拉薩市內(nèi)非機(jī)動(dòng)車道上行駛的非機(jī)動(dòng)車主要分為5種類型：共享電單車、車、自行車、私人電動(dòng)自行車、人力三輪車，該值為5種非機(jī)動(dòng)車中出行民眾對(duì)共享電單車選擇比例，可通過實(shí)際交通調(diào)查測(cè)得。

P=N×p （5）

P：城市內(nèi)共享單車日常出行量;p：?jiǎn)诬嚾昭h(huán)率;N：拉薩市內(nèi)共享電單車總量。

（6）

ω：路網(wǎng)承載能力水平，P：城市內(nèi)共享單車日常出行量;p：?jiǎn)诬嚾昭h(huán)率;N：拉薩市內(nèi)共享電單車總量。

（7）

v：自行車騎行速度;tr：反應(yīng)時(shí)間;φ：車輪與地面黏著系數(shù);j：道路坡度;l0：前后車安全間距;lb：車身長(zhǎng)度。

（8）

3.3 等級(jí)劃分

國(guó)內(nèi)外尚沒有非機(jī)動(dòng)車道路網(wǎng)承載力的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但路網(wǎng)承載力與道路因?yàn)榉?wù)水平密切相關(guān)，所以車道的服務(wù)水平可以用來評(píng)價(jià)汽車以外的道路網(wǎng)的裝載能力。道路荷載常用于評(píng)價(jià)非機(jī)動(dòng)車路網(wǎng)的承載能力，承載能力水平評(píng)估的指標(biāo)一致。根據(jù)我國(guó)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》非機(jī)動(dòng)車道服務(wù)等級(jí)分為Ⅰ～Ⅳ級(jí)（自由騎行;穩(wěn)定騎行;限制騎行;間歇騎行）。二級(jí)以上的公 路服務(wù)水平足以保證汽車以外的車輛在公路網(wǎng)內(nèi)正常通行。三級(jí)，汽車以外的道路網(wǎng)的裝載能力接近上限，汽車以外的通行慢。四 級(jí)服務(wù)水平之上，汽車以外的路網(wǎng)處于超載運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行環(huán)境惡劣，部分路段堵塞。因此，為使非機(jī)動(dòng)車正常行駛，城市大部分的道路網(wǎng)的承載能力應(yīng)控制在二級(jí)以上服務(wù)狀態(tài)，因此本文只計(jì)算一級(jí)和二級(jí)服務(wù)水平下拉薩市共享電單車的宏觀規(guī)模上限。

3.4 調(diào)查地點(diǎn)

結(jié)合共享電單車特性與個(gè)體出行緊密相連，工作和休閑和旅行是人們出行的主要目的。選擇學(xué)校、旅游區(qū)、辦公區(qū)、商業(yè) 區(qū)和醫(yī)院等分析共享自行車在人類活動(dòng)中的使用特征商業(yè)廣場(chǎng)同時(shí)具有娛樂性，加之以小昭寺為代表的旅游區(qū)選取在拉薩市區(qū) 內(nèi) 6 種具有代表性區(qū)域，共16處地點(diǎn)：

學(xué)校：西藏藏醫(yī)藥大學(xué)、吉崩崗小學(xué);

醫(yī)院：西藏自治區(qū)藏醫(yī)院、西藏阜康醫(yī)院;旅游區(qū)：小昭寺、西藏拉薩清真大寺;

住宅區(qū)：團(tuán)結(jié)新村、甘露大廈、團(tuán)結(jié)新村社區(qū);

辦公區(qū)：西藏自治區(qū)外事辦公室、拉薩市人力資源和社會(huì)保障局、拉薩市民政局、西藏自治區(qū)城鄉(xiāng)建設(shè)廳;

商業(yè)區(qū)：拉薩市百貨大樓、神力時(shí)代廣場(chǎng)、沖賽康市場(chǎng)。

3.5 調(diào)查時(shí)間

調(diào)查日期為2021年3月25日至2021年4月8日（不包含節(jié)假日），共計(jì)11日。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)拉薩市共享電單車使用多在8：00到21：00之間，分別于每日的早晚高峰人們出行較為集中，而平常時(shí)間人們出行方式較為不歸律，因此調(diào)查事件定為每日的早晚高峰是8：30-9：30和18：30-19：30，為了排除天氣因素的干擾，調(diào)查在天氣好的時(shí)候進(jìn)行。

3.6 數(shù)據(jù)采集

3.6.1 實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)

電單車身長(zhǎng)度lb=1.5m;電單車高峰小時(shí)T=1h;

高峰小時(shí)出行比重為R6=15.01%;

拉薩市非機(jī)動(dòng)車道路寬：快速路3.5m，主干路3m;

拉薩市折算后高峰小時(shí)內(nèi)的共享電單車出行分擔(dān)比例η：在北京東路路口與小昭寺路交叉口非工作日晚高峰18：30-19：30內(nèi)對(duì)非機(jī)動(dòng)車中的5類非機(jī)動(dòng)車數(shù)量（共享電單車、共享自行車、私人自行車、私人電動(dòng)自行車、人力三輪車）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，η經(jīng)調(diào)查為0.35。

3.6.2 網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)獲知數(shù)據(jù)

反應(yīng)時(shí)間tr=0.7s;

電單車前后安全距離l0=1m;

電單車騎行時(shí)的最小安全橫向距離β=1m;

拉薩市區(qū)一級(jí)道路總長(zhǎng)為135.354km;二級(jí)道路總長(zhǎng)為76.789km;

拉薩市共享私家車的用戶使用總平均旅行時(shí)間t=0.3h;自行車的行駛速度v=20km·h-1;反應(yīng)時(shí)間tr=0.7s;取道路坡度修正系數(shù)R1：高速公路和主干道為0.80;對(duì)于外部干擾系數(shù)R2：對(duì)于有機(jī)械和非隔離設(shè)施的高速公路和主干道，由于騎行主要受 行人影響，所以快速道路和主干道的值為0.7;將根平均使用頻率系數(shù)在R3=0.75。交叉口總折射率R4=0.55;拉薩市區(qū)顯示為“一”字形條狀群空間形式，因此將R5的值定位0.80;將高峰小時(shí)出行不均衡系數(shù)定為R7=1.2;車輪和地面的附著系數(shù)φ=0.5;電 動(dòng)自行車出行狀態(tài)時(shí)的最小安全橫距離β=1 m;道路坡度j=0;電動(dòng)自行車前后安全距離l0=1m。

3.6.3 其他數(shù)值

拉薩市共享電動(dòng)車的用戶使用總平均旅行時(shí)間t=0.3h。自行車的運(yùn)行速度v=20km;騎行時(shí)最小安全頭部距離hs=6.3 m;乘坐共享電單車時(shí)的最小安全水平距離β=1m;共享自行車R的周轉(zhuǎn)率反映了拉薩用戶的需求，因此數(shù)據(jù)難以獲取，且各不相同用 戶和需求管理，因此周轉(zhuǎn)率R被視為一個(gè)變量。

3.7 結(jié)果分析

基于以上數(shù)據(jù)，也就是說，從兩個(gè)不同道路的裝載力水平的共有自行車的數(shù)量來看，隨著移動(dòng)率的增加，共有小汽車的總量減少。因?yàn)楣蚕碜孕熊嚨奈恢脹]有固定，所以平均使用時(shí)間短，企業(yè)想增加周轉(zhuǎn)率。此時(shí)移動(dòng)率可達(dá)到2.0。共享電單車達(dá)到22988輛時(shí)，道路的承載力在二級(jí)水平的上限。因此，為了保證拉薩市民開車以外的車輛出行，拉薩的共享電單車的規(guī)模應(yīng)該控制在22988輛以內(nèi)。

4 結(jié)語

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，分析結(jié)果如表所示，即從兩個(gè)不同道路裝載能力水平下的共有單車的數(shù)量來看，隨著移動(dòng)率的增加，共有電 動(dòng)自行車的投入總量正在減少。共享電單車的位置沒有固定，平均使用時(shí)間短。因此，公司希望提高周轉(zhuǎn)率。這時(shí)候線速可以是2.0。當(dāng)共享電單車的數(shù)量為22988輛時(shí)，道路裝載力是II 級(jí)的上限。因此，為了保證拉薩市民開車以外的車輛出行，拉薩的共享電單車的規(guī)模應(yīng)該控制在22988輛以內(nèi)，并且此項(xiàng)目還對(duì)市民對(duì)拉薩市共享電單車的滿意程度進(jìn)行了問卷調(diào)查，可更好的為企業(yè)和政府進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的解決措施提供數(shù)據(jù)。

針對(duì)目前拉薩共享單車緊缺問題，提出建議：建議使用非機(jī)動(dòng)車大數(shù)據(jù)，增強(qiáng)共享電單車電車監(jiān)管機(jī)制，且在適當(dāng)位置合理增加共享電單車數(shù)量，并增加一系列的配套設(shè)施。此研究成果對(duì)電單車的管理、政策、運(yùn)營(yíng)等相關(guān)政策的制定有參考價(jià)值。

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