[发明专利]一种共享电动自行车站点车桩配备的优化方法

说明书

本发明公开了一种共享电动自行车站点车桩配备的优化方法，包括步骤：1)选定拟提供共享电动自行车服务模式的范围，收集获取共享电动自行车系统基础资料；2)根据获取得到的基础资料，结合站点充电特性，运用双队列排队模型估算用户站点延误；3)重点考虑用户使用体验，以用户站点总延误最小为优化目标，并兼顾建设者、站点等条件的约束，建立共享电动自行车站点车桩配备模型；4)对共享电动自行车站点车桩配备模型进行求解，得到各站点的车桩配备方案。本发明可适用于不同需求下的系统规模设计工作，既能使用户站点总延误最小，又对车桩数量、资金成本等方面进行了有效控制，能积极推动城市共享电动自行车系统的建设，具有实际推广价值。

技术领域

本发明涉及城市共享电动自行车系统规划的技术领域，尤其是指一种共享电动自行车站点车桩配备的优化方法。

背景技术

共享自行车被认为是解决交通拥堵、尾气排放、能源危机等城市交通问题的有效途径之一，但其推广受到出行距离、山地地形和不利天气等因素的阻碍。电动自行车因其舒适、省力、低碳、经济等优势备受市民青睐，因此发展电动自行车共享被认为是第四代自行车共享系统发展的方向之一。国内外部分城市相继开展了电动自行车共享的试验项目，运营商大都参照自行车共享系统的经验，通过建设具有一定数量充电桩和电动自行车的站点来提供共享服务。

然而，不同于自行车共享，电动自行车存在充电问题，这会对共享系统尤其是站点车桩配备的设计产生较大影响。电动自行车在站点充电可能造成无车可借、无桩可还等情况，从而降低充电桩和电动自行车的周转率。电动自行车共享站点需要达到一定的车桩配备才能满足需求，但在实际规划工作中受站点用地、建设和运营资本等限制，目前国内外对共享电动自行车的理论研究多从系统架构、用户数据及影响因素、运营经验、站点选址等方面进行分析，而较少关注站点车桩配备设计问题，同时没有对用户的使用体验进行考虑，所以有必要对电动自行车共享站点的车桩配备进行研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种共享电动自行车站点车桩配备的优化方法，该方法创新地从用户使用体验的角度出发，同时考虑各类成本、用户需求、使用体验等因素，使得共享电动自行车站点的车桩配备更为合理科学，具有较高的应用价值。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种共享电动自行车站点车桩配备的优化方法，包括以下步骤：

1)选定拟提供共享电动自行车服务模式的范围，收集获取共享电动自行车系统基础资料，包括站点信息、小区信息、需求信息、成本信息四部分；

2)根据获取得到的基础资料，结合站点充电特性，运用双队列排队模型估算用户站点延误；

3)重点考虑用户使用体验，以用户站点总延误最小为优化目标，并兼顾建设者、站点等条件的约束，建立共享电动自行车站点车桩配备模型；

4)对共享电动自行车站点车桩配备模型进行求解，得到各站点的车桩配备方案。

在步骤1)中，所述站点信息包括规划或已建设站点的具体位置、站点用地性质、站点面积、站点其他服务设施配备情况、电动自行车周转率、充电桩周转率，充电桩周转率可通过历史数据或参照同类地区周转率数据预测获取；所述小区信息包括服务区域交通小区划分情况、站点所属小区信息；所述需求信息指各交通小区间共享电动自行车起讫点时空分布，可通过服务区域居民出行特征、电动自行车出行意愿、历史出行记录及同类地区的电动自行车出行需求量等数据预测获取；所述成本信息包括电动自行车价格、充电桩价格、电费价格、单位库存成本及其他运营建设费用，可通过市场调研获取。

步骤2)中，运用双队列排队模型估算用户站点延误，包含如下步骤：

2.1)确定各站点电动自行车和充电桩数量的计算方法，二者的计算公式如下：