趙永全　朱興和

【摘 要】隨著科技的發(fā)展，共享新能源汽車分時租賃業(yè)務(wù)已經(jīng)成為一種新穎的商業(yè)模式。本文分析了其運作模式，在相關(guān)研究有益成果的基礎(chǔ)上，提出了共享新能源汽車分時租賃網(wǎng)點的選址模型。該模型可以采用k-means聚類分析算法加以求解。

【關(guān)鍵詞】新能源汽車；分時租賃；網(wǎng)點選址

中圖分類號： D922.296；F721 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）12-0223-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.104

Analysis on the optimization of the location of the time-sharing rental network of new energy vehicles

ZHAO Yong-quan ZHU Xing-he

（school of economics and management， Shanghai maritime university， Shanghai 210000，China）

[abstract] with the development of science and technology， time-sharing car rental business of sharing new energy has become a novel business model. This paper analyzes its operation mode， and puts forward the location model of the time-sharing car rental network based on the beneficial results of relevant studies. The model can be solved by k-means clustering analysis algorithm.

[key words] New energy vehicles； Time-sharing leases； Node location

科技的日益發(fā)展已經(jīng)為新能源汽車產(chǎn)業(yè)與共享經(jīng)濟的結(jié)合創(chuàng)造了有力條件。眾所周知，汽車尾氣是環(huán)境污染的重要來源之一，而且汽車使用越久，汽車尾氣的排放就會越來越嚴重，對環(huán)境的污染程度就會更加嚴重。面對日益嚴重的環(huán)境、資源、交通等問題，綠色新能源汽車越來越受到人們的歡迎。共享新能源汽車也叫共享電動汽車，一般是由商業(yè)化運作平臺來協(xié)調(diào)用戶、車輛和渠道，其最大的作用是用來替代私家車，從而達到節(jié)能減排、緩解交通壓力的效果。而電動汽車的大量使用，也可以降低對石油資源的依賴性。而共享新能源汽車的發(fā)展和推廣可以緩解相當程度的環(huán)境污染問題，減少環(huán)境治理的成本。

共享新能源汽車是能有效地降低燃油能源的消耗，同時也能夠有效降低汽車對空氣的污染程度。2011 年，中央指定上海市為發(fā)展共享新能源汽車的試點區(qū)，以推廣共享新能源汽車的發(fā)展為主要任務(wù)。因此，鼓勵共享新能源汽車的發(fā)展也是發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)的必要方式[1]。為推廣共享新能源汽車，2016年3月上海市就推出了《新能源汽車分時租賃指導(dǎo)意見》，在政策上對共享新能源汽車的發(fā)展提供了支持。

1 相關(guān)研究回顧

Dong[2]（2014）等人開發(fā)了一種遺傳算法來尋找電動車公共充電站的最佳位置，他還提供了基于多天GPS旅行調(diào)查數(shù)據(jù)的案例研究。 他們表明，通過在熱門目的地安裝公共充電站，并在合理的基礎(chǔ)設(shè)施投資下，旅行里程和電動汽車出行次數(shù)可以顯著增加。這樣就可以增加電動汽車的使用率。

Boyaci等人[3]（2015年）提出了一個多目標整數(shù)線程程序，該程序優(yōu)化了與車站布局和車隊規(guī)模相關(guān)的戰(zhàn)略決策，同時還允許全天按照運營人的方式重新安置車輛。 然而，盡管我們的方法基于實際滿足的需求來執(zhí)行必要的充電，但它們依賴于先驗已知的充電。

彭淑梅[4]（2017）提出了一種結(jié)合某區(qū)域小區(qū)家庭數(shù)以及各小區(qū)之間的距離，運用線性規(guī)劃的的相關(guān)理論對電動汽車充換電站進行合理布局，提高效率。其模型算法比較單一，運用的范圍比較小，未能運用到更多的優(yōu)化模型。共享新能源汽車就是將新能源汽車的運營給予共享的模式，王新源[5]（2014）通過研究國外先行成立的共享汽車模式的經(jīng)驗，結(jié)合我國城市交通擁堵的現(xiàn)狀，認為發(fā)展共享汽車服務(wù)是可行的，并且從運營的角度出發(fā)，以北京市為例，對北京市現(xiàn)有的共享汽車公司的運營方式提出了一定的建議，對于共享汽車的來源進行了分析。

孟尚雄[6]（2011）論述了不同學(xué)科在選址問題上的學(xué)術(shù)成果，他認為選址理論應(yīng)該成為一門獨立的學(xué)科而不受其他的影響，在此基礎(chǔ)上，通過屠對能模型、韋伯模型以及克里斯塔勒模型三個模型的介紹分析論述了選址理論的基本的內(nèi)容和理論體系。Edourad Serot和楊帆（2013）[7]提出了影響電動汽車充電站站址的參數(shù)包括居住人口密度、大學(xué)區(qū)、工作崗位、零售及娛樂區(qū)、旅游景點、交通樞紐以及普通乘換點，并且對參數(shù)進行區(qū)域性的調(diào)研，對電動汽車的需求進行了局部的分析。這對于我們構(gòu)建共享新能源汽車分時租賃網(wǎng)點選址模型來說是非常重要的，我們可以借鑒其中的確定的參數(shù)。

2 問題描述與基本假設(shè)

共享新能源汽車分時租賃網(wǎng)點選址主要是解決在一個局部區(qū)域人們用車還車方便的問題，如果一個地區(qū)的租賃網(wǎng)點過多造成需求過剩，就會車輛無法及時使用造成閑置和浪費；如果分時租賃網(wǎng)點太少就滿足不了該地區(qū)人們的用車需求，共享新能源汽車就很難實現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能，并影響人們出行方式的效果。

因此，共享新能源汽車分時租賃網(wǎng)點選址就是要在一個區(qū)域的眾多需求點中選出盡可能滿足需求點用車的建設(shè)網(wǎng)點。共享新能源汽車分時租賃網(wǎng)點選址是一個新的設(shè)施選址問題，可以結(jié)合相類似的設(shè)施選址包括電動汽車充電樁選址、汽車停車場選址等前人的選址經(jīng)驗構(gòu)建出我們所需要的選址模型。此外，本文中有關(guān)基本假設(shè)和符號說明如下：

在相關(guān)研究有益成果的基礎(chǔ)之上，以及借鑒Edourad Serot和楊帆（2013）提出的影響電動汽車充電站站址的參數(shù)設(shè)置，我們認為共享新能源汽車分時租賃網(wǎng)點選址應(yīng)該有如下假設(shè)：

（1）所有分時租賃網(wǎng)點的需求點包含小區(qū)、大學(xué)區(qū)、商場、景區(qū)、交通樞紐站、公司等幾種類型的地域。

（2）同類型的以及一定范圍（以鎮(zhèn)為單位）的網(wǎng)點造價應(yīng)保持一致，存在一定范圍的波動。

（3）各網(wǎng)點的地皮面積一致。

3 模型的構(gòu)建

綜合上述分析，結(jié)合共享新能源汽車的業(yè)務(wù)運營特點，我們，以用戶到需求點的總加權(quán)距離最短，網(wǎng)點覆蓋率最大以及用戶的出行成本最低為目標函數(shù)，提出一個新的共享新能源汽車分時租賃網(wǎng)點的選址模型。

其中有關(guān)模型的符號與變量的涵義為

j，表示單個候選網(wǎng)點，j∈J；J，表示候選網(wǎng)點的集合；i，表示單個需求點，i∈I；I，需求點的集合；yj={0，1}，表示若候選點j為停車網(wǎng)點則yj的取值為1，否則為0；xij={0，1}，表示若候選點j能夠覆蓋需求點i，則xij的取值為1，否則為0；cj，為用戶到候選網(wǎng)點j的距離成本；dij，表示需求點i到候選點j的距離；gi，表示需求點i處的需求量。

在以上模型中表達式（1）表示用戶到共享新能源汽車分時租賃網(wǎng)點所花費的距離成本最?。ň嚯x成本與距離成正比）；表達式（2）表示需求點到分時租賃網(wǎng)點的距離最?。槐磉_式（3）表示分時租賃網(wǎng)點的覆蓋率最大；表達式4表示每一個需求點至少有一個分時租賃網(wǎng)點；表達式（5）表示兩個網(wǎng)點之間距離最小的范圍。根據(jù)模型的特點，可以采用k-means聚類分析算法加以求解。

4 結(jié)論與展望

共享新能源汽車要想合理地運營和推廣其分時租賃網(wǎng)點的建造選址是至關(guān)重要的，因為租賃網(wǎng)點是完成共享新能源汽車取車、還車的重要的設(shè)施。合理的分時租賃網(wǎng)點選址不僅便于減少用戶的出行距離，而且可以有效地減少環(huán)境的污染和管理者的成本，同時在節(jié)能、環(huán)保以及交通方面的工作中扮演著舉足輕重的角色。本文結(jié)合共享新能源汽車的運營特點，設(shè)計了一種優(yōu)化用戶到達成本、用戶到達距離最小以及網(wǎng)點覆蓋更多的需求點為目標的多目標網(wǎng)點選址模型。

本文所研究的充電站選址，只是考慮了用戶到達成本、用戶到達距離以及覆蓋最廣三個目標，在之后的研究中如果有條件和數(shù)據(jù)可以考慮更多的因素，比如說共享新能源汽車分時租賃網(wǎng)點的充電樁的相關(guān)問題、停車網(wǎng)點帶來的污染問題等。

【參考文獻】

[1]陳衛(wèi)東，楊若愚.我國新能源汽車分時租賃發(fā)展的現(xiàn)狀、問題與對策研究——以上海市“EVCARD”模式為例.綜合運輸.2017， 39（8）：89-92.

[2]Dong， J. ， Liu， C. ， Lin， Z. ， 2014. Charging infrastructure planning for promoting battery electric vehicles： an activity-based approach using multiday travel data. Transp. Res. Part C 38： 44–55.

[3]Boyaci， B. ， Zografos， K.G. ， Geroliminis， N. ，2015. An optimization framework for the development of efficient one-way car-sharing systems. Eur. J. Oper. Res. 240 （3）： 718–733.

[4]彭淑梅，區(qū)域內(nèi)電動汽車充換電站選址模型設(shè)計[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2017，16（1）：51-56.

[5]王新源.北京市發(fā)展共享汽車服務(wù)的運營策略研究.時代金融.2014（1）：123-124.

[6]孟尚雄.選址理論體系初探.中國流通經(jīng)濟.2011（4）：94-99.

[7]Edourad，楊帆.電動汽車共享服務(wù)選址方法研究.上海汽車. 2013（7）：32-35.