田佳鑫 馬 娟 胡雯雯 朱佳春

(寧夏大學(xué)新華學(xué)院，寧夏 銀川750021）

1 概述

近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來，人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。共享服務(wù)行業(yè)的共享單車、共享汽車發(fā)展迅捷，共享汽車的出現(xiàn)也使共享的理念逐漸被人們所接受，尤其以青年大學(xué)生及企業(yè)白領(lǐng)人員為主。但是，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)車輛?？?、車輛投放不均衡等問題不僅僅是影響用戶能否方便使用共享汽車的重要因素，同時(shí)也影響著共享汽車的推廣和使用，尤其是在使用共享汽車較為頻繁的中心城區(qū)問題會(huì)更加嚴(yán)重，因?yàn)檫@些地方的停車位本身就存在嚴(yán)重緊張的問題，而共享汽車的出現(xiàn)，使得問題加劇[1-3]。目前對(duì)共享汽車投放網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化的研究較少，所研究的更多的是理論方面，如簡單的評(píng)價(jià)、對(duì)比模型[4]。本文創(chuàng)建的模型主要是針對(duì)銀川市共享汽車投放網(wǎng)點(diǎn)最優(yōu)布局的分布，模型中目標(biāo)函數(shù)為使投放網(wǎng)點(diǎn)距居民的路程最短且設(shè)置數(shù)量最合適，約束條件是投放網(wǎng)點(diǎn)需吸引居民到達(dá)的周邊面積為吸引范圍、汽車行駛的最大距離等。

2 模型設(shè)計(jì)

2.1 參數(shù)說明

以上標(biāo)記如圖1 所示。

圖1 區(qū)域內(nèi)停車區(qū)基本參數(shù)設(shè)計(jì)

模型假設(shè)條件如下:

假設(shè)2：由于共享汽車出行形式為中短途，根據(jù)實(shí)際情況，假設(shè)共享汽車每次行駛的距離值最大為S（單位Km）（S 在算法中可取200Km）；

假設(shè)4：只要有投放網(wǎng)點(diǎn)，共享汽車就可使用或停放，且共享汽車不會(huì)出現(xiàn)燃料缺失的問題。

2.2 目標(biāo)函數(shù)

正常情況下，市民在出行方式的選擇中，除鍛煉身體外會(huì)選擇最短距離的出行方式,同時(shí)還會(huì)考慮交通擁堵的實(shí)際情況，這里有以下目標(biāo)函數(shù)：

2.2.1 共享汽車通常用于短途旅行，如果居民去共享汽車投放網(wǎng)點(diǎn)的路程較遠(yuǎn)，就難以滿足使用初衷. 因而要盡量使居民到達(dá)目的地時(shí)步行的路程最短,則有

2.2.2 設(shè)置的投放網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)適當(dāng)，數(shù)量較少則使用不便，數(shù)量較多會(huì)增加道路交通的壓力，導(dǎo)致出現(xiàn)交通擁堵的現(xiàn)象。所以，投放網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量和位置的設(shè)計(jì)應(yīng)該是在保障目標(biāo)函數(shù)（1）后，建設(shè)適量的投放網(wǎng)點(diǎn)，共享汽車的停車位也更合理方便，則有：

2.3 約束條件

與共享單車停放的任意特性不同，共享汽車隨意停放占用的面積比共享單車大，另外，投放網(wǎng)點(diǎn)設(shè)備的固定也有一定的要求，制約條件更加嚴(yán)格，主要表現(xiàn)在以下方面：因?yàn)槟繕?biāo)函數(shù)中要求設(shè)置的投放網(wǎng)點(diǎn)不宜過多導(dǎo)致交通運(yùn)輸不便，同時(shí)又要保障一定數(shù)量的投放網(wǎng)點(diǎn)，這樣居民出現(xiàn)使用共享汽車就更方便了，因此利用約束條件來選擇合適的構(gòu)造數(shù)目，如果市民所在節(jié)點(diǎn)投放網(wǎng)點(diǎn)，則應(yīng)到相鄰節(jié)點(diǎn)，考慮步行或共享單車。 以實(shí)現(xiàn)假設(shè)市民任意一端步行距離不超過a（單位Km）（a 值為2），即總行走距離不超過2a，則有:

其中節(jié)點(diǎn)m、n 為投放點(diǎn)，i、j 為居民起止點(diǎn)，若起止點(diǎn)就為投放點(diǎn)，此時(shí)Lmin變?yōu)長ii，即取值為0。

行程距離限制，單趟車次行駛距離不超過200 公里，市民通常只開一次共享汽車。因此，任意兩個(gè)直通節(jié)點(diǎn)之間的最大距離約束如下：

節(jié)點(diǎn)吸引范圍，可以解釋為市民在使用共享汽車出行時(shí)，能接受的停放網(wǎng)點(diǎn)所距離自己的一個(gè)范圍，在范圍內(nèi)有投放網(wǎng)點(diǎn)就會(huì)選擇使用共享汽車出行，否則選擇其他方式出行，進(jìn)而得到：

其他約束限制：

由上文分析，構(gòu)建共享汽車投放網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化模型如下：

3 算例驗(yàn)證

假設(shè)銀川市某區(qū)中適用于設(shè)置投放網(wǎng)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)有個(gè)，記為節(jié)點(diǎn)（1）至（25），城市路線網(wǎng)狀圖如圖2 所示，圖中的數(shù)字表示道路Kij的距離，節(jié)點(diǎn)旁邊括號(hào)中的數(shù)字分別表示該節(jié)點(diǎn)的吸引范圍，為了便于計(jì)算，假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的吸引量是一個(gè)相同的定值，取值為1。

圖2 路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)示意圖

根據(jù)上文所構(gòu)建的模型，在預(yù)計(jì)算、調(diào)整，最終確定各個(gè)參數(shù)值為：最大進(jìn)化代數(shù)B=100，通過使用Matlab 軟件進(jìn)行求解，在計(jì)算100 次后趨于穩(wěn)定，可求得最優(yōu)解,其綜合目標(biāo)函數(shù)minf（c）=0.3767,多目標(biāo)規(guī)劃的兩個(gè)函數(shù)的值分別為=681.6（Km）和 minZ2=8（個(gè)）。

以上過程可看出，在得到的可行解中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)較少時(shí)，獲得的目標(biāo)函數(shù)較優(yōu)，同時(shí)，計(jì)算所需要的時(shí)間大幅度減少，總體來說，在計(jì)算共享汽車投放網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化模型問題時(shí)，在滿足模型中提出的約束條件的基礎(chǔ)上，所得到結(jié)果較為合理，同時(shí)還獲得了最優(yōu)方案方案。

4 結(jié)論及建議

根據(jù)使用過共享汽車的調(diào)查反饋，在使用過程中使用弊端主要是在停放時(shí)不方便，約車不便捷。在使用過程中亂停亂放也是影響人們是否選擇共享汽車的主要原因。

通過以上結(jié)論，本文給出以下建議：

4.1 增加共享汽車停放區(qū)域，在學(xué)校附近和行人密集地區(qū)設(shè)置共享汽車停放區(qū)域，對(duì)車道進(jìn)行規(guī)劃和停放標(biāo)語的設(shè)置。

4.2 引導(dǎo)公民按規(guī)則停放共享汽車。

4.3 政府完善配套城市管理服務(wù)，組織交通城管等工作人員加強(qiáng)監(jiān)察頻率，加大處罰力度，及時(shí)處理問題。