張丹丹，胡貝貝，許 瓊，信 猛

(滁州學(xué)院 數(shù)學(xué)與金融學(xué)院，安徽 滁州 239000)

隨著城市機動車化水平的不斷提高，導(dǎo)致城市交通擁堵的程度急劇增加，環(huán)境污染問題日益突現(xiàn)，嚴重制約著城市的發(fā)展。在城市擁堵日益嚴峻的形勢下，公共自行車以其集約化、綠色環(huán)保和資源利用高效等優(yōu)點逐漸成為緩解交通擁堵、環(huán)境污染和資源浪費等問題的共識方案，從全局貫徹了綠色環(huán)保、節(jié)約成本和避免城市道路資源浪費的思想。目前，政府大力倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟交通，這也為公共自行車的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。

滁州市位于安徽最東部，與南京毗鄰，是南京都市圈核心圈層城市、長三角城市群成員，城市轄區(qū)內(nèi)有京滬高鐵滁州站，全椒、定遠、明光等高鐵站，擁有國家級滁州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、中（國）新（加坡）蘇滁現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園，GDP排名在安徽省內(nèi)前5名。然而，滁州市一些公共基礎(chǔ)性服務(wù)項目跟不上城市的發(fā)展定位，例如，公共自行車的使用情況差強人意，特別是租賃點的布局與配置還未得到足夠的重視。在租賃點布局與配置規(guī)劃的過程中，沒有遵循科學(xué)嚴謹?shù)脑瓌t，其主觀性和隨意性較大，另一方面，公共自行車運營過程中出現(xiàn)了一些較為常見而且嚴峻的現(xiàn)象，如借車無車、還車無樁和車輛壞損等問題，這些問題往往歸因于運營過程中公共自行車的調(diào)度不合理、修理不及時等，相關(guān)部門缺乏對問題出現(xiàn)的深層次原因分析以及相應(yīng)的優(yōu)化對策的探討等[1]。

在國家級和省級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目的支持下，以及基于全國大學(xué)生市場調(diào)查分析大賽，對滁州市公共自行車租賃現(xiàn)狀進行分析，給出了其租賃點的優(yōu)化選取模型，這為江淮地帶以及其他城市自行車優(yōu)化配置提供了理論依據(jù)。

1 滁州市公共自行車租賃現(xiàn)狀分析

1.1 滁州市公共自行車的發(fā)展情況

2007年，智能化運營管理且真正具備一定實用價值的公共自行車系統(tǒng)開始進入中國，先在北京等大城市開展試點，逐步向其他省會城市拓展，部分中小城市進行嘗試[2]。滁州市作為江淮地區(qū)重要的樞紐城市，在2014年實行了公共自行車租賃系統(tǒng)。根據(jù)走訪杭州金通公共自行車科技有限公司滁州分公司了解到，滁州市首批共建設(shè)50個租賃點，投入1 300輛公共自行車。第2批共建設(shè)43個租賃點，投入1 000多輛公共自行車[3]。第3批公共自行車共建設(shè)44個租賃點，投入1 000多輛車。

1.2 使用情況的綜合分析

采取問卷發(fā)放的形式對滁州市瑯琊區(qū)、南譙區(qū)的市民進行調(diào)查，調(diào)查發(fā)放了400份問卷，收回有效問卷381份，問卷的有效率為95.25%[4]。

1.調(diào)查樣本人口特征

此次調(diào)查樣本中，男性占總體比例的48.56%，女性占總體比例的51.44%，年齡主要以18～30歲段齡為主，占58.01%，學(xué)歷所占比例最多的是本科（含在讀）學(xué)歷，占35.43%，且職業(yè)較為多元化。

2.公共自行車租用情況

（1）公共自行車租賃情況

根據(jù)調(diào)查顯示，公共自行車并不是市民出行的首選。出門首選小汽車，占28.63%；其次才是公共自行車，占21.43%。62.88%的市民使用公共自行車的頻率控制在每周1～3次，且34.09%的市民使用時間不固定，其次是固定在周末使用。公共自行車租出時間主要固定在每天的10：00到14：00，說明市民在中午上下班或上下學(xué)的時候會選擇公共自行車。

（2）公共自行車使用中存在的問題

現(xiàn)有的自行車租賃系統(tǒng)出現(xiàn)了租車難、還車難和租賃點分布不合理以及車輛投放不均衡的問題。所以租賃系統(tǒng)反映最多的問題是歸還時車位已滿導(dǎo)致無法歸還，占62.31%；其次是租賃點分布不合理，占56.42%；最后是無法租到車，占50.68%。

（3）租賃點分布存在的問題

此次調(diào)查中，98.95%的被調(diào)查者認為應(yīng)該在居民區(qū)附近設(shè)置租賃點，其次是公交站附近，占67.72%。84.85%的人們認為應(yīng)該增設(shè)租賃點，70.60%的人們認為應(yīng)該增加自行車的投放量。

2 公共自行車選址模型的構(gòu)建與優(yōu)化配置

2.1 公共自行車選址的影響因素

公共自行車租賃點的分布合不合理，影響著人們?nèi)蘸髮沧孕熊嚨氖褂妙l率和自行車系統(tǒng)的運營效率。因此在模型構(gòu)建中，主要考慮的因素見表1。

表1 公共車自行車租賃點選址影響因素Tab.1 Influencing factors of location selection of public bicycle leasing point

2.2 基于層次分析法的租賃點選址模型建立

參考滁州市地圖對瑯琊區(qū)交通進行粗略分析，并查閱《滁州市2010年第六次全國人口普查數(shù)據(jù)》和《2012年瑯琊區(qū)統(tǒng)計年鑒》，結(jié)合各個交通路段的交通情況、人流量、商業(yè)區(qū)分布、社區(qū)分布、高校分布和獲得的人口數(shù)據(jù)選擇人口相對集中的點，初步確定了以下路段：清流路、明光西路、天長路、瑯琊路、鳳凰西路、鳳凰路、豐樂大道、會峰路、南譙路、同樂路、醉翁路等11個路段，并根據(jù)路的實際情況選點1～11個不等，共計45個。

1.構(gòu)建遞階層次結(jié)構(gòu)

圖1 租賃點選址綜合評價Fig.1 Comprehensive evaluation of the location of the leased point

2.構(gòu)建判斷矩陣

設(shè)要比較n個因子｛x1，x2，x3，…，xn｝某因素Z的影響大小，對任意2個因子xi和xj，以aij表示xi和xj對Z的影響大小之比，全部比較的結(jié)果用矩陣A＝（aij）n×n表示，稱A為Z～X之間的判斷矩陣[5]。

根據(jù)地理指標(biāo)量化的結(jié)果，可以確定Zmn，即第n個地點的Ym的指標(biāo)數(shù)據(jù)。m取值為1，2，3，4，5，分別代表家庭吸引量、商業(yè)吸引量、公共設(shè)施吸引量、非機動車道容納度和機動車道擁堵指數(shù)。以瑯琊路為例，n取值為1，2，3，4，5，代表五個備選租賃點，分別為滁州學(xué)院、滁州電大、蓮心湖公園、建設(shè)大廈和大金新百，記為地點1～5，結(jié)果如下：

通過查閱相關(guān)資料和信息構(gòu)造A層和B層的判斷矩陣為：

構(gòu)造出C1～C3對B1經(jīng)濟因素和C4～C5對B2交通因素的判斷矩陣為：

而在構(gòu)造C與D層元素的判斷矩陣時，我們創(chuàng)新的運用查閱到的相關(guān)信息，確定D層元素之間的重要性之比。計算方法為：

因此可得出當(dāng)m＝1時，瑯琊路五個備選租賃點的判斷矩陣：

其余4個指標(biāo)m＝2～5的判斷矩陣計算方法相同。

3.一致性檢驗

以瑯琊路為例，應(yīng)用層次分析法，求出每個指標(biāo)的權(quán)重。根據(jù)瑯琊路備選租賃點選址的影響因素指標(biāo)列出比較陣：

利用MATLAB計算該矩陣的特征根和最大特征值，λmax＝5.350，對應(yīng)的特征向量為：

得到C.I＝0.087 5，查表知R.I＝1.12，代入公式得C.R＝0.078 125＜0.1。即可以認為整個層次比較判斷通過一致性檢驗。各指標(biāo)的權(quán)重值即為特征向量的四個分量，可以求出權(quán)重：

4.層次單排序

B、C1、C2層次單排序權(quán)值如下：（0.75,0.25）T，（0.104 7,0.637 0,0.258 3）T，（0.333 3,0.666 7）TD層關(guān)于C1～C5單排序權(quán)值如下，其中第j列表示D層關(guān)于Cj的單排序權(quán)值：

進行一致性檢驗后，每個檢驗的C.R都小于0.1，因此，判斷矩陣都是合理的。

5.層次總排序與一致性檢驗

根據(jù)D層總排序的結(jié)果，可選出瑯琊路最佳的投放地點為總排序結(jié)果值的排名前兩位為建設(shè)大廈、蓮心湖花園。以此類推，其他10個路段也可以選出兩個最佳投放地點。在挑選合適的地點時，依據(jù)層次分析法所得出的參考結(jié)果，結(jié)合實際情況，最終確定如下21個租賃自行車選址的地點。

表2 瑯琊路公共自行車租賃點Tab.2 Langya Road public rental point

2.3 基于Ward法聚類分析的模型優(yōu)化

利用得到的數(shù)據(jù)，選擇4個指標(biāo)處理后作為變量進行聚類分析[6,7]。這四個變量指標(biāo)是：家庭吸引力量H，意愿租賃比例WR，周轉(zhuǎn)次數(shù)TN，租用頻率f（次、周）。其中家庭吸引力量H已經(jīng)在地理指標(biāo)量化的步驟中獲得，其他三個指標(biāo)也在之前的數(shù)據(jù)中獲取得到。根據(jù)相關(guān)資料得到，滁州市的租車時間段為6：30至21：00，還車時間段為00：00至24：00，為24 h，則：

選址點聚類變量數(shù)據(jù)如表3。聚類分析結(jié)果見表4。

表3 備選租賃點的聚類變量Tab.3 The cluster variable of the alternative lease point

表4 聚類分析結(jié)果Tab.4 Cluster analysis result

2.4 分配方案

根據(jù)走訪相關(guān)人士，了解到每期投放公共自行車的數(shù)量為1 000余輛，因此對上述站點投放分配為：第1類100輛，第2類800輛，第3類140輛。

3 結(jié)論與建議

通過對滁州市公共自行車實地調(diào)查（走訪部門，發(fā)放問卷等），建立了滁州市自行車租賃點選取和投放數(shù)量的優(yōu)化模型，這與其他城市已有的模型和結(jié)果比較，不同之處在于我們主要采用了層次分析和Ward法聚類分析研究滁州市公共自行車租賃點選取和投放數(shù)量，給出了不同街道租賃點選取位置以及每個租賃點的精確投放數(shù)量。

（1）建設(shè)公共自行車租賃智慧信息系統(tǒng)。相關(guān)部門應(yīng)自行或委托專業(yè)機構(gòu)建立一套公共自行車租賃信息查詢系統(tǒng)。查詢系統(tǒng)的兼容性要強，在市民普遍使用的導(dǎo)航地圖上可以兼容，能夠著重顯示實時位置等信息。同時，查詢系統(tǒng)要通俗易懂、方便簡捷，便于市民使用。

（2）完善借還車功能。在完善公共自行車租賃智慧信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采取網(wǎng)格化管理，統(tǒng)一調(diào)度。及時掌握各租賃點的車輛信息，若發(fā)現(xiàn)車已借空或停滿的租賃點，有關(guān)工作人員應(yīng)盡快趕到租賃點，及時調(diào)劑，方便市民借還車。

（3）約束市民文明行為。對于市民惡意損壞自行車，并且有充分證據(jù)的，有關(guān)部門可以給予一定處罰，例如，損壞賠償、少額罰款等。對于多次損壞或者屢教不改者，應(yīng)納入黑名單，禁止使用半年或一年不等。

（4）公共自行車租賃點分布要合理。根據(jù)現(xiàn)有租賃點的運行情況，將公共自行車的租賃點進行科學(xué)規(guī)劃。查漏補缺，增強自行車調(diào)動的靈活性，提高自行車的使用率。

（5）相關(guān)部門應(yīng)加強對公共自行車的維修、保養(yǎng)力度。做到換季保養(yǎng)，定時檢查、修理，對長時間沒有借還車記錄的停車樁進行檢查，以便于及時檢修。