共享單車的分配

王前進 理工大學理學院

1 問題重述

隨著共享經濟模式的到來與發展，共享單車在我國發展迅速，然而我國城市共享單車資源配置存在了一定的不合理性，基于我國共享單車行業現狀，搜集相關數據，分析問題：建立合理的指標，分析不同時空共享單車資源的需求量。給出不同地區共享單車的分配方法，建立適當的數學模型。

2 問題分析

通過建立合理的指標，來得到不同時空下共享單車資源的需求量情況，首要的問題是建立本文合理的評價指標。對于不同時空，我們選取一線城市中的廣州和二線城市中的青島作為分析對象，通過對影響共享單車與乘客供求關系的廣義因素進行分析。給出不同地區共享單車的分配方法，使得共享單車的數量 能夠趨于合理性。由交通指數、人口密集度、共享單車投放量、注冊量這四個指標來給出不同地區的分配方法。

3 模型假設

城市中不出現大量的人口遷入與遷出；城市中共享單車的數量短期內不會發生化；城區面積不發生大規模擴展；城市道路發展程度不會發生大變化；其它交通工具發展水平不變；城市人均收入短期內不變；數據來源真實可靠；車輛硬件情況良好；不考慮使用的會員的心理需求和個人偏好；不考慮天氣等自然因素變化對結果的影響。

4 模型的建立與求解

4.1 四個評價指標的模型建立

4.1.1 交通指數

交通指數，也稱交通擁堵指數或交通運行指數，是綜合反映道路網暢通或擁 堵的概念性指數值。交通指數取值范圍為0～10，一般可分為五個級別，即“暢通”、“基本暢通”、“輕度擁堵”、“中度擁堵”、“嚴重擁堵”，數值和交通擁堵情況成正比。

根據數據顯示，可知 2017上半年我國各大城市擁堵指數排名，其中，廣州排第 8，青島排第 10。經換算成交通指數之后廣州市交通指數為8.8，青島市交通指數為 7.8。

4.1.2 人口密集度

經獲取數據可知2017上半年廣州市人口密集度為1816人/kmz，青島市人口密集度為854人/kmz。

4.1.3 共享單車投放量

由網絡數據統計顯示，廣州市共享單車投放量共超過70萬量，青島市共享

單車投放量共超過10萬量。

4.1.4 注冊量

由網絡數據顯示可知廣州市共享單車注冊量超過 750 萬人次，青島市共享 單車投注冊量超過150萬人次。

4.1.5 共享單車需求量分析

用matlab編程用熵權法求出交通指數、人口密集度、共享單車投放量、 注冊量的權重，然后建立共享單車資源的需求量模型：

分析指標 權重值交通指數 0.0480人口密集度 0.2318共享單車投放量 0.7187會員注冊量 0.0015

得出共享單車資源的需求模型：其中：x—交通指數；y—人口密集度；z—共享單車投放量；e—會員注冊量； P—共享單車需求量。 通過對比廣州市和青島市的交通指數、人口密集度、共享單車投放量、注冊量可以得出廣州市和青島市交通指數都是屬于中度擁堵的情況，廣州市人口密度是青島市人口密度的兩倍。因此定性分析上，青島市需求量更大。通過帶入兩個對象城市分析指標數據，得到廣州市P=190.9146，青島市P=369.9284。就目前從廣州市和青島市需求量評價值來看，定量分析上青島市型的城市需求量更大。

4.2 基于價格理論不同地區共享單車分配方法

給出不同地區共享單車的分配方法，使得共享單車的數量能夠趨于合理性。由交通指數、人口密集度、共享單車投放量、注冊量這四個指標來給出不同地區的分配方法。

從定性上來看，對于廣州市交通指數低于 8.8 的地區，應當適當減少共享 單車的投放量，但是對于那些交通指數較低，但注冊人數較多城市應相對于交 通指數低，注冊人數多的城市適當增加共享單車數量。對于青島市，由于青島 市人口密集度的原因，應該較廣州市的共享單車數量相對較少，同樣，對于交 通指數低7.8 的地區應適當減少共享單車的投放量。但對于注冊量較多的城市應適當增加。

我們借鑒價格理論模型進行建模，價格需求理論是用于研究價格與需求人數的關系的方法，所以在這里我們將其應用于共享單車價格變化與找車人數的關系研究上，但是本題中并沒有價格變動這一指標，不過，因為數量方案的不同最終影響的是數量金額的不同，所以我們這里用數量金額代替價格變動這一指標。

價格需求理論指出價格與需求成負指數關系，所以我們建立如下方程：

其中：P為數量金額之前找車人數，p為數量金額之后找車人數，r為受共享

單車價格影響找車的人數占總人數的比例。在這里受共享單車價格影響，找車 的人數考慮為使用手機軟件找車的人數，而這部分人年齡分布大概在11.2- 31.2之間，我們通過查找青島統計局的各年齡人口數據，估計出青島地區r=26.7%。為了更好地體現數量前后找車人數變化情況，我們采用數量前后找車人數比

利用 Matlab 畫出函數圖象如圖：

找車人數變化率與數量金額的關系

將數據進行 SPSS 擬合函數關系，并將參數進行分析得到參數估計值，最后將各個參數進行檢驗，得到置信區間，具體如下：

5 模型評價及推廣

5.1 優點：

（1）首先考慮了影響共享單車的四個指標，并根據因素對需求量的重要程度，利用熵權法賦予各個因素權重，得到需求量的表達式。

（2）查閱資料得到各個影響因素的指標，用 Lingo 建立多目標規劃 模型得到的定價方案精確、有效。

（3）本模型以 MATLAB 軟件為工具，結合公共自行車問題特點，應用“初 始靜態優化+實時動態優化”的方法對多個連續靜態調度問題進行求解，最終實 現對動態需求調度模型的準確求解。

5.2 缺點：

（1）由于共享單車在社會山，還需考慮社會因素，本文模型是在十分理想的情況 之下分析。改進模型時考慮的因素過少，例如會員個人能力和交通等因素也會對 設計方案造成影響。

（2）本文的取值是經過多次試驗得到的，取值過大易造成模型無可行解，取值過小則時間窗的約束力度不夠。

[1]劉亞楠.共享單車發展研究分析[J].時代融,2017,(08)：251+254.

[2]周坤維.共享經濟時代的企業商業模式分析——以 ofo 共享單車為例[J].經營管理者,2017,(03)：96

[3]李敏蓮.共享單車市場調研與分析[J].財經界(學術版)，2017，版 ),2017,(05)：121- 123.