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共享单车网络分析及其优化调度研究

赵曼  
【摘要】:近几年来,随着我国经济的发展和居民收入的提高,私人轿车已经成为大多数普通百姓的代步工具。随着私家轿车数量的迅速增加,不少城市逐步呈现出交通拥堵、空气污染、燃油紧缺等“城市病”问题,并有加速恶化的趋势。为缓解不良趋势,共享交通应运而生。共享交通是一种与交通规划、城市发展、综合治理相结合的智慧型、共享型的交通发展理念。共享单车交通系统以其低碳环保、资金和基础设施投入少、便民惠民等优势,成为有效代替步行的短途共享交通系统,同时调整了城市出行结构,实现了城市交通的可持续发展。共享单车网络研究及优化调度契合当下我国绿色、创新、协调、开放、共享的五大发展理念,将中国的交通引向更少的生产消耗、更低的资源浪费、更有效的资源利用和互利共赢的新模式。因此本文以共享单车网络为研究对象,对网络特征值和聚类子群进行了分析,并结合网络特征值和聚类子群情况分析,建立优化调度的模型,寻求最优调度策略。本文研究内容及结论如下:(1)网络特征值具有高度值的单车站点担任了不可小觑的交通换乘枢纽职责,因此呈现出与更多周边站点产生联系的特征,应考虑扩大其规模以此提高共享单车的整体利用效率,并考虑设置调度中心;(2)对研究区域内共享单车网络凝聚子群分析发现:子群中密度值最高的凝聚子群使用效率的提升将会影响到其它子群单车运行效率。该子群对共享单车的使用效率具有最大的贡献度,所以应重点考虑该子群内站点的规模设计和管理,并以此为参照划分调度区域;(3)提出了两种调度模型。一种是仅考虑最短距离和调度需求量的一般线性规划调度模型,求解得到一般线性规划最优策略;一种是考虑行驶时间、调度车容量、运营成本等因素的限制,提出了基于通行费用和效益的整数线性规划模型,并运用列生成算法进行求解,得出最优策略供调度者进行选择;(4)实例分析部分完成了对青州共享交通网络的构建,并对网络的中心性、中间中心性、结构洞、凝聚子群进行了分析。通过网络特征值选出局部网络并进行路线的优化调度,找出最优调度策略,验证了优化调度模型的可行性。本文运用社会网络分析法分析共享单车网络的特征量和凝聚子群情况,以此为基础确立调度中心和调度区域,并提出的优化调度模型为交通管理部门提供了一种区域内交通调度的新思路,具有一定的现实借鉴意义。


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