王佳凱+李娜+孫舒

摘 要：針對不同時空共享單車資源的"匹配程度"的問題，基于層次分析法建立共享單車供求匹配模型。首先，分別從空間需求分布與時間需求分布兩個方面分析，確定出3個供求匹配指標(biāo)，即"運行時間比率、單車?yán)寐?，用戶滿意度"。其次，構(gòu)造層次分析框架圖，通過Mat lab計算出供求匹配狀況與各指標(biāo)之間的權(quán)重，得到供求匹配度計算公式。

關(guān)鍵詞：交通運輸經(jīng)濟學(xué)；共享經(jīng)濟；層次分析法；共享單車；逐步搜索法

0引言

2016年摩拜單車橫空出世，引爆互聯(lián)網(wǎng)共享單車市場，多家公司依托移動互聯(lián)網(wǎng)建立了共享單車服務(wù)平臺為公眾的騎車出行提供服務(wù)，然而，要更好的運營和管理共享單車需要解決以下問題：

⑴建立合理的指標(biāo)，并分析不同時空共享單車資源的“供求匹配”程度。

⑵創(chuàng)建一個新的共享單車服務(wù)平臺，設(shè)計適當(dāng)?shù)亩▋r策略，并論證其合理性。

1不同時空下共享單車資源“供求匹配”程度的分析

1.1供求匹配模型的建立

1.1.1指標(biāo)定義

①運行時間比率T

單車運行時間比率是指共享單車一天內(nèi)被使用的時間比上一天的總時間，一般以一輛車為單位，公式為：

式中：t1為一天內(nèi)被使用的時間（小時）；t為一天的總時間（小時）。

這一指標(biāo)反映了單車時間利用率，如果比例高，說明單車的運行時間長，閑置時間比較短，對于騎車的人來說，可供租用的單車不多，等待時間延長，說明供求關(guān)系比較緊張，如果比率低，租用比較方便，但經(jīng)營者經(jīng)濟效益下降。

②單車?yán)寐蔇

單車?yán)寐适侵敢惶靸?nèi)被使用的單車數(shù)量與單車的總投放量之比，公式為：

式中：d1為一天內(nèi)被使用的單車數(shù)量；d為單車的總投放量。

這一指標(biāo)反映了單車的使用率，如果比率高，說明被占用的單車數(shù)量多，乘客等待時間增加，說明供求關(guān)系比較緊張，如果比率低，則閑置率？比較高，租用比較方便，但經(jīng)營者的經(jīng)濟效益下降。

③用戶滿意度

使用者對共享單車運營體系所提供服務(wù)的滿意程度，包括單車使用的滿意度和對應(yīng)APP使用感受的滿意度。

1.1.2基于層次分析法確定供求匹配指標(biāo)權(quán)重

⑴建立遞接的層次結(jié)構(gòu)

目標(biāo)層A：供求匹配程度A

準(zhǔn)則層B：時間需求分布B1 空間需求分布B2

方案層C：時間利用率C1 單車?yán)寐蔆2 用戶滿意度C3

⑵構(gòu)造判別矩陣并賦值

⑶求出各因素對于總目標(biāo)的權(quán)重

式中，w為方案層C中六種指標(biāo)對目標(biāo)層A的相對權(quán)重。計算以上層次單排序的結(jié)果，可得方案層的層次總排序并作一致性檢驗。

根據(jù)層次分析理論，C.R.<0.1 ，故認(rèn)為判斷具有滿意的一致性。

⑷層次單排序（計算權(quán)向量）與檢驗

對于判斷矩陣，利用一定數(shù)學(xué)方法進行層次排序。

對于一致性判斷矩陣，每一列歸一化后就是相應(yīng)的權(quán)重，在對這n個列向量求取算術(shù)平均值作為最后的權(quán)重。具體的公式是：

需要注意的是，在層層排序中，要對判斷矩陣進行一致性檢驗。

一致性檢驗的步驟如下。

第二步，查表確定相應(yīng)的平均隨機一致性指標(biāo)R.I.

據(jù)判斷矩陣不同階數(shù)查下表，得到平均隨機一致性指標(biāo)R.I.。例如，對于5階的判斷矩陣，查表得到R.I.=1.12

1.1.3不同時空下的共享單車供求匹配模型

基于上述層次分析法求得的權(quán)重，從時間和空間兩個維度進行分析，空間上進行不同城市的對比，時間上進行不同季節(jié)的對比。從而求得供求匹配程度。

2.1模型建立

步驟一：搜索在置信區(qū)間內(nèi)現(xiàn)有的單車定價方案最優(yōu)解。

分析摩拜和ofo的現(xiàn)有目前狀況[4]可知，在城市開啟免費騎車活動來搞促銷，確實能提高共享單車知名度來提高營業(yè)率，但卻不長久，因此以共享難度系數(shù)最低為目標(biāo)函數(shù)，采用等步長[5]搜索法，可以得到理論上的最優(yōu)定價方案，逐步搜索算法流程如下：

確定目標(biāo)函數(shù)——確定搜索范圍——定義起始點，計算目標(biāo)函數(shù)——以0.1為步長逐步搜索——得到最優(yōu)解，通過逐步搜索，可以得出共享系數(shù)最高時的定價方案。

對最優(yōu)供求比進行上下的小幅度波動，可以得到供求比置信區(qū)間，在這個區(qū)間里，共享難度系數(shù)較小，且要在可接受的范圍內(nèi)。此時還需要在基本供求關(guān)系前提下，使得折扣優(yōu)惠總金額盡可能得小，由規(guī)劃求出基礎(chǔ)定金。

步驟二：在定價波動可接受范圍內(nèi)，確定最佳動態(tài)定價函數(shù)。

春季和秋季天氣比較適宜，共享單車的用戶比較多，而冬季和夏季由于天氣的寒冷和炎熱，人們傾向于開私家車和坐公交車。但是如果在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對價格進行調(diào)整，可以調(diào)節(jié)供求關(guān)系，緩解共享難度大的問題。并考慮到特殊無經(jīng)濟能力，但是使用共享單車多的群體（學(xué)生），在整體定價的基礎(chǔ)上再給予折算。

2.2模型求解

根據(jù)以上三個圖表所建立的模型，可求得最優(yōu)解a（單位：元）為三個圖表綜合分析后所得出的結(jié)果，

根據(jù)圖3有 a1=（1+0.8+1+0.8）/4

根據(jù)圖4有 a2=a1×E（f（x））

根據(jù)圖5有a=a2×90

聯(lián)立以上三個式子可得 a=（1+0.8+1+0.8）/4×0.82×0.9=0.6642

2.3模型仿真

依據(jù)上述關(guān)系模擬真實情況，反映在新的營業(yè)規(guī)則下供求關(guān)系的變化，仿真過程首先建立一個包含四個停車點的井字形街道小世界，未來模擬動態(tài)收益加入了“幀數(shù)”概念，使其變?yōu)閯討B(tài)的世界在每條街道上隨機生成二十輛初始狀態(tài)為空車的共享單車以及25個需要共享單車的用戶作為基本元素，設(shè)定用戶的初始視野半徑為二百米，對于每輛空的共享單車，如果人的視野范圍內(nèi)還有空車，沒匹配成功的用戶，就默認(rèn)為該用戶可以成功找到共享單車，但如果人的視野內(nèi)有多個共享單車，由于短視效應(yīng)，人只會和最近的共享單車匹配，即建立雇傭關(guān)系，按照上述事項對每輛共享單車匹配用戶。

3 結(jié)論

1.供求比關(guān)于折扣優(yōu)惠金額的靈敏度分析。

為了了解函數(shù)的敏感度，將自變量折扣優(yōu)惠金額上下隨機浮動5%，使用Mat lab編程，采樣100個點，得到他們的匹配程度值浮動程度。平均匹配程度值浮動程度為17.73%，數(shù)據(jù)比較敏感，

2.對于高峰期、低谷區(qū)、擁堵區(qū)、非擁堵區(qū)求出每個區(qū)域內(nèi)部的所有點的供求比，在求取平均值得到的結(jié)果表明，高峰期的供求比要遠(yuǎn)小于低谷期，擁堵區(qū)的供求比要遠(yuǎn)小于非擁堵區(qū)，產(chǎn)生這種結(jié)果的原因是，高峰期和擁堵區(qū)的人流量遠(yuǎn)大于低谷區(qū)及潛在需求量也大，同時高峰期和擁堵區(qū)的交通運行緩慢，導(dǎo)致即使有空車用戶也無法及時到達共享單車所在地。

3.仿真結(jié)果表明，現(xiàn)行折扣優(yōu)惠方案已經(jīng)能夠有效的增加匹配成功次數(shù)，經(jīng)過改進后的折扣優(yōu)惠政策，對于供求匹配的調(diào)整效果更好，但是在仿真過程中，這于道路的設(shè)計較為簡單，用戶數(shù)量與共享單車數(shù)量也比真實情況中少，所以仿真結(jié)果只能在一定程度上檢驗?zāi)Ｐ偷恼_性。

參考文獻：

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