謝玲燕

摘要：解決高校中共享單車停放存在的問題具有重大意義，有利于提高共享單車的使用效率和公共服務(wù)能力，完善校園共享單車運行秩序。提出一種GIS框架下的基于多屬性決策和可達性分析的共享單車停放點選址方法，先利用Python編寫爬蟲程序獲取共享單車的位置信息，建立需求預(yù)測模型，在此基礎(chǔ)上規(guī)劃停放設(shè)施并利用多屬性決策、可達性分析方法與實地調(diào)研進行選址。結(jié)果表明，設(shè)施定址方法能夠優(yōu)化校內(nèi)共享單車的空間分布，但要完全解決高峰時段局部地區(qū)用車難問題，還需酌情進行車輛調(diào)度。

關(guān)鍵詞：共享單車;供需矛盾;停車點規(guī)劃;多屬性決策

中圖分類號：U491.225

文獻標識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.11.020

1 引言

在中國，共享單車的風(fēng)靡?guī)砹艘幌盗袉栴}。宏觀上看，生活方式的變遷為城市內(nèi)部的空間規(guī)劃帶來了新的挑戰(zhàn)[1】，共享單車的離散分布的格局是城市管理的一大難題。從微觀上看，相應(yīng)的法律法規(guī)和管理措施不完善;供共享單車使用的交通基礎(chǔ)設(shè)施嚴重不足與共享單車發(fā)展速度過快之間的矛盾逐漸惡化;市場監(jiān)管不足，用戶行為無法規(guī)范等各種類型的社會問題層出不窮。而大學(xué)校園作為特殊的“小社會”，使用群體和使用范圍有其獨特性，導(dǎo)致亂停亂放等現(xiàn)象異常嚴重，因此研究共享單車在校園內(nèi)所演角色意義凸顯。本研究從兩周內(nèi)校園里共享單車的位置數(shù)據(jù)著手，結(jié)合問卷調(diào)查及實地勘察進行停車點選址研究，以解決校園內(nèi)共享單車使用人員因無指定區(qū)域停車而無序停放所帶來的問題。

2 研究數(shù)據(jù)預(yù)處理

2.1 數(shù)據(jù)來源

主要數(shù)據(jù)詳情如表1所示。

2.2 問卷調(diào)查

問卷的主要目的是獲得幾項關(guān)鍵指標：學(xué)生在宿舍的用車頻率與偏好;用車需求信息，包括需求地點和需求時段;對于停車點設(shè)施建設(shè)所涉及指標的比較。

2.3 網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)

利用Python編寫爬蟲程序，獲取ofo單車在校區(qū)附近的單車位置信息，搜索落在113°20′38″E，23°8′34″，N至113°21′32″E.23°8′73″，N矩形區(qū)域的坐標點，間隔為每分鐘1次，搜索時間從03-04T23：59-03-18T23：59。

2.4 空間劃分

共享單車的位置在空間上呈離散分布，需借助GIS工具對若干個囊括離散點的區(qū)域進行劃分，本研究采用泰森多邊形法對校園區(qū)域進行空間劃分。根據(jù)問卷調(diào)查，本研究共有離散點數(shù)據(jù)53個，按泰森多邊形法將53個離散點連成三角網(wǎng)再生成泰森多邊形，最后求取各對應(yīng)子區(qū)域的ofo共享單車供需量。

2.5 底圖數(shù)據(jù)

小黃車官網(wǎng)上LBS服務(wù)由高德地圖提供，單車位置信息隸屬于高德坐標系。通過網(wǎng)絡(luò)獲取研究區(qū)遙感圖像和街道矢量數(shù)據(jù)，一同歸至統(tǒng)一的空間參考系。

3 共享單車供需情況分析

用戶出現(xiàn)需要騎行卻找不到車的概率需要量化，但鑒于需求點的不同特性，需分兩種方法來確定不同需求點對某品牌共享單車的實際需求量。對于宿舍類需求點采用宿舍點人口數(shù)×需求度×選擇偏好的模型進行求解，除宿舍以外的需求點則采用“總?cè)藬?shù)×該點需求頻數(shù)占總頻數(shù)百分l模型。

3.1 宿舍點需求量的直接推算

宿舍點i在時間段t內(nèi)對j品牌共享單車需求量Dtij計算

3.2 非宿舍點需求量的間接推算

非宿舍類需求點m在時間段t內(nèi)對j品牌單車的需求量求解公式為：式（2）中：n_tm為需求點m在t內(nèi)的需求頻數(shù);n為全部需求點總頻數(shù)，乘以某點m在t內(nèi)需求頻數(shù)占總頻數(shù)之比，得到某時間段內(nèi)該點的需求人數(shù)。時段為06：008：00，08： 00-08： 30， 11： 50-12： 20， 14： 00-14： 30，17： 40-19： 00，21：00-23：30共6個，利用ArcGIS軟件將以上時段ofo單車位置圖層與多邊形劃分結(jié)果圖層疊加。使用集制表工具對53個需求區(qū)域內(nèi)的單車進行數(shù)量統(tǒng)計并進行均值計算。標準化處理并利用線性變換把結(jié)果映射到[0，1]區(qū)間上，將其定義為需求系數(shù)，需求系數(shù)越大表明該地在用車高峰時段，單車供不應(yīng)求情況越嚴峻。需求點供需情況如圖1所示。

4 校園共享單車停車點規(guī)劃

利用GIS空間分析方法在宏觀上確定目標區(qū)域繼而予以選址定級，最后在目標區(qū)域內(nèi)進行實地勘察以尋找符合要求的地點。停車設(shè)施的規(guī)劃考慮以下因素：①空間要求。不占用主干道路，不占用草坪等公共用地，盡量分布均勻。②微觀要求。視線是否良好，停車面積是否足夠，局部景觀是否符合美感，是否準許停放，是否阻礙任何通勤行為。

4.1 空間決策分析

在本研究中，利用多屬性決策結(jié)合層次分析法初步確定選址范圍，利用可達性分析對結(jié)果予以校正，最后將其劃分為若干等級以便選址決策。

4.1.1 多屬性決策

本研究利用層次分析法確定5個指標的權(quán)重，使用最為有效的簡單加權(quán)法模型進行評價，最終得到的權(quán)重如表2所示。將因子歸一化到區(qū)間[0，1]中，將各因子重分類賦值為5個等級。利用ArcGIS柵格計算器得到最后的適宜性分布圖，具體如圖2所示。選址要素及其權(quán)重如表2所示。

4.1.2 可達性分析

考慮到設(shè)施點供給的有限性、設(shè)施服務(wù)區(qū)的交換性及設(shè)施點服務(wù)范圍等因素對可達陛的影響，以設(shè)施點需求規(guī)模為影響因子引入公式修正以契合實際情況。勻的特點。停車點設(shè)施的空間可達性結(jié)果范圍從0- 16不等，在空間分布上可達性存在著較大差異，連續(xù)性明顯而空間分布不均。整體來說，校園南、北部空間可達性極低;而東、西部可達性最高，中部次之。

4.2 因子回歸

對可達性與需求量作回歸分析，如果兩要素吻合則說明停車點設(shè)施的選址相對合理。通過各類回歸方程進行實驗，發(fā)現(xiàn)線性回歸方程的擬合程度最好，然而其擬合系數(shù)仍然較低為0.147，即原有的單車分布的需求量和可達性有著鮮明矛盾。回歸分析指標如表3所示。需求量與可達性散點如圖3所示。

4.3 適宜性校正

由上可知，單車分布現(xiàn)存在著嚴重的供需問題。以可達性與需求量散點到回歸方程直線的距離作為校正因子構(gòu)建適宜性校正模型可改善供需關(guān)系。函數(shù)表示為F （x） =aeb（x），F(xiàn) （x）=-ae-b‘x）。前式為增益模型，后式為抑制模型，b（x）為點x到回歸直線距離的歸一化結(jié)果;a為調(diào)整系數(shù)，取為1，e為自然常數(shù)。散點群中，當(dāng)區(qū)域可達性數(shù)值大于需求量數(shù)值時，使用抑制模型;反之使用增益模型。利用ArcGIS將道路與禁用區(qū)轉(zhuǎn)換為柵格并命名為禁止利用圖層，為禁止利用區(qū)賦予0值，其余賦為1。最后進行地圖代數(shù)運算將結(jié)果重分為兩類，提取前兩類進行設(shè)施點選址。

4.4 檢調(diào)與選址

考慮到華南師大石牌校區(qū)面積較小不宜設(shè)置過多停車點，且應(yīng)在空間分布上盡量均勻，因此利用漁網(wǎng)創(chuàng)建工具劃分出規(guī)則的區(qū)域。在宏觀分析得出適宜范圍后，加以實地細節(jié)勘察并考慮視線情況、面積大小、局部景觀和停放準則，選址結(jié)果如圖4所示。

5 選址結(jié)果分析

5.1 選址前后情況對比

確定停車點位置后再次進行泰森多邊形劃分以統(tǒng)計子區(qū)域內(nèi)單車供應(yīng)量。利用潛力模型計算規(guī)劃后的空間可達性，并將原有空間可達性和現(xiàn)有可達性進行對比，如圖5所示，采用前述的回歸分析以示兩者在獲取公共服務(wù)資源方面的差異?；貧w分析參考指標如表4所示。

結(jié)果顯示方程擬合指數(shù)R2大幅度提高，其能夠解釋的方差占因變量方差的百分比達到0 .645。需求量與可達性的關(guān)系表明選址結(jié)果具有高度合理性，同時也指出，多屬性決策結(jié)合可達性修正的選址方法對于解決該類問題十分有效。

5.2 局部地區(qū)討論

由于公共服務(wù)資源的有限性，單車停放點規(guī)劃不能完全解決校園用車問題，但能起到一定的緩解作用。綜上所述，確定停車點規(guī)劃后校園內(nèi)共享單車可達性和需求量間的關(guān)系更為顯著，模型擬合程度有了極大提高，說明共享單車資源的空間分布情況得到了顯著改善。然而，局部區(qū)域的擬合度仍然較低，尤其是可達性低而需求量高的區(qū)域，說明該片區(qū)內(nèi)能夠獲得的共享單車資源仍相當(dāng)欠缺。

在“可達性低而需求量大”的情況下，供求矛盾突出給需求人員帶來不良用車體驗。對于東西部宿舍帶學(xué)生而言，縱使在區(qū)域內(nèi)已設(shè)置有單車點但其可達性指數(shù)與需求量匹配程度仍然不高，根源在于需求人口過大。為解決以上問題，必須通過物理手段對校園單車數(shù)量進行調(diào)控，使局部地區(qū)設(shè)施點在短期內(nèi)的停車量增加，服務(wù)能力增強。然而，受用車行為與規(guī)律的影響，校園內(nèi)的共享單車最終又回歸先前的水平，因而這類物理調(diào)控手段需以一定的周期循環(huán)采取。

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