CN104318081A - 一种城市重需求性公共自行车租赁点车辆配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市重需求性公共自行车租赁点车辆配置方法，主要包括租赁点借车需求和还车车辆数的确定两个部分，首先确定重需求性公共自行车租赁点的服务半径；接着在服务半径的基础上，考虑居民出行的个人家庭影响因素和出行特性对出行方式选择的影响，建立居民出行方式选择的多元Logit模型，计算租赁点的借车需求；然后，根据公共自行车系统历史OD数据，考虑现状还车和潜在还车，确定公共自行车租赁点高峰时期的还车车辆数；最后，以高峰时期借车需求与还车车辆数的差值，确定重需求性公共自行车租赁点配车数量。本发明提出的重需求性公共自行车租赁点车辆配置方法，为出行高峰时期，城市重需求性公共自行车租赁点车辆配置提供参考。

Description

一种城市重需求性公共自行车租赁点车辆配置方法

技术领域

本发明涉及城市公共自行车租赁点车辆配置方法，具体涉及重需求性公共自行车租赁点的借车需求和还车数的确定方法，属于交通规划领域。

背景技术

城市公共自行车近年来逐渐受到“自行车—公共交通”换乘和出行距离较短居民的亲睐，它以无污染、机动灵活、使用费用低等优势，在我国各大城市发展起来。在受到居民喜欢的同时，公共自行车租赁点缺乏科学合理的车辆配置方法的问题逐渐突出，在出行高峰时期，公共自行车租赁点常会出现“无车可借”、“车无人借”的现象，不仅导致了公共资源的浪费，更耽误了人们正常出行。类似于公交站台，公共自行车租赁点也有其相应的服务半径和服务区域。将出行看做一种理性行为，则服务区域内的出行者，对比可选择的出行方式，当公共自行车的效用最大时，才会选择公共自行车。对于重需求性公共自行车租赁点，借车和还车都在进行，但比例失衡，则租赁点的车辆配置数，应为借车需求与还车需求的差值。

发明内容

本发明的目的是提出一种城市重需求性公共自行车租赁点车辆配置方法，主要包括公共自行车租赁点的借车需求的确定方法和还车车辆数的确定方法两部分，将借车需求与还车数的差值作为重需求性公共自行车租赁点应配置车辆数，满足出行者对公共自行车的需求，并减少公共资源的浪费。

本发明采用的技术方案为：一种城市重需求性公共自行车租赁点车辆配置方法，包括以下步骤：

1)确定公共自行车租赁点服务半径R；

2)确定借车需求；

在有多种出行方式的时候，出行者会选择效用最大的出行方式，根据随机效用理论，效用函数U_kn由非随机变化的部分V_kn和随机变化部分ε_kn构成，可由下式表示：

U_kn＝V_kn+ε_kn

所述ε_kn服从参数为(0,1)的二重指数分布，则出行者选择第k种方式的概率为：

$P_{\mathrm{kn}}=\frac{e^{V_{\mathrm{kn}}}}{\underset{j\∈A_n}{\mathrm{\Σ}}{e}^{V_{\mathrm{jn}}}}$

式中：V_kn为出行者n选择方式k的效用；

得出出行者选择公共自行车出行方式的条件为选择公共自行车的概率大于选择其他出行方式概率：P_{公共自行车n}>P_其他n；

式中：P_{公共自行车n}为出行者n选择公共自行车的概率，P_其他n为出行者n选择其他出行方式的概率，通过计算每位出行者各种出行方式的概率，统计符合上述条件的人数即为公共自行车借车需求数，记为N_借；

3)确定还车车辆数；

还车车辆数包括两部分：现状还车车辆数N_现还和潜在还车车辆数N_潜还，即还车车辆数：

N_还＝N_现还+N_潜还

根据公共自行车历史出行OD数据，推导得到公共自行车租赁点p到公共自行车租赁点q的还车率P_pq：

其中：P_pq＝(以p租赁点为起点，以q租赁点为终点的自行车辆数)/同时间内以p租赁点为起点的自行车辆数，

公共自行车租赁点q的潜在还车车辆数为各个公共自行车租赁点的潜在用户数与该租赁点到租赁点q的还车率的乘积之和：

其中：P_pq为公共自行车租赁点p到公共自行车租赁点q的还车率，N_p潜为公共自行车租赁点p的潜在用户数；

4)确定重需求性公共自行车租赁点车辆配置数；

重需求性公共自行车租赁点配车模型为：

N₀＝N_借-N_还

其中：其中：N₀为租赁点配置车辆数，N_借为高峰时期该租赁点的借车需求，N_还为高峰时期该租赁点的还车车辆数。

所述各出行方式的效用函数利用下式确定：

$V_{\mathrm{kn}}=\underset{z}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\θz}*x_{\mathrm{knz}}$

其中：V_kn为第n个出行者选择方式k的效用，θz为参数，x_knz为第z个影响因素在出行者n选择方式k时的属性值，影响因素主要包括：年龄、性别、收入、是否拥有家庭自行车、是否拥有家庭小汽车、出行距离、出行目的和出行费用。

有益效果：

1、本发明提出的重需求性公共自行车租赁点车辆配置方法，在考虑公共自行车服务半径的基础上，建立多元logit模型，计算每个租赁点服务区域内出行中公共自行车的承担率，确定该租赁点的借车需求；在考虑公共自行车系统科学配置后，选择公共自行车作为出行方式的比例将会增加，将还车数分为现状还车和潜在还车，以借车需求与还车车辆数的差值作为该公共自行车租赁点应该配置的车辆数。该方法比现状使用的标配和统配方法更合理科学，并可以减少公共资源的浪费。

2、本发明提出的重需求性公共自行车租赁点车辆配置方法，科学合理地确定租赁点需求的车辆数，方便和满足出行者对公共自行车的需求，提高公共自行车的使用率，同时可以减少机动车的使用，调整出行结构，满足使用需求，减少污染。

附图说明：

图1为公共自行车租赁点服务半径示意图。

图2为城市重需求性公共自行车租赁点车辆配置流程图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

(1)公共自行车租赁点服务半径R确定

对于不同的城市，以及相同城市的不同租赁点，根据经验和实地调查，得到居民可接受的距公共自行车租赁点的最大步行距离，以确定公共自行车租赁点的服务半径R，例如某市以250米为公共自行车租赁点的服务半径。

(2)logit模型原理

假设服务半径R内出行者n的选择方式的集合为A_n，第k种方式的效用函数为U_kn，则出行者n选择第i种方式的条件为：U_in>U_jn，i≠j，j∈A_n，第i种方式被选择的概率为：P(i)＝P(U_in>U_jn,i≠j,j∈A_n)。

(3)多元logit模型参数标定

居民出行可选择的方式主要有：步行、家庭自行车、公共自行车、电动车、常规公交、小汽车、地铁等，出行者选择出行方式主要受出行者个人及家庭状况、出行特性的影响，具体影响因素假设如下表所示：

效用函数可以由多种形式表示，考虑到参数标定的简单性和分析的方便性，假设V_kn与x_knz(1≤z≤8)成线性关系，则固定效用可表示为：

在对模型参数进行标定时，可以采用交通规划软件Transcad进行。可以在每个出行方式中根据经验增加或删除某些变量，以简化模型，并提高程序的运行速度。根据统计学知识，在置信水平α＝0.1时，当某一参数对应的|t|≥1.65，且参数符号正确时，则有90％的把握认为该变量对出行者选择该方式的影响显著；当|t|≤1.65时，有90％的把握认为该变量对出行者选择该方式没有影响，但此时不能随便删除变量，还要根据经验判断。

(4)借车需求确定

假设ε_kn服从参数为(0,1)的二重指数分布，则出行者选择第k种方式的概率为：得出出行者选择公共自行车出行方式的条件为选择公共自行车的概率大于选择其他出行方式概率：P_{公共自行车n}>P_其他n；通过计算每位出行者各种出行方式的概率，统计符合上述条件的人数即为公共自行车借车需求数，记为N_借。例如，某市的目标重需求性公共自行车租赁点服务区域高峰时期内共有1009次出行，在概率计算后，统计得到该1009次出行中公共自行车概率最大的次数为67，则公共自行车借车需求为67辆。

(5)还车车辆数确定

考虑由于公共自行车租赁点配车不够科学，部分有意向选择公共自行车出行的居民，改选其他可替代方式，当科学配置后，还车车辆数应包括两部分：现状还车车辆数N_现还和潜在还车车辆数N_潜还，潜在还车N_潜还为科学配置后，可能增加的还车数，所以还车车辆数包括两部分：现状还车车辆数N_现还和潜在还车车辆数N_潜还，即N_还＝N_现还+N_潜还。根据公共自行车历史出行OD数据，推导得到公共自行车租赁点p到公共自行车租赁点q的还车率P_pq，P_pq＝(以p租赁点为起点，以q租赁点为终点的自行车辆数)/同时间内以p租赁点为起点的自行车辆数。公共自行车租赁点q的潜在还车车辆数为各个公共自行车租赁点的潜在用户N_p潜与该租赁点到租赁点q的还车率的乘积之和：N_还＝N_现还+N_潜还。例如，假设某市每个租赁点潜在借车需求为N_p潜＝9辆，目标重需求性公共自行车租赁点潜在还车数N_潜还＝9辆，历史数据显示高峰时期内平均还车为22辆，则还车数为31辆。

若其他所有租赁点现状车辆配置满足需求，则各个公共自行车租赁点的潜在用户N_p潜为0，则该租赁点的潜在还车数N_潜还＝0。

(6)租赁点应配置车辆数确定

公共自行车租赁点应配置车辆数为借车需求与还车车辆数的差值，即：N₀＝N_借-N_还，式中：N₀为租赁点配置车辆数；N_借为借车车辆数；N_还为还车车辆数。针对上例，N₀＝67-(9+22)＝36辆。

至此，完成城市重需求性公共自行车租赁点车辆配置计算，为城市公共自行车资源的合理利用提供了依据和参考，如图2所示。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种城市重需求性公共自行车租赁点车辆配置方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)确定公共自行车租赁点服务半径R；

2)确定借车需求；

在有多种出行方式的时候，出行者会选择效用最大的出行方式，根据随机效用理论，效用函数U_kn由非随机变化的部分V_kn和随机变化部分ε_kn构成，可由下式表示：

U_kn＝V_kn+ε_kn

所述ε_kn服从参数为(0,1)的二重指数分布，则出行者选择第k种方式的概率为：

$P_{\mathrm{kn}}=\frac{e^{V_{\mathrm{kn}}}}{\underset{j\∈A_n}{\mathrm{\Σ}}{e}^{V_{\mathrm{jn}}}}$

式中：V_kn为出行者n选择方式k的效用；

得出出行者选择公共自行车出行方式的条件为选择公共自行车的概率大于选择其他出行方式概率：P_{公共自行车n}>P_其他n；

式中：P_{公共自行车n}为出行者n选择公共自行车的概率，P_其他n为出行者n选择其他出行方式的概率，通过计算每位出行者各种出行方式的概率，统计符合上述条件的人数即为该租赁点公共自行车借车需求数，记为N_借；

3)确定还车车辆数；

还车车辆数包括两部分：现状还车车辆数N_现还和潜在还车车辆数N_潜还，即还车车辆数：

N_还＝N_现还+N_潜还

根据公共自行车历史出行OD数据，推导得到公共自行车租赁点p到公共自行车租赁点q的还车率P_pq：

其中：P_pq＝(以p租赁点为起点，以q租赁点为终点的自行车辆数)/同时间内以p租赁点为起点的自行车辆数，

公共自行车租赁点q的潜在还车车辆数为各个公共自行车租赁点的潜在用户数与该租赁点到租赁点q的还车率的乘积之和：

其中：P_pq为公共自行车租赁点p到公共自行车租赁点q的还车率，N_p潜为公共自行车租赁点p的潜在用户数；

4)确定重需求性公共自行车租赁点车辆配置数；

重需求性公共自行车租赁点配车模型为：

N₀＝N_借-N_还

其中：其中：N₀为租赁点配置车辆数，N_借为高峰时期该租赁点的借车需求，N_还为高峰时期该租赁点的还车车辆数。

2.根据权利要求1所述的一种城市重需求性公共自行车租赁点车辆配置方法，其特征在于：所述各出行方式的效用函数利用下式确定：

$V_{\mathrm{kn}}=\underset{z}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\θz}*x_{\mathrm{knz}}$

其中：V_kn为第n个出行者选择方式k的效用，θz为参数，x_knz为第z个影响因素在出行者n选择方式k时的属性值，影响因素主要包括：年龄、性别、收入、是否拥有家庭自行车、是否拥有家庭小汽车、出行距离、出行目的和出行费用。