“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代出租車(chē)資源配置模型

宋一鑫，胡　方，劉曉慶，胡　猛

(安陽(yáng)師范學(xué)院 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，河南 安陽(yáng) 455000)

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“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代出租車(chē)資源配置模型

宋一鑫，胡方，劉曉慶，胡猛

(安陽(yáng)師范學(xué)院 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，河南 安陽(yáng) 455000)

[摘要]本文通過(guò)對(duì)出租車(chē)資源利用率的相關(guān)性分析，確定了影響出租車(chē)資源配置的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)而構(gòu)建了出租車(chē)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)模型；作為應(yīng)用，以昆山市為例，基于功效系數(shù)評(píng)價(jià)法的衡量標(biāo)準(zhǔn)，分析了該市不同時(shí)空的出租車(chē)資源“供求匹配”程度.針對(duì)打車(chē)軟件公司為緩解“打車(chē)難”所推出的出租車(chē)補(bǔ)貼方案，建立了基于需求的出租車(chē)市場(chǎng)的平衡模型，分析了現(xiàn)行補(bǔ)貼方案的合理性與不足；最后，通過(guò)建立多目標(biāo)規(guī)劃模型，創(chuàng)建新的打車(chē)軟件服務(wù)平臺(tái)，設(shè)計(jì)出新的補(bǔ)貼方案，對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代出租車(chē)資源配置進(jìn)行了優(yōu)化.

[關(guān)鍵詞]資源配置；綜合評(píng)價(jià)；多目標(biāo)規(guī)劃

1引言

“出租車(chē)打車(chē)難”是當(dāng)今的一個(gè)社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，解決出租車(chē)資源配置問(wèn)題非常必要.在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，為緩解“打車(chē)難”的問(wèn)題，有多家公司利用互聯(lián)網(wǎng)建立了打車(chē)軟件服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了乘客與出租車(chē)司機(jī)之間的信息互通，同時(shí)推出了多種出租車(chē)的補(bǔ)貼方案.本文通過(guò)搜集相關(guān)數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)模型并研究以下問(wèn)題：

(1)建立合理指標(biāo)體系，分析不同時(shí)空出租車(chē)資源“供求匹配”程度.

(2)探究各公司出租車(chē)補(bǔ)貼方案是否可以緩解“打車(chē)難”？

(3)假如創(chuàng)建一個(gè)新的打車(chē)軟件服務(wù)平臺(tái)，如何設(shè)計(jì)補(bǔ)貼方案才更合理？并論證其合理性.

2模型的假設(shè)

(1)假設(shè)打車(chē)軟件已在昆山市普及；(2)假設(shè)昆山市出租車(chē)管理制度和交通需求未發(fā)生變化；(3)假設(shè)居民短期內(nèi)不會(huì)改變自己的出行方式；(4)假設(shè)出租車(chē)單次出行費(fèi)用不變.

3模型的建立與求解

3.1問(wèn)題一模型的建立與求解

通過(guò)對(duì)出租車(chē)資源利用率的相關(guān)性分析，確定了影響出租車(chē)資源配置的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Ni(i=1，2， 3…6)，即道路網(wǎng)密度、出租車(chē)萬(wàn)人擁有量、出租車(chē)的分擔(dān)率、里程利用率、出租車(chē)空載率、乘客等車(chē)時(shí)間. 在此基礎(chǔ)上，建立如下出租車(chē)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)模型[2]( 其中Z為出租車(chē)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，Mi為指標(biāo)值Ni對(duì)應(yīng)的權(quán)重，Ni*為指標(biāo)值Ni對(duì)應(yīng)的功效系數(shù)):

(1)

考慮昆山市出租車(chē)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，首先根據(jù)昆山市出租車(chē)全天各時(shí)間段的平均空載率[3]，可得該市出租車(chē)的平均空載率ω=0.405；然后調(diào)查該市的乘客等車(chē)時(shí)間[3]，經(jīng)計(jì)算該市乘客平均等車(chē)時(shí)間所在區(qū)間為[2.5，4].依據(jù)出租車(chē)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[2]得到如下數(shù)據(jù)：

表2　昆山市出租車(chē)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)

將表2中數(shù)據(jù)代入(1)式，得：

(2)

由表1可知，Z=0.69在區(qū)間(0.6，0.8]內(nèi)，所以昆山市出租車(chē)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)處于中等偏下水平.下面，對(duì)昆山市不同時(shí)空出租車(chē)資源“供求匹配”程度進(jìn)行分析:

3.1.1按時(shí)間段分析

我們查閱了相關(guān)文獻(xiàn)表明城市出租車(chē)的空載率應(yīng)控制在40%以?xún)?nèi)[2]，而該市出租車(chē)的平均空載率w=0.405，所以該市出租車(chē)供應(yīng)量臨界于供不應(yīng)求的情況，城市的出租車(chē)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)有待優(yōu)化.

圖1　2013年出租車(chē)乘客工作日不同時(shí)間段的搭載量

圖2　2013年出租車(chē)乘客工作日不同時(shí)間段平均空載率

對(duì)比圖1和圖2的數(shù)據(jù)折線走向，出租車(chē)乘客在工作日不同時(shí)間段的搭載量越高，其平均空載率越低，符合實(shí)際情況.7點(diǎn)到9點(diǎn)的早高峰和17點(diǎn)到21點(diǎn)的晚高峰為出租車(chē)需求量較大的時(shí)間段，應(yīng)在此時(shí)間段增加出租車(chē)資源的配置.

圖3　2013年出租車(chē)乘客雙休日不同時(shí)間段的搭載量

圖4　2013年出租車(chē)乘客雙休日不同時(shí)間段平均空載率

從圖3和圖4可知：出租車(chē)乘客在雙休日的19點(diǎn)到23點(diǎn)乘客對(duì)出租車(chē)的需求量最大，符合現(xiàn)代年輕人的生活習(xí)慣.不同于城市工作日，雙休日出租車(chē)搭載量高峰期在19點(diǎn)到23點(diǎn)，此時(shí)間段需要加大出租車(chē)資源的投入.

3.1.2按空間分析

將昆山市按功能區(qū)劃分，借助地圖匹配，結(jié)合聚類(lèi)分析的方法可得出租車(chē)使用密集區(qū)(如拉申表3，其中n為軌跡點(diǎn)數(shù)目)：

表3　出租車(chē)軌跡點(diǎn)聚類(lèi)分析結(jié)果[3]

分析表3中的數(shù)據(jù)：工作日早高峰7點(diǎn)到9點(diǎn)，出租車(chē)集中在高新區(qū)、工業(yè)區(qū)等；晚高峰17點(diǎn)到19點(diǎn)，出租車(chē)集中在商業(yè)區(qū)和休閑區(qū)等；雙休日在景區(qū)和商業(yè)娛樂(lè)區(qū)等，特別是20點(diǎn)到23點(diǎn)，因?yàn)樵摃r(shí)間段公共交通方式有限，所以出租車(chē)的需求量較大.

3.1.3對(duì)昆山市的出租車(chē)資源配置的總結(jié)：

據(jù)以上分析，對(duì)昆山市未來(lái)不同時(shí)空出租車(chē)供求匹配關(guān)系的預(yù)測(cè)：由于城市的現(xiàn)代化發(fā)展，影響出租車(chē)資源配置的各指標(biāo)(如乘客等車(chē)時(shí)間)等很難達(dá)到良好水平，那么出租車(chē)資源配置將處于“供不應(yīng)求”狀態(tài).

將昆山市的經(jīng)驗(yàn)，推及全國(guó)的二、三線城市，給出如下建議：改良出租車(chē)硬件配置，普及車(chē)載GPS系統(tǒng)的使用，升級(jí)打車(chē)軟件的服務(wù)平臺(tái)，推廣打車(chē)軟件等.這些措施便于收集數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)市場(chǎng)需求，合理分配出租車(chē)資源，緩解各城市打車(chē)難.

3.2問(wèn)題二的模型建立與分析

針對(duì)“打車(chē)難”這一問(wèn)題，其根源是出租車(chē)市場(chǎng)供需不合理，所以我們建立了基于需求的出租車(chē)市場(chǎng)的平衡模型[7]( 其中U為出租車(chē)的載客時(shí)間，TC為出租車(chē)總運(yùn)營(yíng)成本):

(3)

(4)

TC=C(U+V)

(5)

當(dāng)乘客所需的等車(chē)時(shí)間G和出租車(chē)單次出行的費(fèi)用F減少時(shí)，乘客對(duì)出租車(chē)的需求量Q則會(huì)增多，否則將減?。怀丝偷溶?chē)時(shí)間越G長(zhǎng)，出租車(chē)的空駛時(shí)間V也會(huì)越長(zhǎng).補(bǔ)貼方案出臺(tái)后，乘客的等車(chē)時(shí)間縮短了，我們假設(shè)出租車(chē)單次出行的費(fèi)用F在短期內(nèi)不會(huì)變化，補(bǔ)貼后乘客對(duì)出租車(chē)的需求量會(huì)增多，出租車(chē)的空載率下降，容易達(dá)到供需平衡[7]. 當(dāng)出租車(chē)供需平衡時(shí)，即各公司的出租車(chē)補(bǔ)貼方案對(duì)“緩解打車(chē)難”有幫助.

3.2.1分析打車(chē)軟件的發(fā)展情況

我們研究了五家打車(chē)公司近兩年的運(yùn)營(yíng)情況和補(bǔ)貼方案，根據(jù)他們的發(fā)展情況，篩選出發(fā)展比較平穩(wěn)快速的嘀嘀打車(chē)公司和快的打車(chē)公司，并且從乘客等車(chē)時(shí)間和出租車(chē)數(shù)量?jī)煞矫娣治觯贸鲞@兩家公司所推行的出租車(chē)補(bǔ)貼方案在一定程度上緩解了“打車(chē)難”的結(jié)論.

表4　近兩年各打車(chē)公司在市場(chǎng)上所占的份額[4]

從表4可知：截止到2014年第二季度，快的打車(chē)和嘀嘀打車(chē)占據(jù)了整個(gè)打車(chē)市場(chǎng)，一定程度上說(shuō)明了這兩家打車(chē)公司推出的補(bǔ)貼方案更能吸引乘客和出租車(chē)司機(jī).

3.2.2對(duì)補(bǔ)貼方案進(jìn)行分析

表5　打車(chē)公司推出的打車(chē)方案[5]

從表5可知：快的打車(chē)和嘀嘀打車(chē)給乘客和出租車(chē)司機(jī)都提供了非常實(shí)惠的補(bǔ)貼方案.不僅可以調(diào)動(dòng)出租車(chē)司機(jī)的積極性，而且可以吸引乘客選擇搭載出租車(chē)出行.

3.2.3分析乘客等車(chē)時(shí)間及出租車(chē)數(shù)量

圖5　乘客等車(chē)時(shí)間變化圖

打車(chē)公司推出補(bǔ)貼政策后，從圖5可知：基本上保證在5分鐘內(nèi)讓乘客打到出租車(chē)，明顯縮短了乘客等車(chē)時(shí)間.從圖6可知：增加了出租車(chē)萬(wàn)人擁有量，提高了出租車(chē)的分擔(dān)率和里程利用率，方便居民出行. 所以嘀嘀打車(chē)和快的打車(chē)公司提供的補(bǔ)貼方案對(duì)緩解“打車(chē)難”有一定幫助.但是，那些不會(huì)上網(wǎng)或者暫時(shí)無(wú)法連接網(wǎng)絡(luò)的乘客依然會(huì)面臨“打車(chē)難”.除此之外，有的出租車(chē)司機(jī)在補(bǔ)貼政策實(shí)行后還會(huì)要求乘客“一單兩刷”，增加自己的補(bǔ)貼，司機(jī)“拒載”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生.如果想要真正解決“打車(chē)難”這一難題，打車(chē)軟件公司需要進(jìn)一步完善自己的打車(chē)軟件.

3.3問(wèn)題三模型的分析與建立

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，我們認(rèn)為在已有的服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)上做出改進(jìn)并完善服務(wù)機(jī)制，比建立一個(gè)新的打車(chē)軟件服務(wù)平臺(tái)更合理.為使軟件服務(wù)平臺(tái)獲得最大盈利額，建立多目標(biāo)規(guī)劃模型，具體模型如下(其中X為軟件服務(wù)平臺(tái)獎(jiǎng)勵(lì)總支出，Y為軟件服務(wù)平臺(tái)總收入，W為軟件服務(wù)平臺(tái)帶來(lái)的盈利額)：

maxW=Y-X

(6)

與此同時(shí)，保證城市出租車(chē)資源配置合理且運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)良好，即問(wèn)題一中的出租車(chē)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)最大：

(7)

同時(shí)滿(mǎn)足(6)(7)兩個(gè)目標(biāo)，才能既滿(mǎn)足軟件服務(wù)平臺(tái)獲利最大，又能優(yōu)化城市的出租車(chē)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng).

接下來(lái)，我們將詳細(xì)闡述打車(chē)軟件服務(wù)平臺(tái)的改進(jìn)措施和新出臺(tái)的補(bǔ)貼方案及其合理性論證:

3.3.1打車(chē)軟件服務(wù)平臺(tái)的改進(jìn)措施

(1)增設(shè)監(jiān)查功能：開(kāi)啟政府的市場(chǎng)監(jiān)督管理機(jī)制，宏觀調(diào)節(jié)城市出租車(chē)資源配置，采取稅收等市場(chǎng)調(diào)節(jié)手段，引導(dǎo)出租車(chē)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)逐步走向規(guī)?；?、公營(yíng)化，使出租車(chē)司機(jī)和乘客成為最大受益者.

(2)軟件優(yōu)化方向：一方面，將打車(chē)軟件發(fā)展為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)入口，方便居民的移動(dòng)支付，提高軟件使用率；另一方面，軟件評(píng)分系統(tǒng)公開(kāi)化，設(shè)定評(píng)分等級(jí).根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)勝劣汰，淘汰不合格的司機(jī)，提高服務(wù)質(zhì)量.此外，升級(jí)后的評(píng)分系統(tǒng)還可以鞏固乘客和司機(jī)之間的“忠誠(chéng)度”.

(3)增設(shè)附加功能：乘客可以自主選擇是否公開(kāi)目的地，避免出現(xiàn)出租車(chē)司機(jī)“挑肥揀瘦”和拒載的現(xiàn)象，同時(shí)保護(hù)乘客的個(gè)人隱私.

(4)其他：在政府的市場(chǎng)監(jiān)督管理機(jī)制下，引入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，注入新鮮血液(例如：吸納私家車(chē)自主選擇運(yùn)營(yíng)等)，并加強(qiáng)監(jiān)管制度，防止市場(chǎng)壟斷.

3.3.2新出臺(tái)補(bǔ)貼方案及其合理性論證

(1)“挑肥揀瘦”問(wèn)題：針對(duì)路程短的訂單，軟件增設(shè)雙倍積分的獎(jiǎng)勵(lì)(積分可以?xún)稉Q現(xiàn)金).針對(duì)偏遠(yuǎn)地域不但有雙倍積分，還給予適量的燃油補(bǔ)貼或午餐補(bǔ)貼(司機(jī)可任選其一).

合理性：從提高出租車(chē)司機(jī)積極性出發(fā)，增設(shè)獎(jiǎng)勵(lì)，避免短途和偏遠(yuǎn)地域的乘客坐不到車(chē)，提高里程利用率，降低出租車(chē)空載率，方便居民出行.

(2)“躲避高峰期”問(wèn)題：凡是高峰期積極搭載乘客的司機(jī)，服務(wù)平臺(tái)監(jiān)管系統(tǒng)獎(jiǎng)勵(lì)單倍積分.

合理性：減少乘客等車(chē)時(shí)間，降低空載率，提高里程利用率，提高出租車(chē)的分擔(dān)率.

(3)“評(píng)分等級(jí)”問(wèn)題：信息服務(wù)平臺(tái)按月統(tǒng)計(jì)“全優(yōu)出租車(chē)司機(jī)”，并予以物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì).

合理性：引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制即每月評(píng)出“全優(yōu)出租車(chē)司機(jī)”，只有提高出租車(chē)服務(wù)質(zhì)量，增加回頭客，才能降低空載率.

(4)“電話叫車(chē)”問(wèn)題：對(duì)于不會(huì)上網(wǎng)或者暫時(shí)無(wú)法使用網(wǎng)絡(luò)的乘客可以采取“電話叫車(chē)”，接到此種訂單的司機(jī)可以聯(lián)系軟件服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行標(biāo)記，這樣司機(jī)可以獲得現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，月底計(jì)入工資.

合理性：打車(chē)軟件服務(wù)平臺(tái)的最大局限在于乘客不會(huì)上網(wǎng)或暫時(shí)無(wú)法使用網(wǎng)絡(luò).電話叫車(chē)方便快捷，司機(jī)接到此種訂單時(shí)，服務(wù)平臺(tái)要予以補(bǔ)貼.

4結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型研究了“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代出租車(chē)資源配置問(wèn)題，給出了快速計(jì)算出租車(chē)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的方法，可以快捷準(zhǔn)確的判斷出租車(chē)資源的“供求匹配”程度；為緩解“打車(chē)難”，對(duì)現(xiàn)行的打車(chē)軟件服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行了改進(jìn)與優(yōu)化.

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[責(zé)任編輯：張懷濤]

Modeling for the Taxi Resource Configuration on "Internet +" Era

SONG Yi-xin， HU Fang， LIU Xiao-qing， HU Meng

(School of Mathematics and Statistics， Anyang Normal University， Anyang 455000)

Abstract:In this paper， according to correlation analysis of taxi resource utilization， the evaluation index system which influences the taxi resources allocation are determined， and then a comprehensive evaluation model is established to the taxi operation system; as an application， considering Kunshan's taxi operation system， based on efficacy coefficient evaluation criteria. It analyzes the city's taxi resources supply and demand “match” on different time and space. In order to solve the problem of “alleviating a taxi”， several taxi subsidy schemes have been carried out by the taxi software company， a taxi market equilibrium model is established to analyze the rationality and deficiency of current subsidy scheme; finally， through the establishment of multi-objective programming model， a new taxi software service platform is created to design a new subsidy program， and the taxi resource configuration is optimized on "Internet +" era.

Key words:Allocation of resources; Comprehensive evaluation; Multi-objective programming

[收稿日期]2015-11-02

[基金項(xiàng)目]安陽(yáng)師范學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目。

[作者簡(jiǎn)介]宋一鑫，胡方，劉曉慶，主要從事數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)研究；通訊作者，胡猛，副教授，主要從事應(yīng)用數(shù)學(xué)方向的教學(xué)與研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)]O212.1

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1671-5330(2016)02-0017-05