自行车共享交通系统发展与对策分析

自行车共享交通系统提高了自行车的利用率,可改善城市交通出行结构,缓解交通拥挤,减少交通污染,有利于低碳高品质城市的实现和城市交通可持续发展战略的实施。在对自行车共享交通系统及其国内外发展历程、现状分析研究的基础上,指出现状条件下自行车共享交通系统的具体实施障碍,并为我国自行车共享交通系统的发展提供相关建议。

大数据驱动的大型自行车共享系统及其站点车辆再平衡研究

近年来,大数据、云计算与物联网为复杂系统的组织与管理提供了有力的新型信息化技术,并引起了企业的组织架构与运营机制的多方面变化.基于此,本文首先针对大数据驱动的大型自行车共享系统构建了一个新的随机模型,既表达了大数据的重要作用,又描述了大型自行车共享系统的运营过程,特别是使用卡车对各个站点自行车的再平衡.其次,本文提出了一种研究大数据驱动的大型自行车共享系统的平均场极限理论,包括利用平均场理论建立非时齐的排队系统,由非时齐的排队系统建立系统的平均场方程组;给出了经验测度过程(empirical measure process)的非线性生灭过程,提出了分段结构下生灭过程的固定点的有效算法,由此能够计算每个站点稳态平均自行车数;用数值算例分析了每个站点稳态平均自行车数是如何依赖于自行车共享系统中的一些关键参数的.基于此,本文对大数据在大型自行车共享系统中所引起的物理效应进行了建模分析,从而为大型自行车共享系统的随机分析提供了一个极有研究潜力的重要发展方向.

大型自行车共享系统的平均场极限理论与排队模型研究

人口的快速增长与空间的高度城市化带来了汽车尾气污染等环境污染问题,这已成为影响社会可持续发展的主要制约因素。基于此,近十年来自行车共享系统在世界多个国家的许多重要城市获得了高度重视并取得了迅速发展。然而,相比于自行车共享系统的快速发展,其相关研究却并未取得较大进展,主要原因在于它是一个大型的复杂系统,涉及密集的城市交通、异构的运营环境、多重的顾客偏好选择以及多渠道的收益管理等多种关联因素。在这种背景下,本文建立了一个通用的大型自行车共享系统,并提出了一种基于平均场极限理论与非时齐排队模型相结合的有效随机模型分析方法,包括利用平均场理论建立了非时齐排队系统、构建了经验测度过程(Empirical measure process)的非线性生灭过程、给出了分段结构下生灭过程的固定点的"几何之和"算法以及提供了问题站点稳态概率的数值计算等等。本文为研究大型自行车共享系统的随机模型提供了一个重要的发展途径,并有望能够用于分析更加一般的大型自行车共享系统。

求解自行车共享系统静态再平衡问题的单亲遗传算法

自行车共享系统具有改善城市交通出行结构,减少交通污染等优点。各站点自行车数量相对平衡对于提高共享系统的利用率非常重要,自行车共享系统再平衡问题应运而生。该问题属于NP难问题。2017,年Fábio等提出求解单车多访问静态再平衡问题的ILS算法,获得了较好的结果,但是该算法结构较为复杂,修复算子耗费大量时间,且修复后得到劣质解的概率较大,影响了优化结果。针对该问题,提出基于单亲遗传算法的求解方法P-SMSBR,设计了较为简练的优化过程,运用十进制编码表示运载车路径方案,引入7种变异算子参与演化,并采用精英策略增强算法的搜索能力。利用大量模拟数据和真实数据对算法性能进行测试,实验结果表明,P-SMSBR算法具有较好的优化效果,能够在较短的时间内获得较ILS算法更短的运载车路径方案,且随着站点数的增多,P-SMSBR算法优势更加显著,是一种求解自行车共享系统静态再平衡问题的有效方法。

基于自行车共享系统静态再平衡问题的分支定界算法

自行车共享系统是一种交通系统,允许用户在分散在城市各处的众多自动租车点之一租用一辆自行车,使用它们进行短途旅行,并在任何站点返回。良好的服务质量是建立在再平衡操作基础上完成的,具体形式表现在将自行车从一些车站移走,并将它们转移到其他车站。为了提高服务质量,研究了静态情况下的再平衡车辆路径问题,即车辆在各车站之间进行往返,以将其返回到所期望的站点,而且每一个站只能访问一次。这个问题类似于有额外限制出行的推销员的问题。其目的是找到一种最优的车辆调度方法,使车站在不平衡状态下的总等待时间最小化。首先建立相关模型,提出使用下界和上界。这些边界用于分支定界算法进行计算,得出最优解。为了验证方法可行性,对大量实例进行了计算实验,得到的结果表明了该方法的有效性。

自行车共享系统中的短时出租量预测方法

自行车共享系统目前存在的主要问题是高峰时段用户租存车困难,实时监控不能很好地解决。为提高公共自行车的利用率,提出一种预测模型,可以预测未来期间将从每个站点集群租出的自行车数量,提前执行重新分配。通过双因素聚类算法对站点进行聚类,考虑时间、天气、温度和风速的因素,预测整个城市公共自行车的出租量,通过变异系数函数计算每个集群所占整体的比例,预测每个集群的出租量。利用纽约市花旗自行车系统的出行数据和纽约市的气象数据进行检测,与GBRT、历史平均法及LSTM进行比较,验证了该模型的有效性。

有桩自行车共享系统吞吐率的近似模型及算法

通过探讨用户需求和骑行时间不确定的有桩自行车共享系统(docked bike-sharing system,DBSS)建立吞吐率的近似模型及算法。一个具有固定自行车数量的DBSS可视为封闭的排队网络,每个站点都是有限的M/M/1队列,由此建立了DBSS吞吐率的近似模型及其算法。该算法不仅能够计算道路上期望的自行车数量、骑行时间、车站的期望库存及停留时间,还能计算最优自行车投放量,即吞吐率最大值对应的最小的自行车投放量。同时,给出了给定用户需求、路由矩阵和车桩分配下站点自行车集聚与空缺的判断方法。将该近似算法在真实的DBSS中进行了应用。结果表明,随着自行车投放量的增加,系统吞吐率呈阶梯形递增但存在上限;自行车投放量一旦超过最优数量将产生闲置,并且自行车集聚与空缺站点分布也将固定。

自行车共享 计算机技术如何带来改变

该文首先回顾了公共自行车系统的发展历史和目前面临的困境,然后介绍了两家提供自行车共享服务的创业公司,并总结了它们与政府主导的公共自行车相比的优势,接着总结了计算机技术为自行车共享带来的巨大改变,并在最后分析了自行车共享进一步发展面临的挑战和可能的解决方案。

基于数据分析的共享电动自行车停放空间优化策略研究

随着城市交通压力增加,共享电动自行车成为缓解城市交通和减少环境污染的有效手段。然而停放空间不合理分布和管理不善成为主要问题。文章首先通过数据分析优化共享电动自行车停放空间,提高使用效率和用户满意度。其次,建立评价指标体系,运用GPS和使用记录等数据,发现停放空间使用效率受多种因素影响。最后,提出一系列优化策略,如动态调整停放点位置、优化停放空间布局等,并以银川市作为研究案例,验证策略有效性。数据驱动的共享电动自行车停放空间优化有助于提升城市交通效率,推动城市可持续发展。

基于结构方程模型的共享自行车选择行为分析

为深入研究共享自行车出行选择行为,从使用者感知的角度构建了共享自行车出行选择行为模型。以共享自行车使用者为研究对象进行问卷调查,提取相关的个体特征和交通出行特性,利用极大似然估计方法对模型进行估计。量化分析影响共享自行车持续使用意向的相关因素,并解释各变量的关联性。研究结果表明:共享自行车的服务质量、态度、满意度对持续使用意向具有显著影响,服务质量对态度和满意度也具有显著影响。这对于提高共享自行车服务质量,多方位绿色交通引导政策制定,建立高效公平的政府管理及可持续机制有一定的借鉴意义。

基于Xgboost算法的共享自行车短时需求预测研究

为了提高共享自行车系统短时需求预测的准确性,提出基于Xgboost的共享自行车短时需求预测预测方法.Xgboost是近年来一种基于分类和回归树的热门算法,具有快速的数据处理能力,准确性高的优点.以某市2015年1—8月的公共自行车数据,类比经过聚类后的共享自行车需求,并考虑了天气因素,节假日因素,还有站点之间的相关性,构建特征向量,利用Xgboost算法对共享自行车短时需求进行预测并将结果与基于BP神经网络模型、ARMA模型和KNN算法的预测结果进行比较.结果表明,Xgboost算法模型精度更高,运算效率也更高.

基于双层规划的共享自行车区域投放规划模型

共享自行车逐渐成为我国居民短距离出行的主要方式之一,但共享自行车的投放与用户需求不平衡的问题仍待解决。针对共享自行车的投放位置和规模的问题,提出了共享自行车区域投放和虚拟站点的概念,构建了共享自行车网络系统,建立了共享自行车区域投放双层规划模型。上层模型以系统用户总的出行成本最小为目标,考虑了企业、用户等约束条件,为系统最优模型;下层模型为网络用户均衡模型,并提出了混合遗传算法与粒子群算法求解该模型。最后,用某中等城市共享自行车出行数据进行分析,验证模型与算法的实用性。结果表明,该模型能同时确定投放区域虚拟站点的选址及规模,为共享自行车的投放提供了科学合理的依据。

共享自行车市场智能预测系统

文中设计了一种基于共享自行车目的地预测的智能预测系统。该系统对单位用户信息进行整合,并使用机器学习算法实现目的地预测,每当有用户使用自行车时,系统将会对用户的目的地进行预测,从而提前采取措施,对车辆进行调控。该系统采用网络爬虫技术获取数据源作为训练集,机器学习算法采用Leak漏桶和KNN算法。通过机器学习,系统对共享自行车未来时段的车辆密度以图形化方式进行了展示。整个系统的使用性能良好、准确率达92%以上,能够较好地预测自行车下一时段的密度,从而达到调控的目的。

低碳出行:北京城市共享自行车发展调查报告

在当今社会中,科技发展和人民生活水平的提高使机动车的数量日益增加,引发了一系列的社会问题,如环境和噪声污染等,政府积极推行低碳环保的共享自行车的出行方式,它很大程度上缓解机动车所带来的一系列环境污染问题,并解决了'最后一公里'这一问题,但同时它本身也存在着一些弊端.基于此,本项目组对北京城市共享自行车的发展进行具体调查研究.

基于网络模型的城市公共自行车需求量预测研究

自行车共享系统逐渐出现在许多城市中,由于在不同时间和站点的自行车需求量(租/还量)不平衡,系统中各站点的自行车需要人工频繁地调整使其不断达到平衡状态,然而实时监控并不能很好地解决这个问题。因此,提出了一个基于网络图的预测模型,可以预测未来时间段内的某个站点自行车的需求量,提前对站点自行车进行分配。通过分层聚类算法对预测站点进行聚类,得到与其相关的站点簇,并对站点簇构建网络模型。最后,使用纽约(NYC)和华盛顿(D.C.)两个自行车共享系统的数据进行实验,并与基线法、历史平均法及ARIMA模型进行比较。结果发现同一簇的站点具有相似的使用模式,模型预测误差率不高于0.45,网络模型预测性能较好,且能够应用于不同城市的自行车共享系统。

共享自行车系统动态调度时间域的获取方法

共享自行车系统(Bicycle Sharing System,BSS)调度时机的确定是影响BSS服务质量和调度成本的重要因素.综合考虑调度基准阈值、服务点的自行车周转率及租还量差异时变特性,建立了BSS服务点运行状态的自流动模型.基于自流动模型,提出了BSS服务点调度时机的动态调度时间域获取方法,包括判断服务点空/满位的车容比动态阈值的计算,以及根据BSS服务点调入/调出自行车的需求而获取的正/负调度时间域算法.最后,根据杭州锁桩式BSS运行的2016年历史数据,以编号3758服务点为例,对车容比动态阈值和固定阈值获取的调度时间域及调度效果进行分析比较.结果表明,本文研究的动态调度时间域获取方法能够更精准地获取BSS的调度时机,在满足BSS调度服务质量情况下,可以减少调度频次、降低服务成本.

共享自行车系统调度区域的分形树自平衡划分算法

为了满足大型共享自行车系统(BSS)快速响应调度的需求并降低调度成本,针对目前缺少调度区域合理划分研究的问题,提出BSS调度基于分形树的自平衡区域划分模型.该模型由具有自相似性结构的叶子级、枝节级和根级调度区域组成,给出衡量同级邻近区域租/还需求互补性的互平衡强度计算方法.根据分形树的自相似性特征,设计分形树自平衡区域划分算法(FSPA),包括考虑快速服务响应的分形树叶子级与枝节级调度区域范围计算方法和基于同级区域互平衡强度的自平衡区域划分动态聚类算法,将BSS周转率杠杆引入共协矩阵来实现自平衡区域聚类融合.以杭州市下沙地区锁桩式BSS运营历史数据为例,对构建模型方法进行实验验证,划分了具有分形树特征的三级自平衡调度区域.结果表明,采用自平衡区域划分方法,有助于实现区域内的自平衡,减少跨区调度次数和调度车行驶路程,可以有效地降低调度成本和提升BSS工作效率.

北京市轨道交通站点周边区域共享自行车运行不均衡性研究

共享自行车是解决短距离出行和"最后一公里"交通问题的有效手段,但也引发了一些交通问题,尤其是在局部区域车辆淤积现象对其他交通出行方式产生了影响.本文将共享自行车骑行的租、还空间位置对应为出行的起讫点,基于出行OD分析了其整体时空运行特征和在轨道交通站点周边区域运行特性.本文还分析了共享自行车在轨道交通站点周边区域出现不均衡性的外部和运行特征因素,基于此提出了不平衡性量化值的计算模型.通过模型计算了典型轨道站点周边区域的不均衡性数值.该模型能够评估共享自行车在轨道交通区域运行的差异,以支持重点区域调度和监管.

共享电动自行车骑行者事故伤害严重程度影响因素分析

以某共享电动自行车企业的1343起出保险事故为研究对象,分析影响共享电动自行车骑行者事故伤害严重程度的潜在因素及可能存在的异质性.将伤害严重程度分为未受伤和受伤2个等级,从共享电动自行车骑行者属性、车辆属性、道路属性和环境属性等因素中选取12个自变量进行分析.通过构建均值异质性随机参数Logit模型,探究了不同因素对共享电动自行车骑行者伤害严重程度的影响.结果表明:事故责任中的变量“其他交通参与者责任”具有服从正态分布的随机参数特征,且具有均值异质性,表现为事故责任是其他交通参与者的事故会增加共享电动自行车骑行者受伤的可能性,机件故障则能减少其增加幅度;女性、路面平整度良好、路表状态干燥、夜间、单车事故、双方责任事故会不同程度地增加共享电动自行车骑行者受伤的概率.研究结果为制定保障共享电动自行车驾驶者交通安全的策略提供理论依据.

城市公共自行车服务系统的多学科探讨——一个典型的产品服务系统的案例对比研究

本文采用了一种多学科视角对四个城市的自行车共享系统案例进行了对比研究,论文针对自行车共享系统的整体设计、系统实施和可持续发展问题,讨论了设计、交通和商业管理在开发自行车共享系统中的作用,提出适合自行车共享系统的多学科研究策略理论,并运用产品服务系统设计、情境构建的方法对案例进行了重构和评估。