共享单车的分配与调度摘要共享经济给人们的工作和生活带来了极大的便利，共享单车在我国发展迅速，但在许多城市中共享单车的资源配置存在一定的不合理性。

本文对共享单车行业现状，搜集相关数据，给出了一下建议。

针对问题一，我们根据人口、市区面积和通勤市场三种计算单车需求量的模型。

建立于人口数量的计算模型中，考虑了人口年龄、性别和受教育程度等不同人群对单车的不同需求，合理地计算出基于人口的共享单车需求量。

在依据城市市区面积的计算模型中，建立同心圆环的计算模型，依据距离市中心的距离，给予不同圆环区域乘以一定比例系数，进而更合理的估算共享单车需求量。

针对问题二，根据统计学用柱状图或者折线图来统计一下每天、每周、每月、每年的用车情况；然后，用箱形图来统计一下一天中、一周中、一个月甚至一年中某个时间段的用车情况；再用方差和标准差求一下每天、每周、每月、每年的数据离散程度。

最后，可以求一下平均值，根据上面这些数据去决定投放量针对问题三，我们从计算两点的最短路径入手，将最短路径计算出后考虑将早中晚三个时间段内的高峰期取平均值后再最初计算。

我们建立反比例函数关系式; ,再根据归一化条件求得概率系数K,算出每个点以需求量。

针对问题四，缓解共享单车与城市管理的一些矛盾，是值得思考的。

这种乘着互联网快车产生的新模式、新业态，亟需更加开放、包容的治理思维。

一方面要确保企业的正当利益，推动产业持续健康发展，另一方面需要持续在城市治理上攻坚突破，进一步提高城市发展质量。

只有做到上述两方面，才能实现共享单车与城市管理的共赢。

本文针对当今城市普遍存在的共享单车布置问题，通过市场饱和度测算得出不同时空共享单车的需求量，用统计学原理结合实际数据决定不同地区的投放量，然后通过ArcGIS系统，确定分布趋势和停靠密度得出调度方案，给出了量化分析后的相关政策性建议，在实际的运用中具有一定的价值。

关键词：共享单车、市场饱和度测算、统计学、反比例函数1.问题重述一、引言1.背景知识2016年下半年以来，国内共享单车一路高歌猛进，小黄车、小橙车等各类共享单车如雨后春笋般出现在各大城市的街头巷尾。

共享单车响应了时下绿色出行、慢生活的号召，以时髦的外观和无固定停车点迅速吸引了用户的眼球，丰富了市民的出行方式，给最后一公里出行问题带来便利。

与此同时，共享单车数量的迅速扩张、车辆的无序停放给城市管理带来了挑战和难题。

2.问题产生（一）共享单车游离在城市管理办法之外。

（二）车辆乱停乱放，影响市容环境。

（三）存在交通安全隐患。

3.研究意义对共享单车行业现状多角度的分析，并给出了利用理化指标评价企业竞争力的方法，为企业了解、提高市场竞争力提供了现实依据，在实际应用中有较大的参考价值。

二．要解决的具体问题（1）建立合理的指标，分析不同时空共享单车资源的需求量。

（2）给出不同地区共享单车的分配方法，使得共享单车的数量能够趋于合理性。

（3）依据以上问题的研究成果，尝试建立适当的数学模型，设计出共享单车的调度方案。

（4）如果你是某家共享单车公司的主要负责人，请你设计出一套合理的经营方案，并论证其合理性。

2、模型假设1.忽略天气、节假日等原因使得地区的自行车需求量与共享单车供应量发生重大改变的情况。

2.假设 20 岁以下和 60 岁以上的人群暂时没有单车需求。

3.假设每座地铁站的单车需求量是相同的。

4.忽略除“硬件”、“软件”、“布局”之外其他因素对共享单车核心竞争力评价的影响。

5.假设出行者均以出行成本最小的原则来选择出行方式。

3.模型符号说明P共享单车需求量P i不同类别人口数量∗单车市场渗透率i i不同城市区域面积ρ单车投放密度Υ比例系数D地铁站数量G公交车站数量λ修正比例��地铁站每站单车需求量��据通勤市场计算的单车量��公交站每站单车需求量�模糊评价指标�模糊评价因素集�模糊评价评语集�评判向量�综合竞争力指标b i不同评价类别综合指数x(0) i 用户量原始序列x(1)i用户量预测数据t单车骑行时间Z单车骑行费用f出行频率S骑行距离V骑行速度n用户好友数量4.模型建立与求解4.1问题一的模型建立与求解4.1.1共享单车的市场分析共享单车的出现极大的方便了人们的出行，有效地解决了最后 1 公里的问题。

2017 年 4 月 12 日《2017 年共享单车与城市发展白皮书》发布（以下简称《白皮书》）1，这是全国首部全面展现共享单车通过交通创新模式，促进城市健康发展的研究报告。

研究发现，创新型的智能共享单车在进入城市不到一年的时间里，成为小汽车、公交、地铁外的第四大出行方式，小汽车的出行次数减少了 55%，黑摩的的出行次数减少了 53%，实现了“自行车王国”的人性化复兴。

智能共享单车代表着和谐的生活方式，代表着“互联网+”与实体经济的完美结合，不仅带回了自行车川流不息的生活气息，还促进市民积极参与城市共建，推动了城市文明、低碳、智慧、健康的发展。

共享单车在方便人们出行的同时，也因不合理停放也给城市公共空间的管理带来了极大的困难，大量的单车不仅挤满了街道两旁的人行横道，甚至占据了机动车道，严重影响了社会公共秩序。

因此，合理的分析共享单车的市场需求和城市承载量的关系，对于城市的管理和运营公司有效投放单车都具有重要意义。

由于各个城市的经济发展、人口、建成区面积以及地形等因素的影响，共享单车的发展也不均衡，在此，我们仅选择上海市为例进行分析。

市场需求受影响因素较多，因此采用多角度综合分析，从单车数量与城市人口、建成区面积以及公共交通三方面计算单车需求量。

图4-1单车需求量分析视角4.1.2基于人口数量的计算模型建立最简单的计算模型如下：M p=P×L (4-1) 如果以2.5%的渗透率来计算，上海市的单车需求量为60万辆，但是这样选择的渗透率不一定合理，不同年龄段人的需求也不一样。

为此，我们考虑人口年龄以及受教育程度，建立计算模型为：M p=(P m×L m+P w×L W)×0.5+(P Z×L Z+P g×L g)×0.5 (4-2）其中，Mp 是单车数量，Pm是20~25岁男性人口的数量，Lm是20~59岁男性人口对共享单车的需求比例，P是20~59岁女性人口的数量，L是20~59岁性人口对共享单车的需求比例，Pz 是20~59岁受教育程度为大学专科及以上的人口数量，Lz是20~59岁受教育程度为大学专科及以上的人口对共享单车的需求比例，Pg是20~59岁受教育程度为高中及以下的人口数量，Lg是20~59岁受教育程度为高中及以下的人口对共享单车的需求比例。

男性 女性0 ~ 9 1 0 ~ 1 9 2 0 ~ 2 9 3 0 ~ 3 9 4 0 ~ 4 9 5 0 ~ 5 9 6 0 ~ 6 9 70 以上图 4-2 上海市第六次普查人口的性别年龄如图 4-2 是上海市第六次普查人口的性别年龄构成2，从图中我们可以计算出，20~59 岁的男性人口数量为 856.22 万，20~59 岁的女性人口数量为 788.33 万，根据《白皮书》，男性骑行的数量要明显高于女性，我们设置男性的需求比 例为 8%，女性的需求比例为 4%，大体符合目前的市场调研数据。

图 4-3 是上海市第六次人口普查受教育程度人口的年龄组成，从图中可以计 算得出，20~59 岁受教育程度在大学专科及以上的人口数量为 437.54 万，20~59 岁受教育程度在高中及以下的人口数量为 1207.01 万，对于受教育程度不同的人 群，单车的需求比例也是不同的，参考《白皮书》数据，受教育程度较高的人群 对于单车的需求比例更高，我们设置 20~59 岁受教育程度在大学专科及以上的人 群的单车需求比例为 8%，20~59 岁受教育程度在高中及以下的人群的单车需求 比例为 4%，基本符合目前的市场数据分析。

.93 36- 9岁70岁以上100.0080.00 10-14岁未上过学65-69岁60.0040.00 15-19岁小学60-64岁55-59岁50-54岁45-49岁20.000.0040-44岁20-24岁25-29岁30-34岁35-39岁初中高中大学专科大学本科研究生将上述数据带入模型公式（4-2）计算，考虑到人口数量、性别和受教育程度的影响，得到上海市单车的整体需求量为91.6万。

4.1.3 基于城区面积的计算模型在分析共享打车的市场需求中，基于城市建成区的面积是一项很重要的计算方式。

最简单的模型就是面积乘以单车密度。

M s=S×ῤ上海市区域总面积为 6340 平方公里，其中城区面积 1563 平方公里，假设单车密度为 1000 辆每平方公里，则需要单车数量为 156.3 万辆。

图4-4 上海市城市区域图考虑城区的差异性，单车的密度也将发生变化。

图4-5是上海市某日凌晨所有摩拜单车的位置图。

从图中可以看出在市中心（外滩）共享单车的密度很大，离市中心越远，单车的密度越小，甚至有些地区的单车密度几乎为零。

所以设置简单的计算公式（4-4）是不合理的。

考虑到距离市中心越远，单车的密度越小，我们设置了一个同心圆的计算模型（图4-6所示），不同的圆环，单车的密度设置不同的值，使计算结果更加准确。

（4-5）其中，Ms 是依据城区面积计算的单车数量，Si是不同区域的面积，ῤi是城区单车密度，r是比例系数。

图4-5 上海市某日凌晨摩拜单车位置图图4-6 同心圆模型上海市城区面积为1563平方公里，近似为一个半径为22千米的圆，如图4-6所示，共分为四个圆环区域，半径分别为4千米、9千米、15千米和22千米，如图4-6所示。

单车的密度设置为2000辆每平方公里，比例系数从里到外一次为1、4/9、4/15、4/22。

将所有数据带入公式（4-5）进行计算，得到单车数量为81.9 万辆。

4.1.4 基于通勤市场的计算模型公交站和轨道交通站口都是共享单车市场需求最为强劲的地区，基于通勤市场进行计算共享单车的市场需求也是一个合理方法。

如图4-6 是摩拜单车停放位置与上海市地铁站的位置示意图，若以地铁站为中心，以1千米为半径画圆，60%以上的单车都位于此区域内。

根据《白皮书》分析数据，高达90%的用户会把共享单车搭配公交和地铁使用。

因此，我们依据通勤市场，建立以下模型。

（4-7）其中，��是根据通勤市场计算的单车数量，��是每座地铁站需要的单车数量，��是每座公交站需要的单车数量。

考虑到并非所有的单车都中在地铁站和公交站附近区域，在计算中加一个改正比例，这个比例设置为20%。

目前，截止2015年12月，上海市区共有地铁站366座，公交站13941座，考虑到地铁站人流量较大，出站口较多，每座地铁站需要单车数量设置为400辆，每座公交站周围所需单车数量设置为40辆。