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基于生灭过程的公共自行车站点车辆调度方法研究
| 论文题名： | 基于生灭过程的公共自行车站点车辆调度方法研究 |
| 关键词： | 公共自行车站点;车辆调度;生灭过程;借还模型 |
| 摘要： | 目前，城市规模不断扩大的同时，城市机动车拥堵现象日益严重，并且造成了严重的空气污染。在城市短距离出行方面，越来越多的市民放弃了驾驶机动车出行，而是选择公共自行车这一绿色低碳的出行方式；长距离出行方面，越来越多的市民将公共自行车作为换乘的工具，用来解决到达目的地之前的“最后一公里”问题。但由于公共自行车系统缺乏科学的运营管理，使得公共自行车系统在现实运营中时常出现“无车可借，无桩可还”的问题。这无疑严重影响了市民对公共自行车的用户体验，同时制约了公共自行车系统进一步的发展。在此背景下，研究城市公共自行车系统的车辆调度方法，合理对站点内的车辆进行调度，以满足用户的借还需求显得尤为重要。 本文首先对公共自行车系统在车辆调度方面的国内外研究现状进行分析。对获取的苏州市高新区公共自行车系统实际借还数据进行预处理。选取轨交滨河路公共自行车站点作为研究对象，计算其在早高峰和晚高峰时间段内的平均借车速率和平均还车速率。并且运用K-S检验方法，确定研究站点分别在早高峰和晚高峰期间的车辆借还间隔时间均服从负指数分布。 其次结合生灭过程、排队论等相关知识建立公共自行车站点借还模型，对模型中的公共自行车桩位上发生的生灭过程进行详细描述。在此基础上，对公共自行车站点在进入平衡状态之后的状态概率分布、站点服务强度、站点平均服务速率、站点空桩期望和站点满桩期望等特征公式进行推导。其中，通过模型得到的站点状态概率分布便包含站点出现“无车可借”和“无桩可还”的概率。 接着利用Python软件对模型的状态概率分布公式和服务强度公式进行编程。将处理后研究站点的平均借车速率、平均还车速率和站点总桩位数代入到借还模型当中，得到站点状态指标结果。根据计算结果分析发现研究站点在早高峰和晚高峰两个时间段内的借还特征与实际车辆借还状况相吻合，说明所构建的公共自行车站点借还模型的准确性。并确定了研究站点在两个时间段内的调度需求。 最后根据研究站点的借还特征以及其调度需求，选择合适的特征值作为车辆调度的启动阈值。通过对站点状态概率分布的变化分析，讨论出研究站点内合理的车辆配置状况，最终形成研究站点的车辆调度方案，并且总结归纳出适用于一般站点的车辆调度方案制定方法。 |
| 作者： | 李牧添 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 朱从坤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 苏州科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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