臺灣博碩士論文加值系統

現今世界各地的許多城市當中，除了擁有公車及捷運組成的完善大眾運輸網之外，近年來更因為綠色環保的議題受到重視，使得原本只有在歐美城市流行的自行車風氣推廣到世界各地，進而形成了公共自行車租賃系統，這是市民或遊客在城市完成最後一哩的大眾運輸工具。
本研究探討公共自行車租賃系統之規劃，以台中市為例，將該市各個捷運站做為自行車租賃站候選點，研究利用交通部等文獻計算出各候選點的公共自行車需求量，並在租賃站建置數目的限制下找到最適合建置公共自行車租賃系統的站址，及各入選站址之公共自行車建置數量。
本研究將以自行車租賃站建置成本、自行車購置成本、自行車替代成本、自行車租賃站土地成本、以及回復成本(還車方式甲租乙還對營運所產生的成本)之加總合最小化為目標，探討公共自行車租賃站區位之選擇。研究首先建立本研究之數學模式，再建構啟發式求解法。本研究啟發式求解法以模擬退火法進行租賃站位址改善，並利用田口實驗設計設定最佳參數組合後，進行本研究例題的求解，最後，以敏感度分析針對土地成本的變動以及租賃站間距離限制變化探討其對租賃站位址的選擇及總建置成本的影響，期望本研究對公共自行車租賃系統的建置規劃能有所貢獻。

This study investigates the planning of public bike rental system in Taichung City. We use Taichung’s MRT stations as the candidates of bike rental station. By combining the data from the Ministry of Transportation and other literatures, the demand of public bicycle can be estimated for each candidate station. The model tries to find the best locations to set up bike rental stations and the number of bicycle required for each station.
This study will consider the following costs: cost of building bike rental station, bike acquisition, bike replacement, land cost of bike rental station, and bike return cost (i.e. the operation due to renter return a bike in different station). The objective of this study is to minimize total cost by selecting suitable bike rental stations and arranging necessary bicycles for each station. In this study, we first develop a mathematical model and then construct a heuristic algorithm to solve the problem by using the simulated annealing logic. In addition, a sensitivity analysis is also conducted by considering different land costs and different distances required between stations.

摘要 i
ABSTRACT ii
目錄 iii
表目錄 vi
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍與限制 3
1.4 研究流程 4
第二章 文獻探討 6
2.1 公共自行車租賃系統 6
2.1.1公共自行車租賃系統的演變 6
2.1.2 公共自行車最適使用距離 7
2.1.3 公共自行車使用率 8
2.1.4 公共自行車需使用之土地面積 9
2.1.5 自行車租賃站規劃建置地點 9
2.2公共自行車租賃系統相關文獻 9
2.2.1 公共自行車相關文獻 9
2.2.2 區位問題 10
2.3 求解法探討與分析 14
2.3.1 萬用式演算法 14
2.3.2 模擬退火法 (Simulated Annealing, SA) 14
2.3.3 禁忌搜尋法 (Tabu Search, TS) 16
2.3.4 基因演算法 (Genetic Algorithm, GA) 16
2.4 田口實驗方法 17
2.5 文獻綜合評析 19
第三章 問題定義與模型建構 21
3.1 問題描述 21
3.2 數學模型建構 23
3.2.1基本假設與限制 23
3.2.2 符號說明 25
3.2.3 數學模型建構 28
3.3 數學模型之驗證 30
3.3.1範例資料與參數設定 30
3.3.2 範例測試 30
3.4 啟發式求解法建構 31
3.4.1初始租賃站位址求解流程 31
3.4.2 租賃站位置改善流程 33
第四章 例題測試與分析討論 36
4.1測試例題的基本資料與說明 36
4.1.1 自行車租賃站建置成本 36
4.1.2 單位自行車購置成本 36
4.1.3 單位自行車替代成本 36
4.1.4 自行車租賃站土地成本 37
4.1.5 自行車回復成本 38
4.1.6 自行車租賃站相互間距離 39
4.1.7 各自行車租賃站間的還車比率 39
4.1.8 各個租賃站自行車需求數量 39
4.2 模擬退火法參數設定 40
4.2.1 模擬退火法實驗參數設定 40
4.2.2 田口實驗結果 42
4.2.3 確認性實驗 44
4.3 例題求解結果之說明與分析 45
4.3.1 模擬退火法進行租賃站位址改善之成效 46
4.3.2 例題求解結果分析 49
4.4 敏感度分析 53
4.4.1 土地成本之變動對於系統中的各項成本對影響 53
4.4.3租賃站相互距離限制的變動對於租賃站位址及總建置成本產生的影響 55
第五章 結論與未來研究方向 59
5.1結論 59
5.2 未來研究方向 60
參考文獻 61
附錄(一) LINGO小型範例求解結果圖 64
附錄(二) 自行車租賃站相互間距離 65

中文部分
台中市捷運工程處全球資訊網，2015， http://tcrt.taichung.gov.tw/home.aspx
台北市政府交通局，2015， http://www.dot.taipei.gov.tw/
林千琪，2003，都市地區國民中學學校設施區位選擇之研究，私立朝陽科技大學，建築及都市設計研究所，碩士論文。
林耕全，2005，裝修工程廢棄物回收站與再利用廠設置最佳化區位評選之研究，國立中央大學，營建管理研究所，碩士論文。
徐嘉吟、黃士滔 ，2010，MAX-MIN螞蟻演算法於配送中心選址之研究，品質學報，第十七卷，第一期，第89-97頁。
張郅旺，2007，以社會成本觀點決定雙鄰避設施之區位選擇及車輛途程規劃，國立雲林科技大學，工業工程與管理研究所，碩士論文。
梁豐裕，1994，都市行政中心區位選定之研究-以桃園縣為例，淡江大學建築研究所，碩士論文。
雷英傑，2014，以空氣汙染音速與災害成本考量林必設施之區位選擇與廢棄物車輛途程規劃，國立雲林科技大學，碩士論文。
謝昉叡，2011，自行車租賃系統佈署調度暨選址最佳化之研究，國立中央大學，土木工程學研究所，碩士論文。
顏上堯、林瀚俊、張勻威，2011，自行車租賃佈署暨調度最佳化之研究，都市交通半年刊，第二十六卷，第二期，第1-12頁。
 
英文部分
Commins, N., and Nolan, A., 2011, “The Determinants of Mode of Transport to Work in the Greater Dublin Area”, Transport Policy, Vol. 18, No. 1, pp. 259-268.
Current, J., Min, H., and Schilling, D., 1990, “Multiobjective Analysis of Facility Locations”, European Journal of Operation Research, Vol. 49, No. 3, pp. 295-307.
European Commission, 1999, “Cycling: The Way Ahead for Towns and Cities” Luxembourg: Publications Office of the European Union, Luxembourg.
Frade, I., and Ribeiro, A., 2014, “Bicycle Sharing Systems Demand”, Social and Behavioral Sciences, Vol. 111, pp. 518-527.
Gao, Z. H., and Chen, S. F., 2005, “Application of Genetic Algorithm to Competitive Location Model of Logistics Distribution Center”, Journal of Highway and Transportation Research and Development, Vol. 22, No. 8, pp. 138-141.
Hakimi, S. L., 1964, “Optimal Location of Switching Centers for the Absolute Centers and Medians of a Graph”, Operations Research, Vol. 12, No. 3, pp. 450-459.
Lee, K. H., Jun, S. O., Pak, K. H., Lee, D. H., Lee, K. W., and Park, J. P., 2010, “Numerical Optimization of Site Selection for Offshore Wind Turbine Installation Using Genetic Algorithm”, Current Applied Physics, Vol. 10, No. 2, pp. 302-306.
Lin, J. R., and Yang, T. H., 2011, “Strategic design of public bicycle sharing systems with service level constraints”, Transportation Research, Vol. 5, No. 47, pp.284-294.
Lusk, A. C., Wen, X., and Zhou, L. J., 2014, “Gender and Used/Preferred Differences of Bicycle Routes, Parking, Intersection Signals, and Bicycle Type: Professional Middle Class Preferences in Hangzhou, China”, Journal of Transport & Health, Vol. 1, No. 2, pp. 124-133.
Martens, K., 2004, “The Bicycle As A Feedering Mode: Experiences From Three European Countries”, Transportation Research Part D, Vol. 9, No. 4, pp. 281-294.
Martinez, L. M., Caetano, L., Tomas, E., and Cruz, F., 2012, “An Optimization Algorithm to Establish the Location of Stations of A Mixed Fleet Biking System: An Application to the City of Lisbon”, Social and Behavioral Sciences, Vol. 54, No. 4, pp. 513-524.
Metropolitan Washington Council of Governments, 2010, “A Regional Public Bicycle-Sharing System for the National Capital Region” Available from: http://www.mwcog.org/transportation/committee/committee/archives.asp
Moon, I. D., and Chaudhry, S. S., 1984, “An Anlysis of Network Location Problems with Distance Constraints”, Management Science, Vol. 30, No. 3, pp. 290-307.
Muttiah, R. S., Engel, B. A., and Jones, D. D., 1996, “Waste Disposal Site Selection Using GIS-based Simulated Annealing”, Compurers & Geosciences, Vol. 22, No.9, pp. 1013-1017.
Nakamura, H., and Abe, N., 2014, “Evaluation of the Hybrid Model of Public Bicycle-Sharing Operation and Private Bicycle Parking Management”, Transport Policy, Vol. 35, pp. 31-41.
O'Brien, O., Cheshire, J., and Batty, M., 2014, “Mining Bicycle Sharing Data for Generating Insights into Sustainable Transport Systems”, Journal of Transport Geography, Vol. 34, pp. 262-273.
Oum, T. H., Zhang, A., and Zhang, Y., 2000, “Optimal Demand for Operating Lease of Aircraft”, Transportation Research Part B, Vol. 34, No. 1, pp. 17-29.
Shaheen, S., Guzman, S., and Zhang, H., 2010, “Bikesharing in Europe, the Americas, and Asia”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, Vol. 2143, No.1, pp. 159–167.
Wang, S., Liu, L., Zhang, J., and Duan, Z., 2008, “Bike-Sharing A New Public Transportation Mode: State of the Practice & Prospects”, Emergency Management and Management Sciences (ICEMMS), 2010 IEEE International Conference , pp. 222–225.
Webber, A., 1909, “Theory of Location of Industries” University of Chicago Press, Chicago, USA.
Yang, T. H., Lin, J. R., and Chang, Y. C., 2010, “Strategic Design of Public Bicycle Sharing Systems Incorporating with Bicycle Stocks Considerations”, Computers and Industrial Engineering (CIE), 40th International Conference, pp. 1-6.