移动出行应用影响下城市出租车网络均衡研究

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:javaname41
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智能化与信息化是人类社会发展的大趋势,在交通领域,“互联网+”技术给城市出租车行业带来了深刻变革。移动出行应用是一种以智能手机为载体的召车软件,通过整合与匹配供需信息,缓解了传统巡游模式中由于信息不对称导致的高交易成本等问题,实现了运力资源重置。在移动出行应用影响下,出租车行业转型向多元化发展,需结合新业态重新审视传统理论体系。论文通过描述信息化背景下出租车驾驶员(以下简称:出租车)在运行过程中及出租车乘客(以下简称:乘客)在出行过程中的选择行为与稳定结果,探究多模式出租车系统的网络均衡特征,旨在为制定融合新旧业态的行业引导方案提供理论参考。在传统出租车巡游模式中,供需双方通过满足商业市场中的数量对等关系,实现了市场维度的均衡。随着网约模式的引入,多模式系统中的出租车运行行为及乘客出行行为与单一模式系统已产生了显著差异。移动出行应用解构了原有均衡,然后在“空间-市场-时间”三个维度上重构了新的网络均衡。因此,论文以重构的网络均衡为框架,对出租车与乘客的选择行为展开递进分析:首先,达到空间网络均衡时,分析出租车及乘客对模式与区域的个体选择行为;其次,达到市场结构均衡时,分析巡游模式及网约模式的群体社会福利及渗透率等问题;第三,达到时间网络均衡时,分析出租车对运营时段的动态决策过程。最后,以案例数据验证三个维度均衡模型的有效性。论文研究的主要内容及成果包括:(1)构建基于空间网络的双边匹配均衡模型。乘客基于广义出行费用选择网约模式或巡游模式以召车。空驶出租车搜索下一乘客的运行行为包括模式选择及区域选择两层。在区域选择时:采用介入机会理论描述巡游模式出租车由于高度不确定性而累积成功率的特征;引入移动出行应用的使用效率参数以区分网约模式下两种阶段。基于出租车选择乘客且乘客选择出租车的双向选择行为,利用Brouwer不动点定理证实了该博弈结果是稳定至双边匹配,并利用运营时间守恒关系建立了均衡模型,可计算各网格内的乘客与空驶出租车模式选择及区域选择的空间特征。(2)基于多模式市场均衡,剖析市场结构及运转机制。通过量化内生变量与外生变量的耦合关系,对比两种模式的差异,得出移动出行应用对系统的作用途径是通过影响出租车空驶时间从而引起市场结构的变化。基于柯布-道格拉斯需求函数,表示出多模式市场中出租车及乘客的剩余价值,提出总社会福利等于两种模式的群体社会福利之和,信息收益为其差值。构建双层规划模型,上层目标为社会福利或信息收益最大,下层目标则是用户均衡,设计组合遗传模拟退火算法。可求解得出需求在两种模式间的分配结果,为不同目标下确定移动出行应用的最优市场渗透率提供计算方法。(3)构建基于时间网络的出租车用户均衡模型。出租车规模是已投放的固定值,但正在运营的出租车数量是取决于乘客潜在需求的动态变化值。分别在出租车驾驶员是完全理性人及有限理性人条件下,建立了用户均衡与随机用户均衡模型,并证明在时间网络上达到均衡状态时,无法通过调整运营时间的策略以增加感知利润。该模型通过求解出租车对运营时间的安排,可得出任意时段内正在运营的出租车数量。最后,通过案例数据验证了方法的有效性。对比网约模式与巡游模式在三个维度上的输出结果,得出网约模式下的车辆长单率较高、空驶时间较短、乘客等待时间较长、出租车实载率较高以及该群体社会福利大幅增加,反映了移动出行应用在改善信息不对称及优化资源配置的积极作用。此外,出租车数量在不同时段分布的差异较大。案例结果体现了信息化背景下出租车系统在多维度下的网络均衡特征。
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