城市公共自行车租赁服务系统规划

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1、城市公共自行车租赁服务系统规划谭光涛摘要本论文主要讨论并解决了在西安市经开区公共自行车服务系统中自行车租赁点设计最优车辆分配方案、调度方案，确定新增租赁点数目、位置以及合适的放置车辆数目的有关问题。建立相应的数学模型，来使得最优车辆分配方案、调度方案，确定新增租赁点数目、位置以及合适的放置车辆数目达到最合理化。近年来，随着经济的发展，我国各级城市的机动车保有量都进入了持续高速增长时期，但由此所引发的道路拥堵、空气污染也引起了政府以及百姓的极大关注。众所周知，建立快速、便捷的城市公共交通体系是解决这一问题的有效手段之一。然而，居民居住地和

2、交通站点通常都有一段距离，这段不远的距离以及现实存在的公共交通拥挤现象则使居民乘坐公共交通的意愿降低，公共自行车服务系统已被证明能够从一定程度上缓解这一现象。公共自行车服务系统是指在某个区域内，隔一定距离规划出一些停放自行车的租赁点（如地铁出口、城市中心等人员密集的地方），一个租赁点放置一定数量的自行车，很多的自行车租赁点共同组成一个网络以形成一个服务系统，居民可以在任意租赁点租、还车辆，费用全免（某些城市收取少量的超时费用，但目的只是用来提高自行车的利用率，不以盈利为目的），根据租赁点自行车的使用频率，避免部分租赁点的自行车短缺或堆积

3、现象发生，将通过调度专用车进行合理调度，以最大程度地满足居民对车辆需求，提高车辆利用率关键词：最短距离模型调度最优车辆分配方案目录一.问题重述﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍31.基本假设﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍42.符号规定﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍4二.问题分析与模型建立﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍4三.模型求解﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍12四.模型评价与推广﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍14五.参考文献﹍﹍﹍﹍﹍

4、﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍15六.附录﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍16一.重述问题西安市经开区公共自行车服务系统于2011年4月开始建设，到目前为止，已建成租赁点30个（附件1），自行车总量达到850辆。目前正在筹备第三期建设，请你根据以下信息（1）租赁点设置。租赁点通常设在地铁出口、城市中心等人员密集的地方，根据经开区车辆需求调查、地理位置等实际情况，有关部门事先确定了100个位置作为备选租赁点，前期的30个租赁点在其中选出，第三期需要建设一定数目的租赁站点，位置亦在其中选出；（2）由于需求及位

5、置限制，每个租赁点能够放置的车辆数目有限，不能超过40辆；为了更好满足居民对车辆的租赁要求、简化调度、提高车辆使用率，通常车辆总数至少应超出需求量的10%；（3）附件2列出了各个租赁点（或备选租赁点）在不同时间段的车辆需求情况。为了简化问题，附件2将实时观测到的数据归结到3个车辆使用需求最多的时间段，并进行了平均（可以认为每天的需求量不变）；（4）居民可以在任意一个租赁点还车，在某个租赁点还车的概率与租车点和还车点的距离成反比，且假设居民的骑行距离不超过2km；（5）假设车辆调度只在附件2中车辆需要最多的时间段进行，经开区目前用于运送公

6、共自行车的调度车有2辆，每辆每次可运50辆自行车，调度车平均时速30km/h，每辆自行车装（或卸）平均耗时1min；（6）假设建设一个租赁服务网点需要50000元，在使用周期内，购买、养护一辆自行车需要1000元。完成如下问题（1）根据目前经开区网点自行车需求情况等信息，若要求调度平均耗时尽量少，请针对已有的30个租赁点设计最优车辆分配方案、调度方案，并给出完成调度所耗费的时间。（2）假设经开区公共自行车服务系统三期建设准备投入建设经费200万元，据此建立数学模型，确定新增租赁点数目、位置以及合适的放置车辆数目。（3）针对问题（2），进

7、一步研究，如果要求在150min内完成调度，是否需要增加调度车辆（购置调度车辆费用由其它项目经费解决，不包含在三期建设提供的200万元经费中间）？并给出该情形下的自行车调度方案。二.基本假设1.自行车直线行驶，没有阻碍。  2.调度车不是直线行驶，按公路道路行驶，没有阻碍；3.用经纬度计算距离是直线距离，不考虑弯区因素；4.调度车不存在损坏，熄火，等红绿灯情况；5.租赁自行车按时归还；6.租赁点和调度车之间是相互独立的；三．符号规定：x：x个租赁点Y：y自行车车辆数目总数Zn：在n点n=（1,2,3...100）自行车需求量i：租车点编

8、号j：还车点编号Si，j：租车点和还车点的距离i，j=（1,2,3...100）Pn：某个租赁点还车的概率K：比例系数L:行车路程四．问题分析与模型建立对于问题：（1）.根据目前经开区网点自行车需求情况等信