共享单车作为互联网与共享经济发展下的产物,以其绿色低碳、灵活快捷的优点,短时间内快速受到城市居民的青睐,成功地在城市发展中显示出其重要的定位。然而共享单车的“风靡”也带来了一定的城市问题,根本原因在于城市管理者对于单车时空分布把握不清晰,对居民骑行特征掌握不全面,对单车资源空间配置调控不到位。因此,本文以北京市五环区域为研究区,立足于共享单车,着眼于共享单车时空特征分析,聚焦于共享单车骑行模式特征挖掘,以期为共享单车电子围栏布局优化提供一定的指导与参考。本文的主要研究内容与研究结论如下:(1)共享单车骑行时空特征及其与城市要素的关联性本文首先对共享单车骑行时空分布特征作了详细且深入的分析。时间序列上分析单车出行时序变化特征,发现共享单车骑行量随时间波动,存在明显的早高峰时段(7:00-9:00)、午高峰时段(11:00-13:00)、晚高峰时段(17:00-20:00)。空间上,首先分析了共享单车出行距离,发现共享单车多进行两公里以内的骑行活动。继而探测了单车骑行热点道路,热点道路分布具有“大聚集、小分散”的空间分布特征。基于核密度估计识别不同时段的热点出行区域,骑行行为热点区域主要位于三环与五环之间,多围绕地铁站点展开,工作日的通勤骑行更多地呈现“点-面扩散,或“面-点汇聚”的特征,休息日的休闲娱乐骑行呈现更多地呈现“面-面蔓延”的特征。共享单车与城市要素关联性分析说明共享单车骑行与人口、道路这两个城市要素呈现正相关性,且共享单车扩大了地铁服务范围至原来的2.3倍,扩大公交服务范围至原来的1.4倍。(2)共享单车不同维度骑行模式及骑行OD转移区域分布特征分析本文构建三阶单车起点张量和终点张量,采用非负约束下的Tucker张量分解模型,挖掘不同维度的共享单车骑行模式特征。张量分解结果表明:日期维度共有两种模式,即工作日模式与休息日模式;时段维度共有三种模式,即日间模式、早高峰模式和晚高峰模式;空间维度共有六种模式,依据核心张量和城市典型POI数量密度,分析日期、时段和空间三个维度不同模式之间的关联性。此外,本文构造了早晚高峰时段共享单车OD转移矩阵,通过奇异值分解的方法,识别出16个早高峰典型OD转移区域和20个晚高峰典型OD转移区域的单车OD流簇,并分析了地铁站点、大学校园、旅游景点等典型区域单车OD转移流向特征。早高峰时期,居民使用单车更多地从居住区前往地铁站、地铁站前往工作区;晚高峰时期,居民使用单车更多地从工作区前往地铁站、地铁站前往居住小区和其他休闲娱乐设施。(3)共享单车电子围栏优化布局模型构建与建议方案本文结合共享单车骑行时空分布与模式特征,总结了共享单车电子围栏的布局原则,上文分析得到的共享单车骑行热点区域应作为电子围栏的重点布设考量区域,且早晚高峰时期骑行热门公交与地铁站周边,电子围栏的设置还应充分顾及单车早晚高峰潮汐分布与骑行流向差异。结合位置分配选址模型,以最大化覆盖为电子围栏选址的目标函数,构建了电子围栏优化选址模型算法,确定了研究区内适宜的电子围栏数目,提出电子围栏空间布局建议方案,从而提升共享单车的服务效率。