共享自治微移动系统将产生什么影响？自治是否会使微型移动系统更加高效和有吸引力？麻省理工大学城市科学小组的研究人员通过使用一个基于代理的模拟工具来探索这一问题和许多其他问题，该工具是专门构建的，用于分析共享自治微移动系统的车队行为。在一个案例研究中，作者评估了自主共享自行车的潜在影响。
他们最近发表的两篇与这项研究相关的论文发表在《交通研究通讯》上。
城市迫切需要创新的解决方案来应对全球挑战，如城市人口增长、不平等和气候变化。流动性是需要彻底变革的领域之一。通过重新设计城市交通系统，我们可以朝着城市更宜居、更公平、更可持续和更具弹性的未来迈进。
在过去十年中，自行车共享系统在全球城市迅速发展。最近，电子滑板车等其他微型移动系统已成为城市内部的主流交通方式。然而，尽管共享微移动模式很受欢迎，但仍然面临着一些挑战。首先，由于用户出行模式参差不齐，系统运营商需要在整个城市范围内重新平衡货车或卡车的车辆，这对经济和生态有着非常高的影响。其次，由于车辆的低成本和无码头系统的市场竞争力，运营商向城市大量投放超过城市基础设施容量的车辆，并产生许多城市和环境问题。
麻省理工学院城市科学团队提出引入自治作为缓解其中一些挑战的解决方案，使共享微移动系统更加高效和方便。首先，自动驾驶汽车将实现自身的再平衡，解决系统运营商的再平衡问题，通过提高效率，可以缓解当前汽车供应过剩的挑战。
同时，自治可以允许共享微移动系统作为一种按需移动服务。这意味着将优步（Uber）或Lyft等系统的便利性引入可持续的交通方式。在自主共享微移动系统中，出行将按如下方式进行：用户将通过移动应用程序请求乘坐，自动车辆将行驶到用户所在的位置。在等待过程中，用户可以享受其他目的的时间，而不是在街上寻找可用的车辆。一旦车辆到达，用户将乘车前往他们想要的目的地。然后，在到达目的地后，车辆将自动驾驶以接上另一个用户、前往充电站或前往预计会出现需求的任何地方。这种改进的用户体验可以激励更多的人使用微型移动系统作为他们的首选出行模式，并允许更多的人以环保的方式环游城市。
由于将自动驾驶技术引入共享微移动系统的新颖性以及这些系统的固有复杂性，需要量化自动驾驶对车队性能和用户体验的潜在影响。因此，在第一篇论文中，作者提出了一种基于agent的仿真工具，该工具是为评估共享自治微移动的性能而开发的。该工具允许不同的利益相关者深入了解这一新兴城市交通形式的表现，以便做出与其设计、开发或实施等相关的明智决策。
该工具提供了本研究所需的灵活性、适应性、分辨率和速度。例如，用户可以快速将模型从一个城市转移到另一个城市。该工具还提供了不同级别的参数，允许定制正在建模的自主微移动系统的特征。因此，用户可以建模各种共享的微型移动系统，如自行车、滑板车或三轮车。此外，它允许将自治系统的性能与当前基于站点和无码头方案进行比较，从而对潜在的优缺点进行定量分析。此外，由于模型与出行次数和车辆数量呈线性关系，研究人员可以在非常合理的运行时间内研究不同的建模假设和场景。最后，也许最重要的是，由于其灵活性、适应性和速度，随着这些系统的发展和更多数据的可用，该工具可以轻松调整以重新评估结果。
以自主共享自行车为例
作为所述仿真工具的一个示例应用，在第二篇论文中，作者提出了一项研究，深入了解了自主自行车共享系统的车队行为。他们将麻省理工学院的自动自行车项目作为建模工作的参考。这种自行车在自动驾驶过程中动态转换为三轮车，以实现横向稳定性。因此，该系统提供了两种配置：当用户骑着它时，系统处于自行车模式。两个后轮充当一个车轮，骑普通自行车的骑行体验保持不变。相反，当自行车自动驾驶时，自行车处于三轮车配置。在这种情况下，车轮分离，并为自动驾驶提供必要的横向稳定性。
在第二篇论文中，作者以美国波士顿为例，模拟了麻省理工学院（MIT）自动自行车等共享自动自行车车队在不同实际运行条件下的性能。将自治系统的性能与当前基于站点和无停靠方案进行比较，量化自治系统在多大程度上可以优于当前的自行车共享系统。
该分析提供了每个系统特征的非常详细的概述，包括平均行程和等待时间、服务行程百分比和自行车利用率等。这些结果回答了共享自治系统中一些最核心的问题，例如等待时间与车队规模之间的关系，或者自治自行车的速度与系统效率和用户体验之间的关系。此外，本文还通过对每个参数的一系列值进行批处理模拟，来评估不同参数对系统性能的影响。此外，该模拟研究了各种运营策略的影响，包括无再平衡、理想再平衡和基于需求预测的再平衡模型。
结果表明，当机队规模比基于站点的系统小3.5倍，比无码头系统小8倍时，即使不进行再平衡，自治系统也可以改善总体性能和用户体验。这些发现表明，自动自行车共享系统的显著效率可以弥补自动自行车的额外成本。
本案例研究展示了作者提出的模拟工具所产生的见解如何对许多利益相关者具有价值。首先，它可以为车队运营商提供设计、实施和运营自主自行车共享系统的指导。此外，它还提供了可以帮助工程师定义车辆设计要求的见解。最后，它可以帮助城市规划师和政府了解潜在的城市和环境影响，以确定与这些新的流动模式相关的法规和激励机制。理想情况下，通过拥有必要的评估工具，利益相关者将能够使不同的城市、社会、环境、工程和经济问题符合每个人的最佳利益。