燃油型车辆给城市带来例如尾气排放,噪音污染,交通拥堵等诸多问题,世界范围内的交通运输科学家们已经在寻找着能够有效解决这些城市困难的方法。具有动能安全性和优良环保性的新能源车辆(Electric Vehicles,EVs)首先进入了人们的视线,电动单车(Electric bicycles,EBs)作为新能源车辆的一种,同样具备新能源车辆的优势和特点,然而有关电单车的研究和探索还相对较少。城市共享电单车系统利用现代信息技术实现了用户端的信息实时更新,在运营系统网络中拥有固定的车辆停放点,用户通过智能手机即可实现在任意停车点之间的电单车骑行,并且通过共享服务实现低成本耗费。但是,电单车在运营系统中不能主动充电,所有的电量补充只能依靠运营商派出移动服务车辆进行电池更换。车辆从停车场出发,在特别设置的电池站装载充满电的专用电池后,前往有更换电池需求的停车点进行作业并回收电量不足的电池,完成作业返回电池站卸载回收的电池后返回停车场。本文的研究对象即为城市共享电单车运营系统,研究的问题为业务车辆为共享电单车提供移动服务的路径规划问题。首先,基于这种人工前往固定的车辆停放点作业的方式,本文对两种车型的路径规划问题进行研究。在分析实际情况和罗列假设之后建立线性规划模型。关于新能源车辆为城市共享电单车更换电池的部分,本文更加深入的研究了服务定位-路径规划问题(Location Routing Problem,LRP)。本文中第一个模型着重研究燃油型车辆为共享电单车移动换电池服务的路径规划问题,这种模型解决不必考虑续航里程的服务车辆路径问题,而第二个模型着重解决新能源车辆在城市共享电单车系统中的应用问题,以计算考虑车辆电量和充电时间的实际问题。本文中第三个模型是对第二个问题的拓展研究,旨在考虑运营商可选择合作电池站的车辆服务定位-路径规划问题,从而提高整个系统的效益。关于服务定位-路径规划问题,文中假设了三种充电站的充电速率,也对应三种费用成本,运营商在决策时能够同时进行两个层面:(1)确定每一时间区间内合作的电池站和其配备的充电设备;(2)服务车辆在网络中的运营路径和服务次序。本文通过建立线性规划LRP模型给出决策方法,运营商利用这种决策方法能够优化车辆服务路径,从而提高系统的运营效率。其次,对文中建立的三个线性规划模型,本文分别利用知名的Solomon实例对应调整的测试实例进行结果分析,利用时间窗较为松散和紧张的实例进行计算对比。在后半部分进行灵敏度分析,探究影响实验结果的因素的影响程度,提出优化决策方案的方法。据灵敏度分析结果显示,较大的车辆电池载货量,较高的电池更换速率,车辆在电池站较快的充电速率都能够提高车辆在系统中运行的灵活性,以减少其在路网中运行的总距离。最后,在本文的最后一部分对以上三种模型结果进行了总结,对城市共享电单车系统能够有所改进的方向和可能改进的细节与发展前景进行了归纳和汇总。