1.1课题研究的目的及意义

本文主要研究自行车与轨道交通在城市交通中的相互结合，实现无缝换乘。在国外很多城市都已经将两者很好的结合起来了，并且取得了非常好的效果，而在我国，目前对自行车与轨道交通的换乘研究还非常少，根据国外的公交战略，200万人口以上的特大城市必须推进城市轨道交通建设，而100—200万人口的大城市也有必要适时发展轨道交通，我国很多大城市和中等城市的人口远远超过这些^[1]。目前，我国北京、香港、上海、广州等城市已经拥有相当数量的轨道交通，其他一些城市如沈阳、长春、哈尔滨等以地铁为主的轨道交通规划基本已经形成，这些都使得在我国城市发展自行车换乘轨道交通的条件已经具备，相信在未来城市交通的发展中，“自行车 轨道交通"的出行方式将能更好的满足人们的出行需求。

探索自行车换乘轨道交通的新模式，不管是对自行车系统，轨道交通系统，乃至整个城市的交通规划系统，都有着重大的意义。一）自行车换乘能节约能源、减少空气和噪声的污染。自行车换乘轨道交通取代小汽车的出行总里程越长，这种优势越明显。（二）自行车换乘轨道交通还能减轻相应走廊和车站通道上的拥挤程度，减少轨道车站附近的机动车停车场数量。（三）自行车换乘轨道交通，能够提高二者自身的吸引力，达到“合作共赢”的效果，有效地提高轨道交通的质量和效益，实现交通的多元化。（四）建立数学模型进行共享单车换乘轨道交通停车场的选址和需求研究，对优化之前的算法和确定初始共享单车的投放量，填补目前国内在这一领域研究的空白，探索从经验化选址过渡到科学定量分析选址方法都有重要的意义。（五）实现自行车与轨道交通的合理高效换乘也是也印证着城市交通一体化这一发展趋势。城市交通一体化是大城市交通发展的核心内容，也是实现城市交通和谐可持续发展的重要举措，各种交通方式的有效衔接正是推动这一发展大势的源源动力。对于自行车换乘轨道交通的研究也是促进我国城市交通发展，提高交通质量和效益的有效途径^[2]。

本文研究的主要目的是尽可能合理地预测共享单车换乘轨道交通的需求量，明确共享单车换乘停车场的选址依据，通过建立合适的数学模型找出停车场的选址区域位置，并加以合理有效的验证。使“自从车 轨道交通”在整个城市交通的大背景下得到更加合理的规划，方便市民出行，减少共享单车乱停乱放，过度投放影响正常交通秩序的问题，提高换乘设施的利用率和贡献率，促进整个交通网络的可持续发展。

1.2国内外现状

1.2.1国内研究现状

目前，我国是世界上自行车拥有量最多的国家，严重的机动车与非机动车混合交通形成了复杂的城市交通现状。现在一些大城市已经投放了相当数量的共享单车，并根据自行车的特点与轨道交通结合起来规划。上海作为我国内地最早建成地铁的四大城市之一，对轨道交通线间的换乘及轨道交通与其他交通方式的衔接，积累了许多经验，并且建立了以自行车换乘地铁的交通方式来改善交通。解决了居住区与轨道交通车站间距离长公交覆盖率低的问题，上海自2005年8月起在沿地铁3号线的20多个站点设置了自行车停车场，以满足和鼓励广大乘客利用自行车来换乘轨道交通。浙江大学的石晓凤在其学位论文中系统地研究了公共自行车系统建设中的设施投入量、公共自行车租赁点布设经验、公共自行车周转调度和租用资费等问题，提出了公共自行车系统建设中应尽力做到“规模等级化，布点密度统一化”^[3]；东南大学交通学院的何流、陈大伟等人，基于交通设施供给和居民出行需求，建立双层规划优化模型，城市公共自行车租赁点布局优化模型，通过达到最低成本，为公共自行车租赁点的布局选址提供科学依据^[4]；广州市交通规划研究所的甘勇华提出，城市轨道交通与自行车的出行特征的结合是十分重要的，通过相互配合、相互补充的换乘体系，可以进一步优化城市客运交通资源^[5]；同时，甘勇华在另一篇文章中指出，轨道交通网络必须考虑以轨道交通站点3km范围内的中层衔接服务圈的换乘衔接，即“自行车——轨道交通——自行车”的换成需求^[6]；吴瑶等人通过采取多项Logit模型，测算出了公共自行车的交通分担率^[7]。

1.2.2国外研究现状

在城市交通的发展规划中，把自行车与轨道交通相结合规划在国外已经有了较为成熟的研究。Persons Brinckerhoff等通过对出行者到换乘站时间与到出行终点时间的比较建立了换乘需求模型^[8]；Rily和Maciasaac从考虑停车换乘设施必须能满足进入市区的乘客的换乘要求角度对换乘需求进行了研究，建立了模型^[9];Ardeshirt提出采用专家决策法并结合实践经验确定各种因素的权重，在此基础上进行选址模型研究^[10];Mark Wardman等研究了居民出行选择公共自行车方式的影响因素，通过方式选择模型预测通勤交通的发展趋势，并且推行自行车出行的激励措施以增加公共自行车的通勤出行比例。得出结论：改善自行车换乘设施、奖励自行车出行和合理的规划公共自行车路线，将极大减少小汽车出行并且提升自从车通勤出行比例^[11]；TalRaviv,Michal Tzur和Iris Forma在研究中指出，公共自行车系统自身取得成功的关键因素是各个公共自行车租赁点有充足的自行车来满足用户出行的波动需求，同时有重足够的停车场地来保障用户顺利停放车辆^[12]；Rixey和R.Alexander通过对比美国三大公共自行车系统，通过分析公共自行车系统覆盖区域内的人口密度、失业率、平均收入、各种通勤交通比例等，给出公共自行车设置点的建议，并估算了公共自行车租赁点的规模^[13]；截至2013年4月，全世界有535个公共自行车系统，在49个国家和地区运营使用，总计投入约51.7万辆公共自行车^[14]。