公共自行车系统凭借其灵活方便、价格低廉、绿色低碳的优点,已经快速融入城市交通系统,成为其重要组成部分。然而公共自行车系统在发展过程中,由于用户在时间和空间上的借还需求的不均衡,导致部分租赁点出现“无车可借、无桩可还”的现象,这个现象直接降低了用户满意度和车辆整体利用率,也间接影响了公共自行车公司的运营效益。为此,本文将以南京市公共自行车系统为例,探索现有公共自行车系统的使用特征,剖析公共自行车系统发生借还不均衡的原因,并建立科学合理的选址模型和调度模型,为解决借还不均衡的问题提供新思路和新方法。本文首先详细阐述了城市公共自行车的定义,介绍了公共自行车系统的基本构架,分析了公共自行车系统的功能定位,并根据周边的用地属性对租赁点进行了分类。其次,建立了公共自行车租赁点选址方案评价体系,并通过组合赋权法将主观赋权法中的层次分析法和客观赋权法中的熵权法有机结合起来,从空间选址上缓和公共自行车的借还不均衡问题。第三,本文通过窗格滑动的随机森林算法,对公共自行车租赁点的借还需求量进行了预测。第四,基于租赁点的借还需求预测量,建立了基于中心辐射型(Hub-and-Spoke)网络架构的两阶段调度模型,第一阶段为形成中心租赁点的过程,第二阶段为寻求最优路径的过程。最后,以南京市中心城区的公共自行车租赁点数据为例,对调度模型进行了验证分析。本文的主要研究成果包括:通过对已有文献的研究,对公共自行车系统的定义、系统架构、功能定位、租赁点类型进行介绍;构建了主观赋权法和客观赋权法相结合的组合赋权法,并建立了微观层面租赁点选址方案评价体系;通过对公共自行车租赁点的需求量在时间序列上进行窗格滑动的处理,建立了基于窗格滑动的随机森林预测算法;通过对中心辐射型网络的研究,基于租赁点借还需求预测量,建立了基于中心辐射型网络构架的两阶段静态调度模型,并采用人工蜂群算法对调度模型进行求解。