旅游城市的公共自行車網絡規劃方法研究

葉云濤

（長安大學 汽車學院，陜西 西安 710064）

引言

機動車數量的激增直接造成了城市污染和交通擁擠的問題。隨著公共交通的發展，公共自行車項目的出現提出了解決這兩個問題的新思路。根據研究數據，在不超過6公里的城市出行距離內，自行車通行大約需要30分鐘，機動車行駛時間大約需要35分鐘。在短途旅行中，自行車比公共交通具有更大的優勢[1]。在中國，大多數城市的規劃結構是一個單一的中心，市中心的等效半徑約為6-10公里[2]。在此范圍內，隨著公共自行車的發展和許多共享自行車的投入，自行車交通的優勢顯著，在完成交通“最后一公里”中起著重要作用。當前我國的自行車交通普遍存在機非混行、基礎停車設施不完善、站點信息反饋不到位、相關法律欠缺等問題，影響了自行車交通在城市交通中的發展。研究結合國內外研究情況，提出了公共自行車站點規劃及其評價方法。

1 公共自行車網絡規劃方法研究

對公共自行車網絡的規劃設計從三個方面展開。

1.1 需求量預測

在需求量預測的方法選擇中，首先考慮了時間序列預測法中的二次指數平滑法，該預測方法對數據量要求不高，適用于具有明顯變化趨勢時間序列的預測。該模型預測過程如下：

公式中各字母含義如下：

α：平滑系數

Yt+T：第t+T期的預測值

T：由t期向后推移期數

其次，對灰色預測模型[3]進行分析，該模型預測過程如下：

初始序列：

累加序列：

建立矩陣B，y：

利用最小二乘法求解a，u可得下式：

根據上述公式，將X(0)（1）當做初始值，可得數據預測模型為：

1.2 站址規劃模型

站址規劃模型的選擇中，分析了離散工廠選址模型、最大覆蓋模型、集合覆蓋模型、p-中心模型、p-中位模型[4]。在進行規劃設計的過程中，需要同時進行定性和定量的分析，覆蓋模型的適用條件是確保每個站點具有足夠的服務能力，但是在景區出行高峰的時候，站點的服務能力難以維持，因此最終采用以需求量和需求點到站點距離乘積之和最小為目標的p-中位模型，該模型如下：

M：表示需求點的集合

N：表示設施候選點的集合；

Ui：需求點i的需求量；

dij：需求點i到設施點j的距離；

p：站點建設的數量；

xj：若在候選點j建站，則值為1；若不建站，則值為0；

yij：若需求點i的需求被分配給設施點j則值為1；否則為0。

1.3 站址評價模型

站址評價模型參考有關文獻，選擇基于AHP的模糊綜合評判法，該方法適用于自行車網絡規劃的評價，能考慮到多種影響因素[5][6]。首先建立公共自行車評價指標模型如圖1，因素的重要度用表1表示：

圖1 公共自行車站點選址評價體系

表1 公共自行車站點分布綜合評價指標體系

隨后根據圖1、表1建立判斷矩陣：

表2 A-O判斷矩陣

計算最大特征根λmax=2.29，CI=-0.355，RI=0.58，CR=-0.612≤0.1；所以該矩陣的一致性可以接受。

表3 O1-C判斷矩陣

表4 O2-C判斷矩陣

表5 O3-C判斷矩陣

最后選用集合P={p1，p2，p3，p4，p5}，分別對應{非常合適建站、較合適建站、合適建站、較不合適建站、不適合建站}[7]。

2 案例分析

2.1 區域分析

在確定了公共自行車網絡規劃方法后，以大唐芙蓉園為例，大唐芙蓉園風景區以其獨特的唐文化園林景觀吸引了眾多游客。據統計，曲江新區風景區占25%以上，居民區約占50%，商業區和學區分別占10%。結合數據和現場調查，標記出了該景點的14個主要需求點，如圖2所示：

圖2 大唐芙蓉園景區圖

黑色虛線表示風景區附近的區域，分為 6個區域，1-3個區域是住宅區，4-6個區域是商業區，沿途的8、9、10、14個代表公交車站，點12是地鐵4號線大唐芙蓉公園站點，點7、11和13則是大唐芙蓉園景點的三個入口。根據實地調查的結果，確定備選點分布，候選點的選擇條件是將能夠建立停車點的位置設置為替代點，如圖3所示：

圖3 公共自行車備選點集合圖

2.2 需求預測

考慮到共享單車的出行對公共自行車的沖擊，利用2014-2018年的數據，如表6所示：

表6 2014-2018年西安市公共自行車的日平均使用量

根據表6，近年來公共自行車使用人數呈明顯上升趨勢。因此，相應的平滑系數應更大，以確保最新數據對最終預測結果的影響并提高預測結果的可靠性。α將以0.8納入計算：采用預測值比實際值較低的二次指數平滑法的預測結果，即研究區域內的日均需求量為3516人次，并進行需求量分配，分配結果如表7：

表7 各需求點需求量表

考慮到站點的最大覆蓋范圍是500米，因此消除與需求區域距離超過500米的站點， 最終根據p-中位模型的原理，最終的規劃布局如圖4：

圖4 站點分布圖

2.3 需求預測

結合對相關文獻的歸納和前文的評價指標體系，構建對規劃布局的評價集，形成以下要素矩陣：

經過合成運算，得到準則層的綜合評價決策矩陣如下：

對目標景區的公共自行車站點適宜度規劃的模糊評價結果為：

對矩陣B進行歸一化：

B*的元素表示了此區域內公共自行車站點規劃設計的適宜度所對應的評價集中各個級別的隸屬程度，其中第三項指標0.464最大，對應的模糊綜合評價內容為“合適”，說明站點的規劃是合理的。

3 結論

論文綜合考慮了灰色預測模型和二次指數平滑預測法的預測性能，對研究區域內的日均需求量和游客用車需求量進行了預測，并按照研究區域實地情況進行了需求量分配。隨后采用 P-中位模型進行了站點的布局規劃，利用基于 AHP的模糊綜合評判法評價該站點布局規劃，構建了景區公共自行車站點規劃方法體系，結果表明上述方法進行的站點布局規劃是合理的。