在全球范围内,传统的公共自行车服务多有弊端,用户“最后一公里”的出行痛点一直难以得到较好解决。互联网共享单车由中国企业首创,经过短短数年的发展,为世界提出了解决“最后一公里”问题、改变城市出行方式的全新方案。共享单车符合创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,被社会广泛接受,硬件更新速度远超预期,已成为城市交通的主要组成方式之一,但共享单车运营与管理研究严重滞后于技术进步与市场需求,成为制约共享单车发展的瓶颈。对共享单车需求预测及调度问题进行研究,有利于解决共享单车运营与管理中遇到的系列问题,助力共享单车持续、稳定、健康发展。通过查阅国内外文献资料,对现有出行需求预测、车辆调度相关研究进行分析,发现已有出行需求预测研究仅从单一时间维度或单一空间维度出发,不能反映出行需求所特有的时空特征。此外,已有车辆调度研究多考虑调度问题本身特征,如动态性、时间窗等,而忽略了对存在多个调度主体、多种参与方式的调度问题的研究。本文基于网格划分理论、时间序列预测方法,构建共享单车需求量预测模型,揭示共享单车需求分布的时空特征;基于共享单车需求量预测,构建以总调度成本最小为目标的车辆路径优化模型,研究以运营商为主体的共享单车调度问题;以红包车调度为基础,分析运营商诱导用户进行单车调度的机理,将诱导结果归纳为起点漂移与终点漂移现象,并建立以用户为主体的共享单车调度模型;考虑运营商和用户独立调度各有缺陷,本文设计运营商和用户协作式的调度机制,在设置诱导奖励时选择合适的奖励区域、奖励力度,可以在保证单车分布和预测的需求分布相匹配的基础上,实现总调度成本最低。本文采用摩拜单车出行大数据,对上述“网格划分-需求预测-单一主体共享单车调度-双主体共享单车协作式调度”的研究作实证分析,结果表明在合理选择奖励区域和奖励力度时,文章提出的双主体共享单车协作式调度策略可以实现总调度成本和调度效率的双重最优。