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研究生: 陳俐瑋
Li-Wei Chen
論文名稱: 公共自行車系統調度規劃之研究-以桃園市中壢區為例
Bicycle Reallocation - A Case Study of Zhongli District in Taoyuan City
指導教授: 吳健生
Jian-Sheng Wu
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2021
畢業學年度: 109
語文別: 中文
論文頁數: 80
中文關鍵詞: 公共自行車調度規劃數學規劃存量調度
外文關鍵詞: Bicycle Sharing System, Reallocation scheduling, mathematic programming, inventory reallocation
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  • 近年來環境汙染問題日益嚴重,各國紛紛提倡發展綠色經濟並開始於各地設置公共自行車租賃站。而隨著公共自行車使用量增加以及各地區旅次產生之不同,各地開始會出現「無車可借」以及「無位可還」的現象,因此改善公共自行車系統之整體使用率及服務品質提升已成為公共自行車研究中重要的課題。
    本研究以桃園市中壢區之租賃站為研究範圍,對於研究範圍內所發生之公共自行車租用之使用特性進行分析,依據各租賃站之站容量、不同時段下各租賃站租借及歸還使用量以及各租賃站歷史推估存量等資料,制定數個存量調度基準方案,並建構數學規劃模式對於各存量調度方案進行分析評估。
    本研究研究結果顯示,依據本研究制定之各項調度存量基準進行調度後均能改善公共自行車之車輛使用率現況以及縮減調度所產生之平均調度距離成本,其中以租賃站容量制定之方案一及以歷史推估存量制定之方案二,其調度成功率較高但是總調度距離成本也較高;而以租借及歸還需求量制定之方案三及以借還差額制定之方案四,相對於前兩方案而言有較低之調度數量及距離成本,但在調度間隔時間較長之情境下可能會發生相對於前兩方案較高之缺車量。綜合各項績效評估結果而言,本研究可供實務業者進行調度之參考。


    Due to the problem of environmental pollution has become more and more serious in recent years, many countries have advocated the development of green economic policies and have established public bicycle system.With the increase of the usage for public bicycles and occurence of unbalancing trips in different regions, shortage problem of bicycles or parking spaces gradually become serious.Therefore, improving utilization and service quality of public bicycle system has become an important subject in the study of public bicycles.
    This research takes the rental stations in Zhongli District, Taoyuan City as the research scope, and analyzes the usage characteristics of public bicycle which occured within the research scope. Than design some bicycle inventory level for each rental station as the basis of reallocation plans, such as based on the station capacity, the demand for rental bicycle or parking space, and historical estimates of the inventory. As well as construct a mathematical planning model to analyze and evaluate the reallocation plans.
    This research show that after reallocating bicycles in regions, it can improve the current utilization of public bicycle and reduce the average distance cost generated by reallocation. The plan 1, which is designed from rental station capacity, and plan 2, which is designed from historical estimates of the rental station inventory, result in higher service level but a higher distance cost. Besides, plan 3, which is designed from demand for rental bicycle or parking space, and plan 4, which is designed from disparity between demand of rental bicycle and parking space, compared with plan 1 and plan 2, result in fewer reallocation bicycles and lower distance cost. But, with longer reallocation temporal gap, it happens shortage of bicycle in rental stations more possible as well.

    摘要 I ABSTRUCT II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 VII 一、 緒論 1 1-1 研究背景 1 1-2 研究動機 2 1-3 研究目的 4 1-4 研究流程 6 二、 文獻回顧 7 2-1 自行車調度相關文獻 7 2-2 自行車租賃相關文獻 9 2-3 文獻評析 11 三、 研究方法 12 3-1 現況問題分析 13 3-2 模式建構 13 3-2-1 模式基本假設 13 3-2-2 模式符號說明 15 3-2-3 模式數學定式 17 3-2-4 模式輸入資料 18 3-3 資料蒐集 20 3-3-1 距離成本資料 20 3-3-2 公共自行車使用資料 21 3-4 使用現況分析 25 3-4-1 時段需求量 25 3-4-2 平日及假日需求量 26 3-4-3 調度間隔時間 29 3-5 起始存量推估 33 3-5-1 推估基本假設 33 3-5-2 存量推估流程及步驟 36 3-6 調度存量上下限制定方案 44 3-6-1 站容量百分位數 44 3-6-2 歷史存量百分位數 45 3-6-3 租借量及歸還量百分位數 45 3-6-4 差額百分位數 46 3-7 模式求解方法 48 3-7-1 電腦演算環境 48 3-8 績效評估項目 49 3-9 小結 51 四、 模式輸出與分析 52 4-1 方案成效評估分析 52 4-2 各調度方案比較 58 4-3 小結 59 五、 結論與建議 60 5-1 結論 60 5-2 建議 61 參考文獻 62 附錄一 65

    1. 楊瑞宇:〈穩健公共自行車租用系統車輛配置模式〉。碩士論文,國立台北科技大學,2012年。
    2. 劉宜青:〈以模擬最佳化求解公共自行車共享系統之初始車輛配置策略〉。碩士論文,國立成功大學,2012年。
    3. 廖敏婷:〈考慮需求比例及暫時人力配置之公共自行車租借系統管理策略研究〉。碩士論文,國立成功大學,2012年。
    4. 張勻威:〈自行車租賃佈署暨調度最佳之化之研究〉。碩士論文,國立中央大學,2011年。
    5. 張立蓁:〈都會區公共自行車租借系統之設計與營運方式研究〉。碩士論文,國立成功大學,2010年。
    6. 余書玫:〈公共自行車租借系統選擇行為之研究〉。碩士論文,國立交通大學交通,2009年。
    7. 黃仁皇:〈公共自行車騎乘特性、服務便利性、騎乘滿意度之相關研究-以台北市微笑單車為例〉。碩士論文,朝陽科技大學,2010年。
    8. 白詩滎:〈臺北公共自行車使用行為特性分析與友善環境建構之研究〉。碩士論文,國立政治大學,2013年。
    9. 黃晏珊:〈臺北市公共自行車系統營運特性分析〉。碩士論文,淡江大學,2015年。
    10. 侯貞泰:〈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〉。碩士論文,國立成功大學,2016年。
    11. 賴勁丞:〈基於站點相依性之公共自行車調度策略研究〉。碩士論文,國立台灣大學,2016年。
    12. 行政院環境保護署低碳永續家園資訊網,https://lcss.epa.gov.tw/lcssviewpage/responsive/default.aspx?actmain=c
    13. Benarbia, T., Labadi, K., Omari, A., & Barbot, J. P. (2013, May). “Balancing dynamic bike-sharing systems: A Petri nets with variable arc weights based approach.” International Conference on Control, Decision and Information Technologies (CoDIT), IEEE, 2013, p.112-117.
    14. Caggiani, L., & Ottomanelli, M. “A modular soft computing based method for vehicles repositioning in bike-sharing systems.” Procedia-Social and Behavioral Sciences, Vol 54, 2012, p.675-684.
    15. Froehlich, J. E., Neumann, J., and Oliver, N. “Sensing and predicting the pulse of the city through shared bicycling,” 21st International Joint Conference on Artificial Intelligence, 2009, p.1420-1426.
    16. Midgley, P. “The role of smart bike-sharing systems in urban mobility.” Journeys, 2009, p.23-31.
    17. Raviv, T., Tzur, M., & Forma, I. A. “Static repositioning in a bike-sharing system: models and solution approaches.” EURO Journal on Transportation and Logistics, Vol 2, No.3, 2013, p.187-229.
    18. Vogel, P., Greiser, T., & Mattfeld, D. C. “Understanding bike-sharing systems using data mining: Exploring activity patterns”. Procedia-Social and Behavioral Sciences, Vol 20, 2011, p.514-523.

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