達(dá)州市共享單車投放的優(yōu)化模型研究

　　摘　要：本課題主要目的是研究達(dá)州市西外共享單車投放的優(yōu)化問題。為了解決該問題，本課題根據(jù)調(diào)查得到系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重表，利用熵權(quán)法求出各投放點(diǎn)的權(quán)重;根據(jù)共享單車使用區(qū)域面積與所研究區(qū)域人流量的需求計(jì)算模型，計(jì)算出共享單車的實(shí)際需求量;根據(jù)各區(qū)域的權(quán)重與實(shí)際需求量，建立目標(biāo)規(guī)劃模型并利用Matlab計(jì)算出各投放點(diǎn)的最優(yōu)投放量。

　　關(guān)鍵詞：共享單車熵權(quán)法目標(biāo)規(guī)劃Matlab

　　2016年，共享單車成了全民話題。共享單車的出現(xiàn)改善了交通堵塞情況，極大地減少了汽車尾氣排放對(duì)環(huán)境的污染，是中國時(shí)代發(fā)展與進(jìn)步驅(qū)動(dòng)力。然而，有利就有弊，共享單車在發(fā)展過程中存在著一些問題。為了解決改問題，我們查閱相關(guān)資料，建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型來解決該問。

　　1模型的建立與求解

　　1.1實(shí)地調(diào)查為了了解達(dá)州市西外各地共享單車的實(shí)際投放情況，我們對(duì)所調(diào)研的地方進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。通過調(diào)查了解到：共享單車學(xué)校有600輛，購物中心77輛，公交車站124輛，小區(qū)60輛，其他區(qū)域100輛。

　　從此次調(diào)查結(jié)果中能看出，我們所調(diào)查地區(qū)中，共享單車的分布區(qū)域是學(xué)校、購物中心以及公交站等地區(qū)，且學(xué)校數(shù)量最多，購物中心次之，而使用人群也是以學(xué)生為主。

　　1.2熵權(quán)法

　　由實(shí)際調(diào)查計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)(見表1)，考慮各地權(quán)重不同，使用熵權(quán)法。

　　用Matlab得ωi=(0.2507，0.2490，0.2500，0.2503)。

　　即學(xué)校權(quán)重大，公交站權(quán)重小，因此學(xué)校是最佳投放點(diǎn)。

　　1.3基于使用面積計(jì)算模型

　　就達(dá)縣人口流動(dòng)大，單位面積共享單車需求存在差異，使用面積計(jì)算需求量。

　　圖1為達(dá)縣共享單車分布情況，點(diǎn)越密集，數(shù)量越多。圖2顯示，共享單車使用區(qū)域近似以學(xué)校為中心的同心圓，其他地區(qū)與中心的平均半徑距離為3km、7km。

　　由《2017年共享單車與城市發(fā)展白皮書》知平均每平方千米內(nèi)共享單車需求約100輛，越接近重點(diǎn)投放點(diǎn)密度越大。

　　1.4基于人流量的需求模型

　　實(shí)地考察知：達(dá)縣活躍在公交站、小區(qū)、學(xué)校周邊的共享單車分別約46%、48%、87%，其他區(qū)域?qū)蚕韱诬嚨男枨鬄?0%，表2為抽樣調(diào)查生成的達(dá)縣共享單車量。

　　人流量需求模型計(jì)算式：

　　S2=(B×WB+A×WA+X×WX)×(1+30%)

　　=(20×260+100×6+64×800)×(1+30%)

　　=74100(輛)

　　24h內(nèi)抽樣調(diào)查1000人，得出行距離<1km用車率30%，1~3km之間為60%，>3km為20%;則24h內(nèi)平均每千米的使用率為36.7%?？傻脤?shí)際需求量：

　　W=S1+S22×0.367=43873×0.367=16101(輛)

　　學(xué)校實(shí)際需求量:600961×16101×0.367=3689(輛)

　　每年公司成本：129×16101+其他費(fèi)用≤3000000。

　　1.5建立目標(biāo)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型

　　由上條件，提出下列目標(biāo)：p1級(jí)，減少共享單車成本價(jià);p2級(jí)，保證上述幾個(gè)投放點(diǎn)都有供應(yīng);p6級(jí)，優(yōu)先滿足學(xué)校需求量;p4級(jí)，減少公交站投放量。

　　由Matlab得出：x1=5415，x2=5415，x3=11997，x4=326。即學(xué)校、公交站、購物中心、小區(qū)最優(yōu)投放量分別為11997輛、326輛、5415輛、5415輛。

　　2模型分析

　　為解決停放問題，基于地區(qū)面積和人流量，研究單車投放問題。由于涉及多種因素，故選擇目標(biāo)規(guī)劃。文章理論結(jié)合實(shí)際并利用Matlab計(jì)算結(jié)果，結(jié)果更具有說服力，更貼近事實(shí)。因部分?jǐn)?shù)據(jù)是調(diào)查得來的，故有一定誤差。

　　3結(jié)語

　　本文通過建立數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用Matlab計(jì)算出各個(gè)投放點(diǎn)所需投放的共享單車數(shù)量。其中熵權(quán)法的使用不僅可以避免計(jì)算的數(shù)據(jù)太過主觀，而且還能減少計(jì)算的誤差。目標(biāo)規(guī)劃的使用不僅可以將前面的計(jì)算數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，使各個(gè)對(duì)象之間的關(guān)系簡(jiǎn)單明了，而且使得結(jié)果的可行性得到充分發(fā)揮。

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　　《達(dá)州市共享單車投放的優(yōu)化模型研究》來源：《科技資訊》2018年10期，作者：李佳; 張卜月; 唐玉潔; 劉思藝; 徐艷秋。

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