(安徽財經(jīng)大學(xué)金融學(xué)院,安徽 蚌埠 233030)

0 引 言

2016年，共享單車席卷中國大陸，當(dāng)所有的人把關(guān)注點放在摩拜和ofo上時，哈羅單車“跳出”刷新了人們對共享單車的認(rèn)知。2018年1月22日，哈羅單車簽署新一輪融資協(xié)議，金額超過10億美元，這是迄今為止在共享單車行業(yè)中的最大一筆融資。截止2018年1月20日，哈羅單車已進(jìn)入180多個城市，注冊用戶達(dá)到8800萬。

哈羅單車發(fā)展速度之快，這就意味著某些硬性設(shè)施無法滿足其發(fā)展速度[1]。如壞車現(xiàn)象、城市中某些地區(qū)“人多于車”，而有些地區(qū)“車多于人”現(xiàn)象、設(shè)備鎖故障、來自其他品牌共享單車內(nèi)部“補(bǔ)貼”搶占市場份額的威脅等問題。因此，運用Floyd算法及時間序列模型分別從空間和時間上對哈羅單車的分布進(jìn)行調(diào)整，預(yù)測出不同時間段哈羅單車調(diào)度的方向及數(shù)量，對哈羅單車今后做大做強(qiáng)具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 數(shù)據(jù)來源及模型假設(shè)

文中數(shù)據(jù)均來自于蚌埠市哈羅單車各區(qū)域數(shù)量實地考察。為了便于處理和解決問題，提出以下幾條假設(shè)：⑴假設(shè)私家自行車的數(shù)量滿足不了城市人口的需求；⑵假設(shè)每個租賃點調(diào)度需求量為負(fù)，有多余的自行車可以提供調(diào)度車則為正數(shù)；⑶假設(shè)兩個停車場就在某兩個租賃點上，則選取的兩個租賃點必須是由自行車盈余的點，并且調(diào)度車出發(fā)后，車上裝載的自行車數(shù)量就是租賃點的調(diào)度量。由于每個租賃點的自行車最大分配量小于調(diào)度車的最大裝載量，所以總是能將英語量全部裝在調(diào)度車上；⑷假設(shè)每輛調(diào)度車從固定的某租賃點出發(fā)，最后回到原點，以方便下次調(diào)度，但不計調(diào)度車回到原點的時間。因為只有在調(diào)度完成后才能回到原點，此時不需要調(diào)度，不再受時間限制；⑸假設(shè)所給信息足夠容納各個區(qū)域共享單車大部分信息。

2 基于SPSS描述性統(tǒng)計的哈羅單車時空分布分析

2.1 研究思路

2018年3月份以來，哈羅單車大面積的占領(lǐng)蚌埠地區(qū)，稱為蚌埠居民出行的第一選擇，但未達(dá)到最優(yōu)調(diào)度的策略常常讓有些地區(qū)居民面臨著無車可騎或有些地區(qū)單車數(shù)量過多，故以蚌埠市的哈羅單車作為研究對象，研究出最優(yōu)調(diào)度方案。將蚌埠地區(qū)劃分為1-10地區(qū)，將這10地區(qū)的1000輛哈羅單車作為研究對象。對每一輛共享單車上的GPS行程進(jìn)行記錄，形成原始數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)包括哈羅單車序號，出發(fā)區(qū)域，出發(fā)時間以及分別到達(dá)的區(qū)域和到達(dá)時間。最后，將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS進(jìn)行描述性統(tǒng)計，得出需要的數(shù)據(jù)，刪除不需要的數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS中進(jìn)行粗處理分析，得出蚌埠市10個區(qū)域哈羅單車的空間分布，如表1所示。

表1 蚌埠市10區(qū)域共享單車的空間分布表

將表1中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS中進(jìn)行精處理分析，得出蚌埠市10區(qū)域1000輛共享單車空間分布統(tǒng)計量，將其中數(shù)據(jù)有效的數(shù)據(jù)保留下來進(jìn)行進(jìn)一步的分析，無效數(shù)據(jù)刪除。

2.3 方法分析

將上文中保留的N個有效的數(shù)值整理在EXCEL表格中，導(dǎo)入SPSS軟件中，便可得到蚌埠市1-10區(qū)域哈羅單車出發(fā)時間直方圖和到達(dá)時間直方圖。詳見圖1和圖2。

圖1 出發(fā)時間直方圖

圖2 到達(dá)時間直方圖

由上圖1及2可知，出發(fā)時間在400—600的較多，到達(dá)時間在400—600的較多。

綜上所述，從時空分布情況來看，從區(qū)域8騎共享單車出發(fā)的人相較于其他幾個區(qū)域來說，人較多，到達(dá)區(qū)域8歸還共享單車的人相較于其他幾個區(qū)域來說，人較多。

3 基于Floyd算法的哈羅單車空間調(diào)度模型的優(yōu)化分析

3.1 研究思路

首先，通過多渠道的調(diào)查，得到了蚌埠市1-10區(qū)域居民的騎行需求[2]估計數(shù)據(jù)，進(jìn)行粗處理；其次，利用Floyd算法計算出空間上居民與哈羅單車租賃點的最短路徑；最后，運用時間序列模型來計算出在時間上最有利于居民的哈羅單車租賃點。

3.2 Floyd算法

3.2.1 研究方法

將最短路徑的計算作為一個函數(shù)[3]。Floyd算法是以動態(tài)規(guī)劃為手段，以解決任意兩點間的最短路徑為目的的一種算法，該算法的時間復(fù)雜度為0(N3)，空間復(fù)雜度為0(N2)。

3.2.2 方法分析

Floyd算法的描述如下：

設(shè)Di,j,k為從i到j(luò)的只以(1…k)集合中的節(jié)點為中間節(jié)點的最短路徑的長度。

若最短路徑經(jīng)過點k，則Di,j,k=Di,k,k-1+Dk,j,j-1

若最短路徑不經(jīng)過點k，則Di,j,,k=Di,j,k-1

因此，Di,j,k=min(Di,k,k-1+Dk,j,,k-1,Di,j,k-1) ，if(Dj,k+Dk,j+Di,j)

Di,j=Di,k+Dk,j

根據(jù)上文Floyd算法，可以得出蚌埠市10個共享單車區(qū)域相互之間的最短距離矩陣，如表2所示。

表2 蚌埠市10個共享單車區(qū)域相互之間的最短距離矩陣

3.3 共享單車空間優(yōu)化調(diào)度模型

3.3.1 研究方法

基于上文Floyd計算出的兩個哈羅單車租賃點的最短距離，運用共享單車優(yōu)化調(diào)度模型，將每個區(qū)域的哈羅單車數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到居民效用性最大。

將調(diào)查得到的蚌埠市1-10區(qū)域居民的騎行需求估計數(shù)據(jù)整理，詳見表3。

表3 蚌埠市居民從區(qū)域i到區(qū)域j需要共享單車的人次

3.3.2 方法分析

先考慮調(diào)度車為一輛的情況下，然后再推廣到多輛的情況下[4]。

設(shè)擁有最大負(fù)荷為Q的調(diào)度車從指定的節(jié)點出發(fā)，對集合為G的節(jié)點進(jìn)行調(diào)度，完成任務(wù)后返回原點。整個調(diào)度方案可以由下列一組方程和約束條件確定：

0Ij+rijQ

在租賃點還車的概率與租車點和還車點的距離成反比，且居民的騎行距離不超過2km。

可求出2km內(nèi)的概率系數(shù)K的算法：

據(jù)此可得出調(diào)運車運作一次后的各個租賃點哈羅單車數(shù)目的算法：

根據(jù)上文算法，調(diào)運車運行一次后蚌埠市各個租賃點哈羅單車數(shù)量的結(jié)果如圖3所示。

圖3 調(diào)運車運行一次后各個租賃點共享單車數(shù)量的結(jié)果

從圖3中可以看出，調(diào)運車在第一次調(diào)運之后，大部分地區(qū)哈羅單車的數(shù)量已經(jīng)富余，但依舊存在一些哈羅單車稀少的區(qū)域，調(diào)運車需要調(diào)運多次，才能實現(xiàn)各個區(qū)域哈羅單車數(shù)量滿足需求，甚至達(dá)到富余的狀態(tài)。

圖4 早上哈羅單車調(diào)度

圖5 中午哈羅單車調(diào)度方案

圖6 晚上哈羅單車調(diào)度方案

4 基于時間序列模型的共享單車時間維度優(yōu)化調(diào)度分析

4.1 研究思路

在蚌埠市哈羅單車的建設(shè)過程中，會為了實現(xiàn)更大網(wǎng)點的覆蓋，進(jìn)一步新增一筆租賃站點并且購進(jìn)了新的哈羅單車。然而，更多的站點可能導(dǎo)致部分租賃點哈羅單車短缺或推積現(xiàn)象，從而降低資源利用效率。必須對上文的共享單車優(yōu)化調(diào)度模型進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，將調(diào)度時間也考慮進(jìn)來。

4.2 研究方法

時間序列模型，將原有的站點與新增站點進(jìn)行混合，重新根據(jù)密集度[5]，共享單車需求量等因素進(jìn)行分組，根據(jù)分組情況配備調(diào)度車輛。若所分組數(shù)增加，則增加調(diào)度車輛的數(shù)目可以更加快捷地實現(xiàn)調(diào)度需求。然后對每一組的調(diào)度方案進(jìn)行獨立分析，即求解

則總調(diào)度時間：

4.3 方法分析

因為建立租賃點時應(yīng)當(dāng)考慮平均需求、最大需求兩點，所以首先應(yīng)當(dāng)確定加權(quán)平均比例。將時間段分為早上、中午、晚上，運用校正算法分別計算出三個時間段蚌埠市10個區(qū)域之間的哈羅單車調(diào)運方案。早上哈羅單車調(diào)度方案如圖4所示，中午哈羅單車調(diào)運方式如圖5所示，晚上哈羅單車調(diào)運方案如圖6所示。

圖4、圖5及圖6只提供了對蚌埠市三個時間段哈羅單車調(diào)運的路徑，經(jīng)過精運算，可以計算出相互區(qū)域間調(diào)運哈羅單車的數(shù)量。各個區(qū)域具體該調(diào)運哈羅單車數(shù)量如表4所示。

表4 各個區(qū)域間調(diào)運共享單車的數(shù)量

從表4中看出，不同區(qū)域之間根據(jù)空間、時間上的便利性，可以相互調(diào)度，為當(dāng)?shù)鼐用竦纳顜肀憷?/p>

5 結(jié) 語

主要分析蚌埠市哈羅單車“人車不等”背后的原因以及如何解決此問題的方案。在現(xiàn)實生活中，所提方案的實施需要哈羅單車平臺和政府兩方面的共同推進(jìn)?，F(xiàn)分別從哈羅單車平臺和政府方面提出適當(dāng)?shù)慕ㄗh[6]。

(一)哈羅單車平臺方面

哈羅單車平臺作為運營方，有責(zé)任承擔(dān)起相應(yīng)的社會責(zé)任，面對蚌埠市不同區(qū)域哈羅單車需求與供給不對等的情況，應(yīng)積極主動的去分析數(shù)據(jù)，及時的將研究結(jié)果告于政府。在平時的運營中，也要及時主動的接受來自政府的監(jiān)管，如有一些問題，應(yīng)及時的向政府報備，請求政府的支援。在用戶注冊信息等涉及到隱私的問題，應(yīng)有義務(wù)替用戶保管好。

(二)政府城市管理方面

政府部門作為城市的管理者，應(yīng)主動承擔(dān)任務(wù)。在哈羅單車平臺提供相關(guān)單車調(diào)度方案時，應(yīng)及時的派出相關(guān)部分前去完成工作，讓每一位想要用哈羅單車出行的蚌埠居民都能就近找到單車。隨著哈羅單車量的不斷擴(kuò)大，應(yīng)合理劃分道路公共資源空間[7]，以防交通事故的發(fā)生。并且在日常中，需時時關(guān)注哈羅單車的去向，以確定哈羅單車平臺提供的調(diào)度方案是否合理，如出現(xiàn)不合理部分，應(yīng)及時的改正實施。強(qiáng)硬的政策有時無法改善哈羅單車的現(xiàn)狀，有時需從根本上解決這一問題，如適當(dāng)?shù)慕o蚌埠當(dāng)?shù)鼐用裉峁┙煌ㄖv座。

移動互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，推動哈羅單車的出現(xiàn)及進(jìn)步，對于新興事物的出現(xiàn)，總會出現(xiàn)一系列的問題，不管是政府、哈羅單車平臺、蚌埠居民都要一一克服困難，最終將哈羅單車的效用發(fā)揮到最大。