拉薩市共享電單車宏觀投放規模及管理研究

牛睿琪　韓世行　代銷　徐昕揚　洪彬

摘 要：本文探討拉薩市共享電單車宏觀投放規模，制約條件為有限的城市公路網承載力，結合共享電單車出行狀態下周轉率與分擔比例，構建時空消耗模型，計算拉薩市共享電單車宏觀投放規模。

關鍵詞：共享電單車 投放規模 時空消耗模型 路網承載力

Research on macro launch scale and management of shared motorcycles in Lhasa

Niu Ruiqi，Han Shihng，Dai Xiao，Xu Xinyang，Hong Bin

Abstract：This paper discusses the macro launch scale of shared motorcycles in Lhasa. The restrictive condition is the limited carrying capacity of urban highway network. Combined with the next week's rotation rate and sharing proportion of shared motorcycles， this paper constructs a space-time consumption model to calculate the macro launch scale of shared motorcycles in Lhasa.

Key words：shared motorcycles， launch scale， space-time consumption model， road network carrying capacity

1 引言

隨著我國經濟的快速增長，我國各省市、自治區出現了非機動車道路擁堵、交通事故發生頻繁、生態環境受到嚴重破壞等問 題。針對上述問題，拉薩市共享經濟企業近年來不斷推行單車出行優惠政策，鼓勵民眾使用共享電單車進行短距離出行。

拉薩市地處高原地區，不適合自行車等較長時間需體力支撐的交通工具，導致拉薩市市民與旅客在較短路程時大部分選擇電動車出行，但由于非機動車道空間資源的限制，拉薩市區內可承載共享電單車車輛數有限，而過量的共享電單車車輛數會造成公共空間的浪費、共享經濟企業成本的浪費等，因此文以拉薩市共享電單車為研究對象，計算拉薩市共享電單車的宏觀投放規模。此研究可對政府制定有關共享電單車相關政策與共享經濟相關企業長久發展提供依據以供參考。

2 選擇與分析

2.1 國內外研究現狀

目前國內外主要以微觀調度路徑優化、商業模式、交通事故特征等方面研究為主。針對共享單車宏觀投放規模上限預測，文蝶斐等建立了映射共享單車在不同時空需求的指標體系，并利用熵方法等方法構建了調度和自行車分配的非線性規劃模型，基于該模型，提出了共享單車分配調度方案。呂曉萌等提出利用熵權法可以構建共享單車調度分發的非線性規劃模型;周傳鈺等分析了各種軌道交通方法的優點后，基于共享單車接駁和還車規則的優勢，對交通接駁區域的自行車規模進行了研究，并給出了共享 單車的使用量以及細化計算方法等。

2.2 模型選擇

對于城市共享電單車宏觀投放規模預測，通常使用客流數據構建預測模型，時空消耗法是比較經典的路網負載測量方法。時空消耗法的優點是：方法簡潔實用，適用于城市共享電單車的宏 觀投放量上限預測。因此，本文將選用時空消耗模型用以計算拉薩市共享電單車宏觀投放規模上限。

3 構建時空消耗模型

3.1 道路網負荷力影響要因分析

影響路網承載能力的因素包括外部條件約束和道路幾何特征兩部分。道路幾何特征是指道路安全等級、交叉路口與道路幾何形狀所帶來的影響，外部約束是指公共交通和停車資源的制約比例。機動車道和非機動車道的比較，在行駛車輛、設計指標、道路結構等方面，均存在著明顯差異。

非機動車道路網承載力是指在一定服務水平下，城市內非機

動車道路網絡中所能承擔的非機動車最大值，影響其承載力的因素有道路結構與等級、外部資源環境、公交系統和停車系統等， 而非機動車道網承載力，則需根據非機動車交通流的特性確定。

3.2 模型構建

根據機動車道路網廣義容量模型，在理想狀態下非機動車道路路網容量為城市非機動車道路時空資源總量與單位非機動車 時空消耗所占量的比值數據（如（1）（2）（3）所示）。由于早晚高峰時刻共享電單車使用頻繁，此時非機動車使用負荷最高，因此道路有效運營時間為非機動車高峰運營小時。本項目將模型修正參數分為高峰時段出行修正參數和道路修正參數。高峰時段出行參數修正包括出行不平衡系數、高峰小時內出行比重和共享單車出行比例，道路修正參數包括路口限制、道路坡度、騎行干擾、路線使用頻率和路網不平衡修正，因此計算實際路網承載能力的公式如式（4）所示。計算路網承載能力水平的目的是評估路網的運行狀況，結合共享摩托車的使用率，可以得到路網中共享摩托車的極限值。（如（5）（6）（7）所示）。

C=C0/Ci （1）

C：理想條件下路網總容量;C0：路網時空資源總量;Ci：個體交通在出行時間占用道路上的空間資源。

C0=L·W·T=（∑2i=1Li·Wi）·T （2）

C0：路網時空資源總量;L：為自行車道長度;W：為自行車道有效寬度，雙側安全間隔取0.50m;T：高峰小時數值;Li與Wi為不同等級下的非機動車道有效寬度，i取值1～2，代表快速通過路段、主要干線路段。

Ci=hs·β·t （3）

Ci：出行時間內交通個體占用道路時空資源;hs為自行車騎行時最小安全車頭間距;β為自行車騎行時最小安全橫向間距;t為用戶使用共享單車平均出行時間。

（4）

Cr：實際路網容量;R1：道路等級修正系數，快速路和主干路取0.80;R2：外界干擾系數，包括道路兩側停車的干擾以及機動車和行人的干擾，應根據實際道路隔離設施布置情況進行確定;R3：路線平均使用頻率系數，根據出行者對路線熟悉程度和使用偏好確定，通常取0.70～0.80;R4：路口綜合折減系數，與路口間距、人行橫道設施和信號燈有關，取0.55;R5：城市空間不均衡系數，按照城市空間集聚特點和路網結構確定，拉薩市取0.8;R6：高峰小時出行比重，可通過實際交通調查測得;R7：高峰小時出行不均衡系數，高峰小時內共享單車出行量與平均每 小時共享電單車出行量之比，可通過交通調查獲得，常取1.1～1.3;η：轉換后高峰時段非機動車中共享電單車出行狀態的出行比例;拉薩市內非機動車道上行駛的非機動車主要分為5種類型：共享電單車、車、自行車、私人電動自行車、人力三輪車，該值為5種非機動車中出行民眾對共享電單車選擇比例，可通過實際交通調查測得。

P=N×p （5）

P：城市內共享單車日常出行量;p：單車日循環率;N：拉薩市內共享電單車總量。

（6）

ω：路網承載能力水平，P：城市內共享單車日常出行量;p：單車日循環率;N：拉薩市內共享電單車總量。

（7）

v：自行車騎行速度;tr：反應時間;φ：車輪與地面黏著系數;j：道路坡度;l0：前后車安全間距;lb：車身長度。

（8）

3.3 等級劃分

國內外尚沒有非機動車道路網承載力的分級標準，但路網承載力與道路因為服務水平密切相關，所以車道的服務水平可以用來評價汽車以外的道路網的裝載能力。道路荷載常用于評價非機動車路網的承載能力，承載能力水平評估的指標一致。根據我國《城市道路工程設計規范》非機動車道服務等級分為Ⅰ～Ⅳ級（自由騎行;穩定騎行;限制騎行;間歇騎行）。二級以上的公 路服務水平足以保證汽車以外的車輛在公路網內正常通行。三級，汽車以外的道路網的裝載能力接近上限，汽車以外的通行慢。四 級服務水平之上，汽車以外的路網處于超載運行狀態，運行環境惡劣，部分路段堵塞。因此，為使非機動車正常行駛，城市大部分的道路網的承載能力應控制在二級以上服務狀態，因此本文只計算一級和二級服務水平下拉薩市共享電單車的宏觀規模上限。

3.4 調查地點

結合共享電單車特性與個體出行緊密相連，工作和休閑和旅行是人們出行的主要目的。選擇學校、旅游區、辦公區、商業 區和醫院等分析共享自行車在人類活動中的使用特征商業廣場同時具有娛樂性，加之以小昭寺為代表的旅游區選取在拉薩市區 內 6 種具有代表性區域，共16處地點：

學校：西藏藏醫藥大學、吉崩崗小學;

醫院：西藏自治區藏醫院、西藏阜康醫院;旅游區：小昭寺、西藏拉薩清真大寺;

住宅區：團結新村、甘露大廈、團結新村社區;

辦公區：西藏自治區外事辦公室、拉薩市人力資源和社會保障局、拉薩市民政局、西藏自治區城鄉建設廳;

商業區：拉薩市百貨大樓、神力時代廣場、沖賽康市場。

3.5 調查時間

調查日期為2021年3月25日至2021年4月8日（不包含節假日），共計11日。通過調查發現拉薩市共享電單車使用多在8：00到21：00之間，分別于每日的早晚高峰人們出行較為集中，而平常時間人們出行方式較為不歸律，因此調查事件定為每日的早晚高峰是8：30-9：30和18：30-19：30，為了排除天氣因素的干擾，調查在天氣好的時候進行。

3.6 數據采集

3.6.1 實際測量數據

電單車身長度lb=1.5m;電單車高峰小時T=1h;

高峰小時出行比重為R6=15.01%;

拉薩市非機動車道路寬：快速路3.5m，主干路3m;

拉薩市折算后高峰小時內的共享電單車出行分擔比例η：在北京東路路口與小昭寺路交叉口非工作日晚高峰18：30-19：30內對非機動車中的5類非機動車數量（共享電單車、共享自行車、私人自行車、私人電動自行車、人力三輪車）進行統計，η經調查為0.35。

3.6.2 網絡大數據獲知數據

反應時間tr=0.7s;

電單車前后安全距離l0=1m;

電單車騎行時的最小安全橫向距離β=1m;

拉薩市區一級道路總長為135.354km;二級道路總長為76.789km;

拉薩市共享私家車的用戶使用總平均旅行時間t=0.3h;自行車的行駛速度v=20km·h-1;反應時間tr=0.7s;取道路坡度修正系數R1：高速公路和主干道為0.80;對于外部干擾系數R2：對于有機械和非隔離設施的高速公路和主干道，由于騎行主要受 行人影響，所以快速道路和主干道的值為0.7;將根平均使用頻率系數在R3=0.75。交叉口總折射率R4=0.55;拉薩市區顯示為“一”字形條狀群空間形式，因此將R5的值定位0.80;將高峰小時出行不均衡系數定為R7=1.2;車輪和地面的附著系數φ=0.5;電 動自行車出行狀態時的最小安全橫距離β=1 m;道路坡度j=0;電動自行車前后安全距離l0=1m。

3.6.3 其他數值

拉薩市共享電動車的用戶使用總平均旅行時間t=0.3h。自行車的運行速度v=20km;騎行時最小安全頭部距離hs=6.3 m;乘坐共享電單車時的最小安全水平距離β=1m;共享自行車R的周轉率反映了拉薩用戶的需求，因此數據難以獲取，且各不相同用 戶和需求管理，因此周轉率R被視為一個變量。

3.7 結果分析

基于以上數據，也就是說，從兩個不同道路的裝載力水平的共有自行車的數量來看，隨著移動率的增加，共有小汽車的總量減少。因為共享自行車的位置沒有固定，所以平均使用時間短，企業想增加周轉率。此時移動率可達到2.0。共享電單車達到22988輛時，道路的承載力在二級水平的上限。因此，為了保證拉薩市民開車以外的車輛出行，拉薩的共享電單車的規模應該控制在22988輛以內。

4 結語

根據以上數據，分析結果如表所示，即從兩個不同道路裝載能力水平下的共有單車的數量來看，隨著移動率的增加，共有電 動自行車的投入總量正在減少。共享電單車的位置沒有固定，平均使用時間短。因此，公司希望提高周轉率。這時候線速可以是2.0。當共享電單車的數量為22988輛時，道路裝載力是II 級的上限。因此，為了保證拉薩市民開車以外的車輛出行，拉薩的共享電單車的規模應該控制在22988輛以內，并且此項目還對市民對拉薩市共享電單車的滿意程度進行了問卷調查，可更好的為企業和政府進行相對應的解決措施提供數據。

針對目前拉薩共享單車緊缺問題，提出建議：建議使用非機動車大數據，增強共享電單車電車監管機制，且在適當位置合理增加共享電單車數量，并增加一系列的配套設施。此研究成果對電單車的管理、政策、運營等相關政策的制定有參考價值。

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