Få delecykel til at fungere

De er overalt, fra Berlin til Beijing, farvestrålende cykler, du kan låne for at bevæge dig rundt i byen uden bil. Disse systemer, sammen med e-scootere, tilbyder folk en hurtig og bekvem måde at rejse rundt i byområder. Og i en tid, hvor byer kæmper for at finde måder at opfylde deres klimamål på, er de et velkomment værktøj for byplanlæggere.

At sikre, at cyklerne og e-scooterne er ved hånden, kan være noget af en udfordring – men det er også nøglen til tilbuddets succes, siger Steffen Bakker, forsker ved NTNU's Institut for Industriel Økonomi og Teknologi Management, der studerer måder at lave transport på. grønnere og mere effektiv.

"Hvis et system som dette skal lykkes, så skal vi have brugertilfredshed," sagde Bakker. "Folk ønsker, at cyklerne skal være der, når de vil bruge dem, og de vil kun bruge systemet, hvis det er en god service."

Bakker var medforfatter til et nyligt papir, der beskriver en optimeringsmodel, der skal hjælpe byer og virksomheder med at gøre et bedre stykke arbejde med at holde deres cykeldele-kunder glade.

Som at skyde et bevægeligt mål

Overvej udfordringerne ved at levere cykler eller scootere, hvor og hvornår folk vil have dem.

Forskere beskriver problemet som værende dynamisk, fordi det altid er under forandring, og stokastisk, fordi det ændrer sig på tilfældige og ofte vanskeligt forudsigelige måder, sagde Bakker.

"Brugere af cykeldelingssystem henter cykler ét sted, og de flytter dem et andet sted hen. Og så ændres systemets tilstand, fordi cyklerne pludselig ikke er, hvor de startede, hvilket er den dynamiske del," han sagde. "Men så ved man oven i købet ikke, hvornår kunderne henter cyklerne, og hvor de stiller dem. Det er den stokastiske del. Så hvis man vil planlægge i starten af ​​dagen, skal man ikke ved, hvad der kommer til at ske."

Bakker og hans kolleger kan bruge det enorme skattekammer af data indsamlet af cykler og e-scootere, når de er i brug, til at lave forudsigelser. Men der er ingen garanti for, at den måde, cyklerne blev brugt sidste tirsdag, for eksempel vil være den samme den følgende tirsdag, sagde han.

"Du er nødt til at justere for ting, der sker i løbet af dagen," sagde han. "Måske pludselig sker der en begivenhed, eller vejret skifter, og så bruger folk ikke tjenesten, og efterspørgselsmønsteret ændrer sig, hvilket påvirker planlægningen."

Sætning af brikkerne

Det, Bakker og hans kolleger har udviklet, er en optimeringsmodel, der kan give anbefalinger om, hvad serviceoperatørerne bør gøre.

Dette inkluderer, hvad servicekøretøjer skal gøre på den station, de befinder sig på i øjeblikket - om de skal aflevere eller afhente cykler eller skifte batterier ud med e-cykler og scootere - og hvor de skal gå videre. De underliggende beregninger er baseret på, hvad der er sket hidtil i løbet af dagen, og hvad der forventes at ske i den nærmeste fremtid.

Gruppens forskning er finansieret som en del af et projekt på 10 millioner NOK finansieret af Norges Forskningsråd kaldet Future of Micro mobility (FOMO), med virksomheden Urban Sharing AS som hovedforretning på bevillingen.

"Gennem Pilot-T planlægger vi at bruge eksisterende bycykelsystemer som testbaser, og ved at udvikle nye beslutningsstøtteværktøjer er målet at øge effektiviteten af ​​rebalanceringsholdene med 30% og cyklernes levetid med 20%, " sagde Jasmina Vele, projektleder hos Urban Sharing. "Dette kan realiseres gennem bedre beslutninger relateret til rebalancering og forebyggende vedligeholdelse, og det vil svare til en stor omkostningsreduktion i eksisterende bycykelsystemer."

Flytning af cykler på den mest effektive måde

Processen med at indsamle og flytte cykler fra en cykelparkeringsstation til en anden kaldes "rebalancering". Ved at bruge optimeringsmodellen, som stadig er i udviklingsfasen, kan chaufførerne få tilsendt en ny plan, hver gang de ankommer til en cykelstation.

"Man laver ikke kun én plan i starten af ​​dagen, men det, vi gør, er, at vi laver en ny plan, hver gang et køretøj ankommer til en cykelstation," sagde han. "Og når bilen ankommer til stationen, siger vi til dem:'Okay, hent så mange cykler eller aflever så mange cykler'."

Men det er her, den vanskelige del kommer ind i billedet. Det er vigtigt ikke at være for nærsynet ved kun at fokusere på systemets nuværende tilstand, siger Bakker, især hvis det forventes, at visse stationer vil have mere efterspørgsel inden for den næste time eller deromkring.

"Det er meget komplekst, fordi det er et stort system," sagde han. "Måske bliver der meget efterspørgsel på stationen i løbet af en time. Så man vil allerede have nogle cykler med derned. Men samtidig kan der være stationer nu, der næsten er tomme, og de skal have nogle cykler. Så du skal finde ud af denne afvejning."

Det er også vigtigt at koordinere afhentninger og afleveringer mellem de forskellige køretøjer, der betjener cykeldelingsnetværket, sagde han.

Digitale tvillinger og beregningstid

Bakker og hans kolleger arbejder sammen med NTNU's Institut for Datalogi om at skabe en "digital tvilling", eller en computersimulering, af de systemer, de modellerer, så de kan afprøve forskellige tilgange uden egentlig at skulle teste dem i den virkelige verden.

Indledende test viste, at den model, gruppen genererede, kan reducere antallet af problemer (hvilket betyder enten ikke nok cykler, hvor brugeren ønsker en, eller for mange cykler, så brugeren ikke kan parkere cyklen) med 41 procent sammenlignet med ikke at foretage nogen rebalancering overhovedet.

Sammenlignet med den nuværende rebalanceringspraksis for Oslo City Bikes, som også er en samarbejdspartner i NFR-bevillingen, blev antallet af problemer reduceret med 24 procent. Bakker siger, at nyere versioner af modellen viser endnu mere potentiale.

Enklere tilgange er også mulige

Ikke overraskende er den slags beregninger, der skal til for at få modellen til at fungere, komplekse, og forskere skal finjustere de forskellige parametre, der påvirker modellens ydeevne.

Bakker og hans kolleger har også arbejdet på en komponent af optimeringsmodellen kaldet kritikalitetsscore, som er lidt enklere og kan bruges uafhængigt af den større optimeringsmodel.

En kritikalitetsscore er dybest set en score, der gives til forskellige cykelparkeringsområder baseret på antallet af cykler, den i øjeblikket indeholder eller har brug for. Disse resultater er relativt enkle at beregne og kan gives til chauffører, når de rejser rundt i byen for at afbalancere antallet af cykler på hver station.

"Det er en score, der fortæller chaufføren, hvilken station det er mest kritisk at besøge," sagde Bakker. "Hvis du kan præsentere det for den person, der kører bilen og sige, at det er de stationer, der har den højeste kritikalitetsscore, kan vi levere noget, der ikke er det bedste, men det er sikkert godt og meget bedre end det, som delecykelselskaber gør nu ."

Urban Sharing's Vele siger, at brug af denne slags optimeringsmodeller kan hjælpe med at gøre cykeldeling til en vigtig komponent i bytransport.

"Urban Sharings vision for fremtidens mobilitet er et transportsystem, der er responsivt og adaptivt. Ved at bruge data og maskinlæring/optimeringsalgoritmer kan vi kombinere det bedste fra både traditionelle og moderne transportsystemer, og skabe et ressourceeffektivt system, der reagerer på efterspørger og tilpasser sig brugernes individuelle behov," sagde hun.

Forskningen blev offentliggjort i European Journal of Operational Research . + Udforsk yderligere

Lyft suspenderer e-cykler efter batteriudbrud