共享单车的使用研究

2017-09-18代诗蕊

成功 2017年5期

关键词：使用量需求量差值

代诗蕊

宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021

共享单车的使用研究

代诗蕊

宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021

本文通过相关数据对共享单车的时空分布情况进行分析，并运用数据统计有关方法，建立相关的数学模型，得出共享单车的最优调选和最优投放方案。

共享单车；时空分布；最优调选；投放方案

一、共享单车相关分析的符号约定

g(i,j):共享单车从i区域到j区域的实际使用量；

Lij：共享单车从i区域到j区域的需求量；

△ij:共享单车从i区域到j区域的实际使用量与需求量之间的差值；

E△ij：共享单车的使用量与需求量之间的差值的平均值；

F(i,j)：优化后的共享单车从i区域到j区域的投放量；

T：共享单车增加量，本文为确定值100；

二、共享单车的时空分布情况

要对共享单车的时空分布情况进行分析，首先需要得到共享单车相关的骑行数据。很多共享单车公司的单车都有GPS定位，能够实现动态化地监测车辆数据、骑行分布数据，进而对单车做出全天候供需预测，为车辆投放、调度和运维提供指引。

（一）共享单车的时空分布情况的分析思路

根据给出的骑行数据，要对共享单车的时空分布情况进行估计，则首先需要对所提供的数据做必要的处理，进行相应地整理和统计。为了得出共享单车的时空分布情况，本文根据骑行数据的出发时间，将其划分为不同的时间段，再通过对骑行数据中数据的整理统计，从而得出不同时间段10个区域之间共享单车的来去数量。

（二）共享单车的时空分布情况的分析过程

首先，将骑行数据导入Excel中。运用IF函数将每个序号的各个行程的出发区域表示出来，然后，对Excel表中的出发时间数据进行观察，可以得出最早出发时间与最晚出发时间分别为360.21、1409.78。因此我们将出发时间分为4个时间段，分别为：[300,600）、[600,900）、[900,1200）、[1200,1500]。分别对以上四个时间段内，10个区域之间共享单车来去数量进行统计即可得出结论。将整理出来的数据导入Matlab建立三维模型，将出发区域列为矩阵A，将到达区域列为矩阵B，将数量矩阵列为矩阵C，调用Matlab中surf函数做出时空分布图。

三、优化共享单车调度问题

（一）优化共享单车调度问题的分析思路

对于解决如何优化共享单车的调度的问题，就需要对比共享单车在10个区域往返之间的实际使用量和需求量的差值。因为在实际操作中，不可能使各区域的实际使用量与需求量完全相等，所以需要找出10个区域中往返之间的实际使用量与需求量差值最小的那个值，转而求出差值的最小方差。当方差最小时，则每个差值等于原差值与平均值之差，再通过求出的差值计算出在各区域内应该投放的共享单车数量，则为最优的调选方案。

（二）优化共享单车调度问题的分析过程

1、模型的建立

2、程序的编写

根据所建立的模型在Matlab中编写相应的程序，将事先整理好的所用到的数据导入Matlab中，运行得出各区域内应该投放的共享单车数量。

3、得出的优调方案

得出的D矩阵，即各区域内应该投放的共享单车数量，如下表所示：

四、共享单车最优投放方案

（一）共享单车最优投放方案的分析思路

根据前面得出的共享单车在各区域往返之间的实际使用量与需求量的差值比，本文将新增加的这100辆单车按差值比例投放到各区域中。由于共享单车必须同时满足总投放数为100和投放数为整数两个条件，则需要对数据进行相应的调整。调整方案如下：将新增加的这100辆单车按差值比例四舍五入投放到各区域中，若各区域中增加的车辆数之和大于100，就需要将差值比例中较小的值抹去，使实际值等于100；若各区域中增加的车辆数之和小于100，就需要将差值比例中较大的值增加，使实际值等于100。

（二）优化共享单车调度问题的分析过程

1、模型的建立

F(i,j)’=F(i,j)+int(△ij*T/sum△ij)

2、程序的编写

根据所建立的模型在Matlab中编写相应的程序，将事先整理好的所用到的数据导入Matlab中，运行得出初步的共享单车投放数。

3、数据的进一步处理

将得出的初步共享单车投放数进行求和，发现总数量超过100，则需要对△ij进行大小筛选，找出比较小的值。在前面得出的初步共享单车投放数中，将该值改为0，使在该区域不投放，从而保证投放总数为100。