劉思奇，朱從坤

(蘇州科技大學(xué) 土木工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215011)

共享汽車作為一種新興的交通方式，具有短時(shí)租用較經(jīng)濟(jì)、取還車流程簡(jiǎn)便、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的運(yùn)用，也為緩解城市交通擁堵問(wèn)題帶來(lái)了新途徑。作為“互聯(lián)網(wǎng)+”與交通相結(jié)合的一項(xiàng)成果，共享汽車在國(guó)內(nèi)的發(fā)展還處于起步階段，在大部分城市還存在總量供需不平衡、網(wǎng)點(diǎn)分布不合理、汽車使用率不高等問(wèn)題。

為解決共享汽車在發(fā)展中遇到的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究。其中Glotz-Richter定義了共享汽車的概念及模式分類，系統(tǒng)地論述了歐洲等地共享汽車的發(fā)展?jié)摿εc未來(lái)前景[1]；Fanti等借助Petri Net建立了共享汽車規(guī)模和網(wǎng)點(diǎn)充電樁數(shù)量的優(yōu)化模型[2]；FAN 等建立了一個(gè)非靜態(tài)調(diào)度模型，以調(diào)整共享汽車系統(tǒng)中的車輛數(shù)量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)利潤(rùn)的最大化[3]；任其亮等建立了供需平衡的預(yù)測(cè)模型，用來(lái)預(yù)測(cè)出租車的合理規(guī)模[4]；蔣步健分析了共享汽車的需求特征、供應(yīng)特征，通過(guò)選取布局指標(biāo)，建立汽車租賃選址的布局模型[5]；謝昳辰等基于汽車分時(shí)租賃站點(diǎn)需要滿足的調(diào)度時(shí)間約束，提出基于調(diào)度的戰(zhàn)略計(jì)劃模型[6]；盧婷等采用非支配排序的遺傳算法求解共享汽車網(wǎng)點(diǎn)的選址模型[7]。

由國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究現(xiàn)狀可知，國(guó)外學(xué)者對(duì)共享汽車的定義及影響因素的研究較多，已從供需特性以及共享汽車企業(yè)盈利的角度分析汽車的規(guī)模模型，但研究涉及的規(guī)模較小，且多數(shù)是基于一個(gè)假定數(shù)量，再對(duì)規(guī)模進(jìn)行優(yōu)化；國(guó)內(nèi)研究主要集中于共享汽車供需使用特性分析、網(wǎng)點(diǎn)選址等。本文在上述文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，從共享汽車供需平衡入手，建立共享汽車供需模型，研究共享汽車的投放規(guī)模，以及政策建議等。

1 共享汽車供需平衡

共享汽車的需求端是使用者，供給端是運(yùn)營(yíng)商，共享汽車的供需平衡是城市共享汽車需求量與共享汽車運(yùn)營(yíng)商提供的供給量達(dá)到平衡的一種狀態(tài)。但共享汽車作為一種以盈利為目的的交通方式，供需平衡不應(yīng)單獨(dú)體現(xiàn)在供需量的平衡上，還應(yīng)該體現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)商利益與城市需求量利益之間的平衡，即只有滿足城市需求的共享汽車數(shù)量也要能滿足企業(yè)盈利的目的，共享汽車的平衡才能得到滿足，共享汽車市場(chǎng)才能得到持久發(fā)展。因此共享汽車供需平衡的投放量可定義為：在一定條件下，滿足城市使用者對(duì)共享汽車的需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)企業(yè)盈利而投放的汽車總量。

2 共享汽車供需平衡模型

2.1 共享汽車出行需求量

依據(jù)共享汽車在城市交通出行結(jié)構(gòu)中的分擔(dān)率，以及城市常住人口和流動(dòng)人口數(shù)量、日均出行次數(shù)、使用共享汽車的日平均出行距離和共享汽車的日平均載客人數(shù)，可得城市一年所需的共享汽車總行駛里程為：

(1)

式中：L有為需求的共享汽車年總有效行駛里程，km；Q1、Q2分別為城市常住人口和流動(dòng)人口總量，人；J1、J2分別為城市常住人口和流動(dòng)人口的日均出行次數(shù)；P1、P2分別為城市常住人口和流動(dòng)人口的共享汽車出行占交通出行總方式的比例；D1、D2分別為城市常住人口和流動(dòng)人口的共享汽車日出行平均距離，km；S1、S2分別為常住人口和流動(dòng)人口使用共享汽車出行的日平均數(shù)，人。

2.2 共享汽車供給端模型

為滿足共享汽車運(yùn)營(yíng)商的盈利需求，需分析企業(yè)運(yùn)營(yíng)收入和運(yùn)營(yíng)成本。假設(shè)運(yùn)營(yíng)企業(yè)收費(fèi)模式采用“里程+時(shí)間”式，汽車類型統(tǒng)一為電動(dòng)汽車，續(xù)能采用充電模式，企業(yè)運(yùn)營(yíng)收入主要包括收費(fèi)收入、押金收入、廣告收入和車輛處置收入。由于廣告收入和車輛處置收入難以衡量，并考慮在一定時(shí)期內(nèi)，共享汽車的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、押金收費(fèi)不變，則企業(yè)總收入可表示為：

(2)

企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本包括總固定成本E1與總變動(dòng)成本E2?？偣潭ǔ杀臼沁\(yùn)營(yíng)企業(yè)為運(yùn)營(yíng)而投入的一定值，總變動(dòng)成本可分為車輛購(gòu)置成本E21、運(yùn)維成本E22、停車成本E23、續(xù)能成本E24、折舊成本E25。如果折舊成本在運(yùn)營(yíng)年暫不考慮，則運(yùn)營(yíng)總成本E可表示為：

E=E21+E22+E23+E24+E1

(3)

當(dāng)共享汽車的投放量不超過(guò)單車變動(dòng)成本不變時(shí)的最大投放量時(shí)，總成本公式為：

Et·N+E1,N≤Nb

(4)

式中：Eg為共享汽車單車購(gòu)置成本，元；Ex為共享汽車單車?yán)m(xù)能成本，元；Ey為共享汽車單車運(yùn)維成本，元；Et為共享汽車單車停車成本，元；N為共享汽車數(shù)量，部；Nb為單車變動(dòng)成本不變時(shí)的最大投放量，部。

當(dāng)共享汽車投放量達(dá)到一定規(guī)模后，會(huì)形成規(guī)模效益，部分單車變動(dòng)成本隨之降低。比如車輛購(gòu)置成本，當(dāng)運(yùn)營(yíng)商購(gòu)置一定數(shù)量的汽車后，每購(gòu)置一輛汽車，單車購(gòu)置費(fèi)用會(huì)從一個(gè)定值Eg開(kāi)始逐漸減少，直至到達(dá)最低后保持不變。此時(shí)車輛購(gòu)置成本為：

E21=(Eg-ω1N)N

(5)

式中：ω1為車輛購(gòu)置的單位變動(dòng)成本，即每增加投放一輛汽車，可以減少的購(gòu)置費(fèi)用，元。

從人力成本來(lái)看，隨著共享汽車投放量的增加，分?jǐn)偟矫枯v車上的運(yùn)維成本也會(huì)隨之減少。此時(shí)運(yùn)維成本可表示為：

E22=(Ey-ω2N)N

(6)

式中：ω2為車輛運(yùn)維的單位變動(dòng)成本，即每增加投放一輛汽車，可以減少的運(yùn)維費(fèi)用，元。

當(dāng)共享汽車的投放量小于單車購(gòu)置成本、運(yùn)維成本分別達(dá)到最低時(shí)的最大投放量時(shí)，總成本公式可表示為：

(Ey-ω2N)·N+E1,Nb

(7)

式中：Nd為單車購(gòu)置成本、運(yùn)維成本分別達(dá)到最低時(shí)的最大投放量，部。

由于單車的購(gòu)置成本與運(yùn)維成本不會(huì)無(wú)限降低，當(dāng)共享汽車的投放量達(dá)到單車購(gòu)置成本、運(yùn)維成本分別達(dá)到最低時(shí)的最大投放量后，共享汽車的單車購(gòu)置成本、運(yùn)維成本將保持不變，此時(shí)共享汽車總成本公式為：

(8)

式中：Egmin為共享汽車單車最低購(gòu)置成本，元；Eymin為共享汽車單車最低運(yùn)維成本，元。

綜上，共享汽車企業(yè)的總成本為分段函數(shù)，如式(9)、圖1所示。

(9)

圖1 單車變動(dòng)成本變化函數(shù)Fig 1 Variable cost function of single vehicle

從供需平衡角度，要滿足一個(gè)城市的共享汽車需求，共享汽車的投放量必然需要一定規(guī)模，而單車購(gòu)置、運(yùn)維成本達(dá)到最小時(shí)，對(duì)企業(yè)而言是有利的，因此本文暫不考慮單車變動(dòng)成本不變以及達(dá)到最低點(diǎn)的情況。

企業(yè)的收入與成本之差即為利潤(rùn)R，反映企業(yè)盈利能力的指標(biāo)通常采用Rj，指企業(yè)凈利潤(rùn)與收入額的比率。本文共享汽車企業(yè)Rj如下：

(10)

式中：I為共享汽車企業(yè)總收入，元。

若設(shè)定企業(yè)的目標(biāo)利潤(rùn)率為α,則滿足供給的投放量N還需滿足Rj≥α。

2.3 共享汽車供需平衡模型

若共享汽車運(yùn)營(yíng)企業(yè)投放的車輛數(shù)為N，則供給端提供的總有效里程數(shù)為：

(11)

當(dāng)L有≤D有時(shí)，共享汽車的投放數(shù)量可滿足使用者出行需求，如此時(shí)同時(shí)滿足企業(yè)的盈利水平，若企業(yè)的目標(biāo)利潤(rùn)率為α，則共享汽車的供需平衡模型為：

(12)

2.4 供需平衡模型修正

考慮到一個(gè)區(qū)域內(nèi)的共享汽車并不是都可以使用的，其中必有一部分處于續(xù)能、維修或者調(diào)度狀態(tài)，即實(shí)際供給的汽車數(shù)量應(yīng)略大于需求的數(shù)量，因此公式中的共享汽車供給總量需要添加一個(gè)小于1的修正因子λ；另外，考慮到一些特別時(shí)段如節(jié)假日、旅游季節(jié)，以及一些特別情況如突發(fā)情況、不可抗力等對(duì)共享汽車需求量的影響，需要引入一個(gè)彈性修正系數(shù)β。則修正之后的模型為：

(13)

對(duì)模型(13)中的①式求解，可得：

對(duì)模型(13)中的②求解，并令

因此，滿足供需平衡時(shí)的共享汽車投放量應(yīng)為：

N≥max(N需,NR)

(14)

3 實(shí)例分析

以江蘇省蘇州市區(qū)共享汽車使用情況為例，對(duì)蘇州市轄區(qū)包括姑蘇區(qū)、高新區(qū)、相城區(qū)、吳中區(qū)、工業(yè)園區(qū)進(jìn)行共享汽車的規(guī)模進(jìn)行測(cè)算。根據(jù)蘇南gofun共享汽車企業(yè)提供的數(shù)據(jù)，在研究年份，蘇州市轄區(qū)2018年戶籍常住人口為259.4萬(wàn)人、暫住半年以下的流動(dòng)人口為159.8萬(wàn)人[8]；常住人口日均出行次數(shù)2.38次，流動(dòng)人口日均出行次數(shù)2.43次[9]；共享汽車為榮威E50電動(dòng)汽車款，其平均運(yùn)行速度為21 km/h[10]，運(yùn)營(yíng)時(shí)間為24 h；常住人口平均載客2人、流動(dòng)人口平均載客1人，居民單次使用共享汽車的平均行駛里程為10 km；共享汽車日使用率為30%，居民使用共享汽車的分擔(dān)率為2.0%；取λ、β分別為0.95和1。

共享汽車收費(fèi)模式為“里程+時(shí)間”，即每千米收費(fèi)1元，同時(shí)每分鐘收費(fèi)0.1元。單車年押金費(fèi)用為1 000元，年均購(gòu)置成本最低為1.64萬(wàn)元、最高為3.65萬(wàn)元，年停車成本為2 000元，年運(yùn)營(yíng)成本為3 000元，每千米耗電為0.15元；共享汽車企業(yè)的固定成本為9 000萬(wàn)元。假設(shè)企業(yè)利潤(rùn)率為10%，

將數(shù)據(jù)帶入式(13)中的①式，可得：

N×21×24×30%×0.95×1

解得：

N需≥9 705

單車購(gòu)置成本、運(yùn)維成本的變動(dòng)系數(shù)ω1、ω2分別取11.2、1.1，將數(shù)據(jù)帶入式(13)中的②式，可得：

解得：

NR≥2 111

根據(jù)N≥max(N需，NR) ，可得滿足蘇州市供需平衡的共享汽車投放量為9 705。

4 討論及對(duì)策

若滿足城市交通需求的汽車投放量大于企業(yè)盈利所需的投放量，即N需≥NR時(shí)，要滿足供需平衡，理論上只需要將投放量提高到N需即可；當(dāng)N需≤NR時(shí)，則不能簡(jiǎn)單地投放滿足企業(yè)盈利的投放量NR，因?yàn)槎嗤斗诺哪遣糠制囀聦?shí)上是處于閑置狀態(tài)的。此時(shí)要滿足共享汽車的供需平衡，必須降低企業(yè)盈利的投放量NR，具體可從以下幾方面考慮：

(1)提高共享汽車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)

目前共享汽車企業(yè)采用的收費(fèi)方式有兩種：一種是按實(shí)際里程加使用時(shí)間收費(fèi)；一種是只按使用時(shí)間收費(fèi)。這兩種方式的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)都遠(yuǎn)低于出租車。雖然前期制定較低的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)有利于初期開(kāi)拓市場(chǎng)、增加用戶人數(shù)，但在運(yùn)營(yíng)成熟后過(guò)低的定價(jià)并不利于資金回流。因此當(dāng)用戶達(dá)到一定人數(shù)時(shí)，可適當(dāng)提高收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，從而降低企業(yè)盈利所需的汽車數(shù)量。

由于共享汽車與出租車之間存在同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，因此可參照當(dāng)?shù)爻鲎廛嚨氖召M(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，使共享汽車收費(fèi)單價(jià)最高不超過(guò)出租車的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。此外，還可適當(dāng)調(diào)高押金，或者在押金中明確“若因用戶使用造成車輛損壞，將從押金中扣取維修費(fèi)用”，以約束用戶的行為，從而降低汽車的非正常損耗。

(2)降低車輛購(gòu)置成本與運(yùn)維成本

共享汽車購(gòu)置成本，如采用新能源汽車，在補(bǔ)貼之后，單車購(gòu)置費(fèi)用大概為6萬(wàn)～10萬(wàn)元。共享汽車運(yùn)維成本，主要體現(xiàn)在建立匹配的充電樁與充電場(chǎng)地、汽車日常的維護(hù)與保養(yǎng)、汽車的頻繁調(diào)度以及跨區(qū)域調(diào)度產(chǎn)生的較高調(diào)度成本。

對(duì)于汽車購(gòu)置成本，共享汽車運(yùn)營(yíng)企業(yè)可以在融資的基礎(chǔ)上，和汽車供應(yīng)商實(shí)施利潤(rùn)分成或者通過(guò)汽車購(gòu)置費(fèi)用按一定比例入股的方式來(lái)降低購(gòu)車單位費(fèi)用。對(duì)于共享汽車需要的基礎(chǔ)設(shè)施，可借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)與政府合作，充分利用政府政策來(lái)降低運(yùn)維成本。此外，也可爭(zhēng)取政府提供部分配套設(shè)施的支持，如充電樁、停車位的建設(shè)布局等。另外，也可充分利用閑置資源，通過(guò)共享汽車來(lái)推動(dòng)共享車位的發(fā)展。企業(yè)可以在租借APP中增加共享車位，鼓勵(lì)個(gè)人、居民小區(qū)，以及其他單位或組織的加入，以建成車位共享系統(tǒng)。當(dāng)有車位閑置時(shí)，無(wú)論共享汽車還是私家車，都可以通過(guò)企業(yè)APP準(zhǔn)確獲取每個(gè)停車位的信息，以便就近停車，從而在降低停車成本的同時(shí)也提高了車位的使用率。

(3)提高共享汽車使用率與行駛里程

通過(guò)實(shí)例可以發(fā)現(xiàn)，目前共享汽車的需求數(shù)量很大，同時(shí)又存在共享汽車的日使用率偏低，用戶使用共享汽車的行駛里程較低的現(xiàn)象。為此，要通過(guò)積極的營(yíng)銷方式，比如大力加強(qiáng)廣告宣傳、首次使用可進(jìn)行1元/h的行車體驗(yàn)、較高的芝麻信用分(比如高于650)可免除部分押金等等，來(lái)提高共享汽車的周轉(zhuǎn)率，從而降低共享汽車所需的投放數(shù)量，減少企業(yè)的前期投資成本。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以同時(shí)滿足共享汽車出行需求和運(yùn)營(yíng)企業(yè)盈利為目標(biāo)，依據(jù)共享汽車出行分擔(dān)率，計(jì)算了共享汽車的出行需求量，并根據(jù)運(yùn)營(yíng)企業(yè)的收入、成本構(gòu)成，建立了共享汽車供需平衡模型；根據(jù)市場(chǎng)實(shí)際對(duì)模型進(jìn)行了修正，并對(duì)可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行了討論，同時(shí)給出了一些對(duì)策建議；最后以蘇州市區(qū)共享汽車市場(chǎng)為實(shí)例，通過(guò)模型計(jì)算出了蘇州市轄區(qū)滿足供需平衡的實(shí)際車輛投放量，從而為共享汽車企業(yè)投放共享汽車以及政府部門修建共享汽車的基礎(chǔ)設(shè)施提供參考。