公共自行车布局优化与调度优化的研究进展
0 引言
随着城市化进程的不断推进，交通问题日益凸显。自行车作为一种灵活、方便、环保、可达性好的交通工具被广泛使用。近些年来，英国、美国、德国等一些发达国家的大城市先后建立了公共自行车租赁系统，北京、上海、杭州、南京等城市也借鉴国外经验推出公共自行车系统。公共自行车的出现在城市交通中发挥了很大的作用，是对现有城市公交系统构成的有力补充和完善，有效解决了城市居民出行“最后一公里”的难题。但是，公共自行车其自身特点也给用户带来了一些问题，主要表现在三个方面：（1）公共自行车系统发展不完善，站点分布不合理；（2）车辆调度效率低；（3）特殊时段的车桩长时间是空位或满位状态导致借还车困难。为了解决这些问题，本文将介绍公共自行车布局优化与调度优化这两大主要研究方向的研究进展。
1 公共自行车布局优化的研究进展
公共自行车时空特征及其影响机制
用户对公共自行车的使用对于公共自行车站点布局而言至关重要，因此研究影响用户使用公共自行车的因素是必不可少的，而这些因素往往表现在公共自行车的时空特征上。
Rixey等[1]分析了人口和建筑环境特征对自行车使用量的影响，说明了人口密度和建筑环境对用户用车起着重要作用；刘冰等[2]通过数据挖掘技术，细粒度、全景式地测度了杭州所有租赁点的使用特征，并对城市各类地域的使用状况进行了比较，发现总体上形成了'圈层式'的空间分异结构,即使用量大、潮汐性弱且周转率高的租赁点集中于中心区,而使用量小、潮汐性强和周转率低的租赁点多分布于主城区边缘和外围组团；Zhang J等[3]为了解决个人出行预测问题，研究了一个现实公共自行车系统并分析了个人使用行为，发现大部分用户的使用时间都小于半小时且骑行距离在10公里以内；李亚梅[4]以西安为例，对公共自行车租赁点的使用情况进行分析，确定影响公共自行车布局的相关因素，并使用AHP筛选出站点交通人口流量、周边用地属性两个因素为影响租赁点布局的关键因素；
朱玮等[5]对法国巴黎和里昂的公共自行车系统布局的分析，说明了公共自行车站点数、车桩数与城市人口分布、土地使用、交通设施之间的关系，发现交通设施对公共自行车系统的布局具有主导作用；罗桑扎西等[6]采用公共自行车运营数据、网络开放大数据相结合的方法，以南京市桥北区为研究对象，研究了公共自行车站点使用特征及建成环境对其的影响，表明公共自行车使用主要受日常服务设施网点密度、基础设施及公共交通条件等建成环境因子影响。
因此，可以发现对于公共自行车的时空特征研究总体上已经比较成熟，得出的结论也较为相似。在研究中一般会分为时间特征和空间特征这两个方面来研究，在时间特征的研究中可以得到用户出行时间分布以及出行时长的规律，在空间特征的研究中可以得出用户出行空间分布及其规律，而通过以上的研究可以归纳出，公共自行车使用主要受交通设施、周边建筑环境及人口流量影响。
1.2 公共自行车站点布局方法
实现公共自行车系统项目必须要考虑公共自行车站点的布局规划，包括自行车站点的选取和分布、设置站点自行车容量等，在布局规划中也要综合考虑到需求量、用户成本、建设成本以及运营商的利益等。
韩慧敏等[7]对法国城市里昂的公共自行车系统进行了研究，分析了站点的类型、站点定位依据以及站点布局的方法，对自行车使用特点和市民满意度进行了调查，说明了该系统的实施效果和推广方针；李婷婷等[8]首次将双层规划模型应用到公共自行车租赁点选址中，得到选址点的位置和小区借还需求在各个租赁点的分配，从而确定租赁点的设施规模，得到租赁点的规划方案；Lin等[9]提出一种网络结构模型，该模型能够在考虑用户和运营商的利益时确定公共自行车站点数目和位置，站点之间的自行车道网络结构，以及每对起点和终点之间用户的出行路径；周扬军[10]通过对公共自行车系统的分析，提出了一种普遍适用的城市公共自行车系统规划框架，并详细地说明了该框架中所包含的功能定位、系统架构分析、规模分析、布局规划等，为公共自行车系统规划的进一步完善指明了方向；何流等[11]提出一种双层模型，该模型由自适应遗传算法和反馈模型组成，通过此模型可以得到区域出行成本和公共自行车系统设施建设成本最小的最优布局方案；袁瑞等[12]采用引力可达性模型、胡弗模型对武汉市公共自行车配置现状进行分析，结合站点与POI点距离、可达性以及人均车辆数，提出了新增站点的选址方案。
在以上的研究中，不同的研究从自行车使用特点、市民满意度、需求量、用户出行成本、建设成本、可达性等不同角度对公共自行车站点布局提出了优化方案。但是，在目前的研究中，缺少对于不同影响因素的综合分析比较，比如一些研究未能将成本因素和需求因素综合考虑，而仅仅采用某一因素进行选址分析。因此，本研究将采用AHP方法筛选出对于公共自行车站点布局影响权重较大的因素，更综合全面地进行站点布局选址分析。
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