基于短时需求预测的公共自行车站点调度方法研究

学生

姓名

杨名远

性别

男

类别

本科毕业论文

入学

年级

2014

专业名称

交通工程

专业所属

一级门类

交通运输工程

专业所属

二级类

交通运输规划与管理

指导教师

毕业设计（论文）总周数

16

姓名

专业技术职务

年龄

所在单位

季彦婕

副教授

38

东南大学

毕业设计（论文）

题目

基于短时需求预测的公共自行车站点调度方法研究

毕业设计（论文）主要涉及研究方向

城市交通规划与设计

毕业设计（论文）选题依据及背景

公共自行车是一种绿色、健康、便捷的出行方式，在方便市民出行、解决“最后一公里”出行难题、缓解城市交通压力等方面发挥了积极作用。传统公共自行车服务是“政府引导、企业化运作”的惠民工程，与近年来发展迅猛的共享单车在管理机制、收费标准、用户群体等方面均有差异，最终将形成差异化竞争与协同互补发展。相对于无桩共享单车的乱停乱放，强有力的运维调度管理是传统有桩公共自行车的优势所在。

然而，由于高峰时期公共自行车借还车需求存在明显的时空分布不均衡性，部分站点出现了“借车难、还车难”现象，严重制约了公共自行车系统的运营效率。因此，有必要对公共自行车站点借还车时空分布特征进行详细分析，有效预测公共自行车站点的借还车短时需求，在此基础上研究站点动态调度策略，以提高公共自行车调度效率，降低调度成本，巩固传统公共自行车在调度管理方面的优势，发挥公共自行车的公益性与便民性。

学校中期检查情况

优秀

毕业设计（论文）的水平与特色

论文基于南京市公共自行车IC卡数据，提取了不同时段的公共自行车站点借还车时间序列，探究了不同类型站点的借还车时空分布特征，构建了站点短时需求预测模型，研究了公共自行车动态调度策略。主要特色有以下三点：

1、基于IC卡数据分析了公共自行车站点借还车时空分布特征。利用Python软件对公共自行车IC卡原始刷卡数据进行清洗和预处理，统计出各站点借还车时间序列，分析了借还车时间序列的周期性和随机性，探究了不同类型站点的借还车时空分布特征。

2、提出了基于LSTM神经网络模型的公共自行车站点短时需求预测方法。鉴于公共自行车站点借还车时间序列数据量大，且存在随机性、周期性等特征，将其转化为监督学习问题，通过数据差分平稳时间序列，利用MinMaxScaler函数进行转换，并编制了完整的运算代码实现短时需求预测。

3、构建了公共自行车多约束动态调度车辆路径优化模型。结合公共自行车站点短时需求预测结果，综合考虑车辆调度总成本、调配效率、调度时变需求等因素，以调度车辆行驶距离最短为优化目标，构建了动态调度车辆路径优化模型，并提出了改进的蚁群算法进行求解。

论文研究内容全面丰富，结构完整，数据翔实，结论可靠了，论文写作规范严谨。在公共自行车站点短时需求预测方法和调度模型方面具有创新性，是一篇优秀的本科毕业论文。

毕业设计（论文）有何实验、实践或实习基础

1.《基于数据融合技术的南京市公共自行车用户出行行为研究》，“国家大学生创新性实验计划”项目，2017-2018；

2.《低碳化进程中城市多模式交通系统运营关键问题研究》，国家自然科学基金国际合作与交流项目，2015-2018。

学生毕业设计（论文）期间的研读书目

1.王炜，杨新苗，陈学武.城市公共交通系统规划方法与管理技术[M].科学出版社,2002

2. Michael D.Meyer, Eric J.Miller. Urban Transportation Planning (Second Edition) [J]. McGraw-Hill Higher Education, 2001.

3. Washington S P, Karlaftis M G, Mannering F L. Statistical and Econometric Methods for Transportation Data Analysis[J]. Technometrics, 2004.

4. P Vogel, BAN Saavedra, DC Mattfeld. A Hybrid Metaheuristic to Solve the Resource Allocation Problem in Bike Sharing Systems [M]. Springer, 2014.

指导教师评语及推荐意见（包括学生的工作态度、知识与能力、成果与水平、设计（论文）质量等几方面）

论文对公共自行车的运维调度策略展开研究，选题符合国家十三五倡导绿色出行、节能低碳的战略要求。文献综述全面准确地归纳总结了相关领域的国内外研究进展，对拟研究的问题目的明确、思路清晰。文中基于南京市公共自行车IC卡刷卡数据，提取了不同时段的公共自行车站点借还车时间序列，探究了不同类型站点的借还车时空分布特征，构建了站点短时需求预测模型，提出了公共自行车动态调度策略，并通过实例分析进行了验证，表明成果具有实际应用前景。

总体而言，论文研究内容具体，结构合理，数据翔实，分析科学，工作量饱满，文本撰写规范，在公共自行车站点短时预测方法和动态调度策略方面的研究有创新，是一篇优秀的本科毕业论文，同意推荐！

指导教师签字：

年 月 日

指导教师对申报材料真实性的意见

申报材料真实。

指导教师签字：

年 月 日

毕业设计（论文）获奖后，指导教师是否同意公开交流?

同意请指导教师签名：

学校推荐意见

（学校公章）

年 月 日