共享单车车辆调度问题研究

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1、国内图书分类号：U491.2密级：公开国际图书分类号：625西南交通大学研究生学位论文共享单车车辆调度问题研究年级二零一五级L姓名卢琰U申请学位级别工学硕士C专业交通运输规划与管理K指导老师蒋阳升Y二零一八年五月二十四日ClassifiedIndex:U491.2U.D.C:625SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONBIKE-SHARINGSCHEDULINGPROBLEMGrade:2015Candidate:LuYanAcademicDegreeAppliedfor:Master

2、ofengineeringSpeciality:TransportationPlanningandManagementSupervisor:JiangYangshengMay.24,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着社会的高速发展，共享单车应运而生并发展迅猛，引起了社会的极大关注和热切讨论。共享单车兼具非机动车和无桩单车的特点。首先，共享单车作为非机动车，出行过程不会产生任何污染，节能环保。同时，共享单车以其不同于公共自行车的无桩式的设计，使车辆的借还过程都得以简化，极大的方便了市民出行，真正解决了“最后一公里出行”问题。然而，共享单车系

3、统的出现一方面完善了城市交通，方便了居民出行，另一方面也产生了共享单车占用盲道、损毁严重、乱停乱放等不良现象，共享单车企业也面临运营成本过高、车辆投放量大而服务水平低、车辆分布不均衡等问题。针对现有问题，本文经过分析，认为高效合理的车辆调度能够有效降低运营成本、减少新车投入、改善车辆分布不均衡，满足居民出行需求，提升服务效率。共享单车调度问题包含2个部分：需求预测问题和调度网络优化问题。本文重点研究共享单车调度网络优化问题，以网络运输成本最低为目标建立网络优化模型。具体研究工作包括以下几方面：（1）本文通过实际调查和对文献资料的整理归纳，对共享单车进行定义

4、，了解其发展历程，划分了其与公共自行车的区别，明确其功能定位，总结了共享单车的调度现状以及现存问题，并对共享单车的需求特性等进行了分析。（2）分析共享单车调度问题，将其分解为需求预测问题与调度网络优化问题，明确研究重点为网络优化。在此基础上，分析共享单车网络的特点，对比城市物流配送网络规划问题，将轴辐式网络结构引入共享单车调度网络构建中，并从调度管理便捷性角度出发，建立三级网络结构。（3）为提高网络调度的时效性同时降低运输成本，本文构建了混合轴辐式网络结构，即允许非枢纽节点直达运输。对带有直达线路的轴辐式网络的优化问题进行分析，以网络运输成本最低为目标，根

5、据共享单车不同的调度时段所显示的特点，建立了含时间窗和不含时间窗的两种优化模型。（4）在设计求解算法时，将模型求解问题分为3个部分：枢纽节点的选择、非枢西南交通大学硕士研究生学位论文第II页纽直达路径的确定、非枢纽节点的指派，其中非枢纽节点的指派为本文关键问题，利用遗传算法进行求解，并以武侯区的共享单车调度网络规划为例，证明了模型和方法的有效性。关键词：共享单车；调度问题；混合轴辐式网络；网络规划；遗传算法西南交通大学硕士研究生学位论文第III页AbstractWiththerapiddevelopmentofthesociety,bike-sharing

6、cameintobeingandhasbeendevelopingrapidly,whichhasarousedgreatconcernandheateddiscussioninthecommunity.Bike-sharingisthecombinationofnon-motorvehiclesandpilefreebicycles.Firstofall,asnon-motorvehicles,bike-sharingwillnotproduceanypollution,whichisenergy-savingandenvironmentalprotec

7、tion.Atthesametime,becauseofitspile-freedesign,whichisdifferentfrompublicbicycles,bike-sharingsimplifiestheprocessofborrowingandreturningvehicles,greatlyfacilitatescitizens'travelandtrulysolvesthe"lastmiletrip"problem.Ontheonehand,thebike-sharingsystemhasimprovedurbantrafficandfac

8、ilitatedresidents'travel.Ontheoth