基于用戶與資源一體化的公共自行車自適應調度模式研究

呂星晨，荊云琪，孫航航

山東科技大學交通學院

基于用戶與資源一體化的公共自行車自適應調度模式研究

呂星晨，荊云琪，孫航航

山東科技大學交通學院

當前公共自行車已在國內廣大城市獲得普及使用，然而在各公共自行車租賃點經常出現“無車可借，無處還車”的尷尬局面，究其原因主要是由于自行車使用中存在分布不均勻，調度不及時造成。當前普遍采用的“人工+調度車”的調度模式不能及時感應自行車的分布不均勻性，對自行車損傷較大等問題。為了克服當前自行車調度的不足，本文提出一種基于用戶資源一體化的公共自行車自適應調度模式，其應用互聯網技術、GPS定位技術、移動通訊技術等實時進行自行車用戶、自行車、調度平臺三者之間的信息交互，調度平臺將各站點歷史數據、實時車輛信息和用戶出行需求信息在時間和空間上進行動態結合，通過分析各站點實時需求量，利用經濟手段通過獎勵機制及時而自動的引導用戶將自行車停放到合適的地點，從而實現自行車的自適應調度。

公共自行車；分布不均勻；調度不及時；資源一體化；自適應調度

1.研究背景

隨著城市化進程加快，交通擁堵問題日益突出，由于公共自行車和共享單車具有環保、便捷、經濟實用等特點，其以成為市民短距離出行及與城市公共交通銜接的首選[1]。

目前公共自行車發展不僅僅與運營模式、租賃點車輛配置、租賃點的布局有關，更與公共自行車調度密切相關，城市公共自行車租賃點少則幾百個多則幾千個，不同租賃點在不同時間段自行車借還需求量不一致，經常出現某個租賃點分布不均衡的情況[2]。因此需要經常進行車輛調度以保證租賃點自行車滿足借還需求。

2.設計內容及原理

2.1 設計思路

由于公共自行車具有低碳、環保等特點，其已成為城市解決出行“最后一公里”問題的重要選擇，公共自行車需求量的增加，經常會出現“無車可借，無處還車”的局面，當前采用“人工+調度車”調度方式無法實現及時的調度來保證站點公共自行車數量滿足站點的需求。目前流行的共享單車也存在此問題，本研究以公共自行車為主，但方法同樣適用于共享單車。

本研究提出的自行車調度模式以公共自行車租賃者作為資源使用者，在將公共自行車還到“無車可借”站點以方便下一用戶出行時成為資源提供者，以此實現公共自行車用戶與資源一體化。將公共自行車系統與移動互聯網和手機APP結合，應用GPS定位技術、移動通訊技術，依據站點公共自行車的需求量，以人的主動意識為主導、經濟獎勵為手段，引導用戶自發將自行車停放在“無車可借”的站點，實現公共自行車的自適應調度，同時也能體現城市公共自行車交通的人性化和科技化。

表1 公共自行車自適應調度APP功能展示

圖1 用戶資源一體化示意圖

2.2 方案設計

公共自行車調度平臺結合各租賃點的歷史數據和APP收集到的實時用戶OD點信息預測各租賃點公共自行車需求量；公共自行車用戶通過手機APP輸入起訖點，獲取騎行導航和自行車自適應調度方案，供用戶選擇，從而實現公共自行車的自適應調度，改變原有的調度車輛的調度方式，減少調度成本。

對于共享單車則以“劃圓法”虛擬站點，其中圓圈內即為站點，從而實現與“定點”公共自行車同樣的調度方法，本研究中不再對共享單車做特殊說明。

在自適應調度中對APP端的用戶采用積分獎勵的經濟手段實現自適應調度，獎勵的積分可以兌換騎行時長及購物、餐飲、休閑娛樂等日常生活電子優惠券，即可以吸引更多用戶選擇APP推薦的自適應調度方案。

2.2.1 公共自行車調度管理中心工作流程

公共自行車調度管理中心通過站點鎖車器對網點租賃情況進行實時監控，并通過APP獲取用戶出行信息統計各站點實時租賃情況，結合各站點歷史借還數據進行各站點公共自行車需求預測，設置調度啟動閥值，判斷用戶目的地附近需要進行調度的站點，將各站點情況實時反饋，通過APP向用戶提供騎行路徑，并提示需要調度的站點，供用戶選擇，當用戶選擇需求調度站點后，系統將向用戶發放獎勵，以此激勵用戶選擇自適應調度方案，整個流程如圖2所示。

圖2 公共自行車調度管理中心自適應調度流程

2.2.2 公共自行車自適應調度APP功能設計

基于對公行車自適應調度方案的構想，設計了APP服務系統，其包含的3項主要功能：網點車輛租賃信息實時查詢、路徑導航與調度站點提示、主動調度服務提示與優惠券包，如表1所示。

3.創新特色

（1）將公共自行車租賃系統與移動互聯網和手機APP相結合，實現租賃點和自行車使用情況數據的實時收集，并進行租賃點實時需求預測，提出了實時自適應的公共自行車調度模式；

（2）基于實際調查，提出基于用戶資源一體化的新型公共自行車調度構想，突破了傳統的“人工+調度車”調度模式，通過經濟獎勵機制實現用戶選擇自適應調度方案。

[1]周東.我國公共自行車發展現狀與趨勢[J].中國自行車，2012年

[2]張建國.城市公共自行車車輛調配問題研究[D].西南交通大學，2013年4月

指導老師：任傳祥，管德永。