银川市“共享汽车”投放网点的最优布局

田佳鑫 马 娟 胡雯雯 朱佳春

(宁夏大学新华学院，宁夏 银川750021）

1 概述

近年来，随着网络时代的到来，人们的生活发生了翻天覆地的变化。共享服务行业的共享单车、共享汽车发展迅捷，共享汽车的出现也使共享的理念逐渐被人们所接受，尤其以青年大学生及企业白领人员为主。但是，经调查发现车辆停靠、车辆投放不均衡等问题不仅仅是影响用户能否方便使用共享汽车的重要因素，同时也影响着共享汽车的推广和使用，尤其是在使用共享汽车较为频繁的中心城区问题会更加严重，因为这些地方的停车位本身就存在严重紧张的问题，而共享汽车的出现，使得问题加剧[1-3]。目前对共享汽车投放网点布局优化的研究较少，所研究的更多的是理论方面，如简单的评价、对比模型[4]。本文创建的模型主要是针对银川市共享汽车投放网点最优布局的分布，模型中目标函数为使投放网点距居民的路程最短且设置数量最合适，约束条件是投放网点需吸引居民到达的周边面积为吸引范围、汽车行驶的最大距离等。

2 模型设计

2.1 参数说明

以上标记如图1 所示。

图1 区域内停车区基本参数设计

模型假设条件如下:

假设2：由于共享汽车出行形式为中短途，根据实际情况，假设共享汽车每次行驶的距离值最大为S（单位Km）（S 在算法中可取200Km）；

假设4：只要有投放网点，共享汽车就可使用或停放，且共享汽车不会出现燃料缺失的问题。

2.2 目标函数

正常情况下，市民在出行方式的选择中，除锻炼身体外会选择最短距离的出行方式,同时还会考虑交通拥堵的实际情况，这里有以下目标函数：

2.2.1 共享汽车通常用于短途旅行，如果居民去共享汽车投放网点的路程较远，就难以满足使用初衷. 因而要尽量使居民到达目的地时步行的路程最短,则有

2.2.2 设置的投放网点数量应适当，数量较少则使用不便，数量较多会增加道路交通的压力，导致出现交通拥堵的现象。所以，投放网点数量和位置的设计应该是在保障目标函数（1）后，建设适量的投放网点，共享汽车的停车位也更合理方便，则有：

2.3 约束条件

与共享单车停放的任意特性不同，共享汽车随意停放占用的面积比共享单车大，另外，投放网点设备的固定也有一定的要求，制约条件更加严格，主要表现在以下方面：因为目标函数中要求设置的投放网点不宜过多导致交通运输不便，同时又要保障一定数量的投放网点，这样居民出现使用共享汽车就更方便了，因此利用约束条件来选择合适的构造数目，如果市民所在节点投放网点，则应到相邻节点，考虑步行或共享单车。 以实现假设市民任意一端步行距离不超过a（单位Km）（a 值为2），即总行走距离不超过2a，则有:

其中节点m、n 为投放点，i、j 为居民起止点，若起止点就为投放点，此时Lmin变为Lii，即取值为0。

行程距离限制，单趟车次行驶距离不超过200 公里，市民通常只开一次共享汽车。因此，任意两个直通节点之间的最大距离约束如下：

节点吸引范围，可以解释为市民在使用共享汽车出行时，能接受的停放网点所距离自己的一个范围，在范围内有投放网点就会选择使用共享汽车出行，否则选择其他方式出行，进而得到：

其他约束限制：

由上文分析，构建共享汽车投放网点布局优化模型如下：

3 算例验证

假设银川市某区中适用于设置投放网点的节点有个，记为节点（1）至（25），城市路线网状图如图2 所示，图中的数字表示道路Kij的距离，节点旁边括号中的数字分别表示该节点的吸引范围，为了便于计算，假设每个节点之间的吸引量是一个相同的定值，取值为1。

图2 路网节点示意图

根据上文所构建的模型，在预计算、调整，最终确定各个参数值为：最大进化代数B=100，通过使用Matlab 软件进行求解，在计算100 次后趋于稳定，可求得最优解,其综合目标函数minf（c）=0.3767,多目标规划的两个函数的值分别为=681.6（Km）和 minZ2=8（个）。

以上过程可看出，在得到的可行解中，当节点较少时，获得的目标函数较优，同时，计算所需要的时间大幅度减少，总体来说，在计算共享汽车投放网点布局优化模型问题时，在满足模型中提出的约束条件的基础上，所得到结果较为合理，同时还获得了最优方案方案。

4 结论及建议

根据使用过共享汽车的调查反馈，在使用过程中使用弊端主要是在停放时不方便，约车不便捷。在使用过程中乱停乱放也是影响人们是否选择共享汽车的主要原因。

通过以上结论，本文给出以下建议：

4.1 增加共享汽车停放区域，在学校附近和行人密集地区设置共享汽车停放区域，对车道进行规划和停放标语的设置。

4.2 引导公民按规则停放共享汽车。

4.3 政府完善配套城市管理服务，组织交通城管等工作人员加强监察频率，加大处罚力度，及时处理问题。