城市共享單車的合理規(guī)模測(cè)度

彭霄宇

摘 要：為改善因城市共享單車投放過量而引起的資源浪費(fèi)及眾多社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題，選取供需平衡法建立城市共享單車的合理規(guī)模模型并以寧波市為例進(jìn)行測(cè)算。結(jié)果顯示;寧波市區(qū)的共享單車合理數(shù)量區(qū)間為[13.44，14.35]萬(wàn)輛;進(jìn)一步地，共享單車的合理投放規(guī)模不僅與城市人口規(guī)模有關(guān)，也與共享單車企業(yè)的利益相關(guān)。

關(guān) 鍵 詞：共享單車;合理規(guī)模;供需平衡法

DOI：10.16315/j.stm.2019.01.002

中圖分類號(hào)： F542

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Abstract：In order to improve the social and economic problems caused by the excessive use of shared bicycles in cities， a reasonable scale model of shared bicycles in cities is established by using the method of supply and demand balance， and Ningbo is taken as an example for calculation. The result shows that the reasonable number of shared bicycles in Ningbo urban area is [13.44， 14.35] million. Furthermore， the reasonable scale of sharing bicycles is not only related to the size of urban population， but also to the interests of sharing bicycle enterprises.

Keywords：shared bicycle; reasonable scale; aggregate balance

改革開放以來(lái)，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的環(huán)境負(fù)效應(yīng)愈發(fā)顯現(xiàn)，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到環(huán)保的重要性。自行車共享系統(tǒng)也因?yàn)槟軌蚓徑釩O2超標(biāo)和交通擁擠等問題受到人們的歡迎[1]。目前自行車共享系統(tǒng)（BSS）已作為緩解氣候變化、減少交通擁擠和促進(jìn)體育活動(dòng)的一項(xiàng)政策在世界多個(gè)城市實(shí)施[2]。

為了改善發(fā)展前期由于交通帶來(lái)的環(huán)境負(fù)效應(yīng)，自2016以來(lái)，共享單車作為一種新興綠色交通工具在我國(guó)的相關(guān)政策扶持下發(fā)展迅速。同時(shí)，共享單車的發(fā)展也推動(dòng)了城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在城市公共客運(yùn)交通體系中發(fā)揮至關(guān)重要的作用[3]。然而，共享單車市場(chǎng)的火熱讓越來(lái)越多的企業(yè)有利可圖，紛紛擠入共享單車市場(chǎng)，并開始通過瘋狂投放來(lái)提高市場(chǎng)占有率。過量投放不僅對(duì)城市的交通秩序產(chǎn)生影響，致使城市交通擁擠;也影響了共享單車用戶群的體驗(yàn)感受;同時(shí)也引發(fā)了能源浪費(fèi)、亂停亂放等諸多問題，背離了發(fā)展共享經(jīng)濟(jì)的初衷。為了解決這一系列問題，對(duì)共享單車的投放規(guī)模需要進(jìn)行科學(xué)合理的測(cè)算。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化共享單車企業(yè)的資源配置，加強(qiáng)對(duì)共享單車的行業(yè)管制，以免企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)影響社會(huì)穩(wěn)定的因素，在共享單車過度投放影響交通前使其得到有效控制，促進(jìn)城市交通系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展和完善。

要測(cè)量一座城市的共享單車的合理規(guī)模，不僅需要了解這座城市的人口規(guī)模、城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu)，還應(yīng)該結(jié)合該城市的客運(yùn)交通發(fā)展階段分析影響測(cè)量共享單車的合理規(guī)模的因素;并且由于共享單車的投放數(shù)量會(huì)影響到共享單車企業(yè)運(yùn)營(yíng)的收益;因此，也要考慮共享單車企業(yè)的決策對(duì)城市共享單車的投放量的影響。本文在對(duì)比分析了出租車與共享單車的共性與差異的基礎(chǔ)上，結(jié)合共享單車市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀，研究影響其發(fā)展的外部環(huán)境，并對(duì)共享單車在城市客運(yùn)交通系統(tǒng)中的滲透率進(jìn)行估計(jì)，建立模型測(cè)算出寧波市共享單車的合理規(guī)模。

1 文獻(xiàn)綜述

共享經(jīng)濟(jì)近幾年在國(guó)內(nèi)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，各種共享經(jīng)濟(jì)模式也隨即而來(lái)。共享經(jīng)濟(jì)的成因也各不相同[4]。然而雖然共享經(jīng)濟(jì)在中國(guó)發(fā)展市場(chǎng)較好，但是由于制度原因，共享經(jīng)濟(jì)在中國(guó)依舊存在一定的問題[5]。所以在中國(guó)發(fā)展共享經(jīng)濟(jì)，需要進(jìn)行規(guī)范化與管理[6]。共享單車作為共享經(jīng)濟(jì)的一種模式，推動(dòng)著城市的可持續(xù)發(fā)展[7]，但是在面臨競(jìng)爭(zhēng)及挑戰(zhàn)時(shí)，如何防治及應(yīng)對(duì)是亟需研究的問題[8-9]。

關(guān)于共享單車的需求，Szymon等[10]研究了無(wú)樁共享單車與有樁公共自行車之間的差異，并鼓勵(lì)增加無(wú)樁式共享單車數(shù)量代替有樁式公共自行車。而Kailai等[11]發(fā)現(xiàn)使用共享單車用戶群在年齡上存在一定差異。對(duì)于共享單車在運(yùn)行過程中會(huì)面臨的各種問題研究者們也都提出了自己的改進(jìn)意見。Tsai等[12]針對(duì)公共自行車共享系統(tǒng)在使用過程中顯現(xiàn)出的缺點(diǎn)對(duì)用戶與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互信息流通，從而彌補(bǔ)該缺陷。Xu等[13]研究建立了一個(gè)動(dòng)態(tài)需求預(yù)測(cè)模型的無(wú)樁自行車共享使用深度學(xué)習(xí)方法，表明自行車在共享的空間和時(shí)間上存在需求不平衡。Legros等[14]研究開發(fā)了一個(gè)可實(shí)現(xiàn)的決策支持工具，可以幫助操作者在任何時(shí)間點(diǎn)決定應(yīng)該優(yōu)先選擇哪個(gè)站，以及應(yīng)該在每個(gè)站增加或刪除多少自行車，從而使得共享單車的閑置率在有限范圍內(nèi)降至最低。Sun等[15]研究西雅圖在車站層面鼓勵(lì)或阻礙共享單車多投放的各種因素，探討了公共交通服務(wù)與自行車共享的關(guān)系并發(fā)現(xiàn)停放在車站或者是巴士附近的共享單車用戶使用率較高。Brinkmann等[16]提出了自行車共享系統(tǒng)的隨機(jī)動(dòng)態(tài)庫(kù)存路徑問題，并通過在白天動(dòng)態(tài)的重新定位自行車來(lái)避免不滿意的需求;從而提高共享單車的調(diào)度效率。他們對(duì)于共享單車的研究對(duì)共享單車系統(tǒng)[17]的運(yùn)行給出了很大建議和幫助[18]。

然而，國(guó)內(nèi)外關(guān)于一個(gè)城市所能容納的共享單車的數(shù)量的測(cè)算研究相對(duì)較少[19]，為了防止共享單車投放過度引起資源浪費(fèi)及對(duì)城市帶來(lái)治理難題，本文從供需平衡的角度來(lái)研究共享單車的合理規(guī)模，為政府對(duì)交通的管理提出建議。

2 測(cè)量模型建立

2.1 方法選取及數(shù)據(jù)來(lái)源

由于共享單車與共享單車在城市通勤上的相似性，借鑒已有文獻(xiàn)中對(duì)于城市共享單車的合理容納量的計(jì)算模型，結(jié)合共享單車的特性對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)，并對(duì)城市共享單車的合理規(guī)模進(jìn)行測(cè)算。迄今為止，國(guó)內(nèi)外用來(lái)測(cè)算出租車的合理數(shù)量的估計(jì)方法大致有以下幾種：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)方法、指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法、基于供需平衡理論的預(yù)測(cè)方法、回歸分析預(yù)測(cè)法等。

由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析預(yù)測(cè)方法的測(cè)算需要時(shí)間序列數(shù)據(jù)，然而共享單車近幾年才在國(guó)內(nèi)盛行，且政府關(guān)于共享單車政策的不連貫性也將導(dǎo)致使用該模型受限;因此，本文不適用該方法。指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法對(duì)無(wú)政府約束規(guī)模的測(cè)算較準(zhǔn)確，然而當(dāng)共享單車發(fā)展到一定規(guī)模并對(duì)社會(huì)造成負(fù)效應(yīng)時(shí)，政府政策約束會(huì)減小該方法的準(zhǔn)確性。利用回歸分析預(yù)測(cè)法雖然綜合考慮相關(guān)因素，剔除了不確定因素的影響，得到的結(jié)果比較客觀;但是由于共享單車的發(fā)展正處于初期，存在較多不合理有待完善之處，利用此法將影響結(jié)果的合理性。供需平衡法是基于供給與需求相等原理測(cè)算的規(guī)模，測(cè)算結(jié)果較穩(wěn)定，且該模型需要用到的參數(shù)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)便易得，所以本文采用了此預(yù)測(cè)方法。

本研究關(guān)于共享單車的需求量參數(shù)部分來(lái)源于發(fā)放的隨機(jī)抽樣問卷，本次抽樣發(fā)放問卷200份，有效收回187份;部分參數(shù)如2018年人口數(shù)利用寧波市人口時(shí)間序列數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)得到。寧波市各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)均來(lái)源于2010—2016年寧波市統(tǒng)計(jì)年鑒及統(tǒng)計(jì)公報(bào)。

2.2 概念界定

1）寧波市。寧波市可以表示寧波大市也可表示寧波市區(qū)，由于寧波大市的各區(qū)城市結(jié)構(gòu)和交通系統(tǒng)差異較大，利用寧波大市數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算誤差較大，因此本文界定的寧波市表示寧波市區(qū)。

2）城市人口數(shù)。由于通勤量不僅有戶籍人口決定，外來(lái)務(wù)工人口也對(duì)城市通勤有較大的貢獻(xiàn)率;因此，用城市城市常住人口與流動(dòng)人口的總量和來(lái)測(cè)算共享單車的規(guī)模。

2.3 模型建立

基于供需平衡理論的共享單車擁有量預(yù)測(cè)方法，其變量為共享單車總的有效行駛里程，該變量可以清晰地反應(yīng)出共享單車的需求量，同時(shí)，也可用來(lái)檢驗(yàn)城市共享單車實(shí)際供給量的合理程度;因此，以共享單車的總有效行駛里程作為城市共享單車數(shù)量達(dá)到供給與需求平衡的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.4 對(duì)共享單車合理規(guī)模模型的修正

上述模型是在假定調(diào)度完全理想的條件下得出的，但是由于共享單車存在移動(dòng)時(shí)滯性（需要人為調(diào)度來(lái)供給用戶使用），本文將共享單車企業(yè)對(duì)于共享單車的調(diào)度效率η進(jìn)行設(shè)定。而且城市共享單車的規(guī)模會(huì)因不同時(shí)間段內(nèi)用戶分布的差異以及其他公共客運(yùn)交通方式的建設(shè)量等因素而受到影響;因此，為了提高通行效率，引入波峰系數(shù)s對(duì)模型進(jìn)行修正。在共享單車的運(yùn)營(yíng)過程中會(huì)發(fā)生一定程度的損壞;因此，引入壞車率（1-θ），并將壞車率控制在一定的范圍內(nèi)以免對(duì)共享單車行業(yè)的效益產(chǎn)生不利影響，最終能夠讓共享單車高效地完成出行行為。

查找《寧波市統(tǒng)計(jì)年鑒》中的數(shù)據(jù)帶入式（11）得到寧波市區(qū)短距離出行率，根據(jù)《寧波統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)及隨機(jī)抽樣問卷調(diào)查所得結(jié)果分析數(shù)據(jù)，問卷發(fā)放200份，有效收回187份。2018年的模型參數(shù)值，如表1所示。

3.2 基于供需平衡的共享單車合理規(guī)模計(jì)算

結(jié)果顯示， 2018 年寧波共享單車合理規(guī)模數(shù)約為13.44萬(wàn)～14.35萬(wàn)輛。

3.3 基于共享單車可停放面積的上限檢驗(yàn)

在供需平衡的基礎(chǔ)上，還需要衡量城市規(guī)劃出的共享單車可停放面積是否可以容納得下城市居民所需要的共享單車;因此，利用城市規(guī)劃的共享單車可停放面積求出共享單車投放上限，再與所得結(jié)果求交集。

寧波全市核心區(qū)已經(jīng)規(guī)劃的停車位3 700多個(gè)，每個(gè)停車位可停放共享單車40輛，即當(dāng)前規(guī)劃的停車位至少可停放共享單車數(shù)量為14.8萬(wàn)輛。

4 結(jié)論及建議

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技創(chuàng)新以及人民生活水平的提高，出行方式越來(lái)越多樣化，人們對(duì)于出行方式的綠色健康也要求更高。共享單車作為一種綠色環(huán)保的健康出行方式對(duì)城市通勤系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充，不僅能夠適當(dāng)?shù)木徑饨煌▔毫Σ⑶夷芴岣呷藗兊纳钚?。城市共享單車的合理?guī)模測(cè)度不僅是城市交通系統(tǒng)中比較重要的研究問題，還能避免因共享單車過量而導(dǎo)致的社會(huì)問題;并使得該行業(yè)的資源得到最優(yōu)配置，配合城市公共交通系統(tǒng)更加協(xié)調(diào)的服務(wù)大眾，對(duì)于整個(gè)城市的可持續(xù)發(fā)展具有一定的意義。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：第一，共享單車的合理投放規(guī)模不僅與城市人口規(guī)模有關(guān)，也與共享單車企業(yè)的利益相關(guān)。在進(jìn)行模型構(gòu)建時(shí)，影響投放規(guī)模的變量有一部分與共享單車企業(yè)的決策有關(guān);比如：人車配比率，調(diào)度系數(shù)等。第二，根據(jù)供需均衡法測(cè)算得到2018年寧波共享單車規(guī)模數(shù)為13.44萬(wàn)～14.35萬(wàn)輛。由于政府規(guī)劃停車位所能容納的共享單車數(shù)量為14.8萬(wàn)輛對(duì)供需均衡所測(cè)數(shù)據(jù)沒有限制;因此，2018年寧波市區(qū)共享單車合理規(guī)模數(shù)約為13.44萬(wàn)～14.35萬(wàn)輛。

綜上給出以下建議：首先，城市共享單車在合理規(guī)模的范圍內(nèi)運(yùn)營(yíng)也需要單車企業(yè)進(jìn)行合理調(diào)度，并且聯(lián)合政府加大社會(huì)的素質(zhì)宣傳以減少亂停亂放的現(xiàn)象發(fā)生;其次，應(yīng)提高技術(shù)支持減少服務(wù)失誤，加強(qiáng)語(yǔ)音客服質(zhì)量，改善用戶體驗(yàn);最后，政府應(yīng)與共享單車企業(yè)溝通協(xié)商，制定計(jì)劃使得共享單車高效率的融入公共交通服務(wù)系統(tǒng)，為人們生活提高出行效率，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] FENG Y L.Roberta costa affonso，marc zolghadri，analysis of bike sharing system by clustering：the Vélibcase[J].IFACPapersOnLine，2017，50（1）：12422.

[2] OTERO I，NIEUWENHUIJSEN M J，ROJASRUEDA D.Health impacts of bike sharing systems in Europe[J].Environment International，2018，115：387.

[3] 劉兆君.濟(jì)南市出租車合理發(fā)展規(guī)模研究[D].天津：天津大學(xué)，2014：22.

[4] 鄭志來(lái).共享經(jīng)濟(jì)的成因、內(nèi)涵與商業(yè)模式研究[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)探討，2016（3）：32.

[5] 劉嘉雯.共享經(jīng)濟(jì)發(fā)展的困境與突破[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2018（1）：60.

[6] 解軼鵬，石玉.共享經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì)[J].國(guó)家治理，2017（17）：29.

[7] 共享單車與城市可持續(xù)發(fā)展：中國(guó)城市交通發(fā)展論壇2017年第一次專題研討會(huì)[J].城市交通，2017，15（3）：90.

[8] 譚袁.共享單車“底線競(jìng)爭(zhēng)”問題探究及防治[J].價(jià)格理論與實(shí)踐，2017（3）：36.

[9] 王茜.分享經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與對(duì)策研究：以共享單車為視角[J].經(jīng)濟(jì)研究參考，2017（16）：37.

[10] SZYMON A，F(xiàn)ONTAINE P，MINNER S.Performance analysis of a hybrid bike sharing system： a servicelevelbased approach under censored demand observations[J].Transportation Research Part E：Logistics and Transportation Review，2018，116（4）：59.

[11] WANG Kailai，AKAR G，CHEN Yujen.Bike sharing differences among Millennials，Gen Xers，and Baby Boomers：lessons learnt from New York Citys bike share[J].Transportation Research Part A：Policy and Practice，2018，116（1）：1.

[12] TSAI M F，CHEN Ping，HONG Y J.Enhancing the utilization of public bike sharing systems using return anxiety information[J].Future Generation Computer Systems，2018，78（6）：547.

[13] XU Chengcheng，JI Junyi，LIU Pan.Learning approach and largescale datasets[J].Transportation Research Part C：Emerging Technologies，2018，95（3）：47.

[14] LEGROS B，Dynamic repositioning strategy in a bikesharing system; how to prioritize and how to rebalance a bike station[J].European Journal of Operational Research，2018，272（2）：740.

[15] SUN Feiyang，CHEN Peng，JIAO Junfeng.Promoting public bikesharing：a lesson from the unsuccessful Pronto system[J].Transportation Research Part D：transport and Environment，2018，63（34）：533.

[16] BRINKMANN J，UIMER M W，DIRK C.Mattfeld，dynamic lookahead policies for stochasticdynamic inventory routing in bike sharing Systems[J].Computers & Operations Research，2018，4（5）：52.

[17] 謝勁松，唐熱情，楊澍，等.基于出行強(qiáng)度的出租車規(guī)劃模型[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2010，12（4）：24.

[18] 王莉靜，李菲菲，苗露露.我國(guó)裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新云資源共享系統(tǒng)構(gòu)建及其運(yùn)行機(jī)制探討[J].科技與管理，2017，19（3）：1.

[19] 熊斌，葛玉輝.基于高管選擇行為的TMT信息共享博弈研究[J].科技與管理，2014，16（2）：111.

[編輯：費(fèi) 婷]