公共自行車共享系統之群眾運補策略數學模型與資料視覺化工具設計研究

Translated title of the thesis: The Design of Mathematical Models and Data Visualization Tools for Public Bike Sharing Systems with Crowdsourced Repositioning Strategy
  • 侯 貞泰

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

近年來,公共自行車共享系統已在多個國家的都會區營運,也帶動了新型態的物流研究議題。目前此類系統在營運期間最棘手的挑戰為「無車可借」或「無位可還」的供需失衡問題,現行作法大多雇用卡車,自較多車的租借站移車,再將這些車載至較少車的租借站補車,然而少量的卡車無法滿足大量租借站同時缺車或缺位的運補需求。因此,本研究提出「群眾運補」的概念,在給予適當獎勵的情況下,由系統招募志願接受運補任務的群眾,這些群眾將依系統指示於特定時刻至指定的租借站租車,再騎至指定的租借站還車,如此即可同時在多個租借站間靠群眾運補,不會受到少數卡車所在位置及容量的限制,理應比現行使用少數卡車的運補方式更為有效。 本研究分成三個階段:在第一階段的資料分析中,我們以台北市YouBike系統的公開資料為基礎,藉由分析該資料找出租還需求的變化趨勢(譬如各站每日租借量隨時間的波動方式,以及其可能還車的訖點分佈方式等),並實作多種資料視覺化工具以呈現分析結果;第二階段探討群眾運補的數學理論基礎,建構一個理想的最適車數整數規劃模式,將一天分成多期,以計算出各租借站於各期期末的最佳庫存之自行車數量,該數值可被視為該站該時刻的最適車數,再以即時租借資料與機器學習中的隨機森林預測模型來預測需求,建構一個簡化的群眾運補數學模式,以計算當期最佳的群眾號召方式;第三階段則實作一個模擬系統,模擬以群眾(或卡車)運補的情境下,如何配置這些騎乘者(或卡車)的起訖運補方式,以減少最多的預估缺車與缺位總量;經多次模擬測試,證實群眾運補的確比傳統卡車運補有更高的效益,尤其在尖峰時段更能大幅減少缺車與缺位發生的機會,可明顯地改善服務品質。
Date of Award2016 Sep 7
Original languageChinese
SupervisorI-Lin Wang (Supervisor)

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公共自行車共享系統之群眾運補策略數學模型與資料視覺化工具設計研究
貞泰, 侯. (Author). 2016 Sep 7

Student thesis: Master's Thesis