張 婭,李 佳,周 舸

(1.東北林業(yè)大學(xué)交通學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040; 2.黑龍江省交通運(yùn)輸廳，黑龍江 哈爾濱 150081)

1 概述

網(wǎng)約車是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代傳統(tǒng)打車的升級(jí),在打車難、用戶體驗(yàn)差、出租車空駛率高以及環(huán)境污染嚴(yán)重的今天起著緩解這一系列問(wèn)題的積極作用。隨著城市機(jī)動(dòng)化出行需求的增加,以及資本市場(chǎng)的補(bǔ)貼,網(wǎng)約車已經(jīng)成為城市交通體系中不可或缺的部分。由于網(wǎng)約車中包含私家車,且專車與順風(fēng)車概念模糊,網(wǎng)約車的運(yùn)營(yíng)在社會(huì)上引發(fā)廣泛爭(zhēng)議[1]。

無(wú)論是在國(guó)內(nèi)還是在國(guó)外,網(wǎng)約車從一開始就備受爭(zhēng)議。法國(guó)、日本、比利時(shí)等國(guó)家的一些城市甚至不允許網(wǎng)上軟叫車提供本地出租車服務(wù)。但在倫敦和紐約,私家車主及其運(yùn)營(yíng)車輛向交通局申請(qǐng)營(yíng)業(yè)執(zhí)照后可提供網(wǎng)約車服務(wù)。在印度,所有網(wǎng)約車不能巡游攬客。目前,許多城市都在逐漸完善網(wǎng)約車的管理制度,大多數(shù)情況下都由政府部門將網(wǎng)約車與傳統(tǒng)出租車進(jìn)行分類管理。

網(wǎng)約車研究的重點(diǎn)方向包括選擇的出行方式以及對(duì)交通運(yùn)行的影響,對(duì)此的現(xiàn)有研究相對(duì)較少[2]。因此,本文為分析目前網(wǎng)約車的市場(chǎng)地位,以網(wǎng)約車在出行方式中占比為出發(fā)點(diǎn)。為了分析網(wǎng)約車對(duì)居民出行方式的影響,針對(duì)居民的出行方式在2016年11月、2017年3月進(jìn)行了兩次問(wèn)卷調(diào)查,結(jié)合哈爾濱市交通運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),將網(wǎng)約車對(duì)居民出行方式的影響進(jìn)行量化。

2 基于網(wǎng)約車背景的居民出行方式選擇模型

2.1 模型的選擇

居民在出行過(guò)程中,伴隨著出行時(shí)間成本、出行經(jīng)濟(jì)成本以及時(shí)間損失造成的成本費(fèi)用的產(chǎn)生。出行時(shí)間成本即居民花費(fèi)在出行過(guò)程中的時(shí)間;出行經(jīng)濟(jì)成本即居民在出行過(guò)程中所花費(fèi)的金錢成本;時(shí)間損失費(fèi)即在預(yù)計(jì)時(shí)間沒(méi)能到達(dá)目的地,因而產(chǎn)生的時(shí)間損失所值費(fèi)用,早到或晚到都會(huì)有一定的時(shí)間損失費(fèi)用。

基于差異化用戶選擇理論建立數(shù)學(xué)模型,分析短期情況下,不同的城市交通以及居民的出行選擇受到專車和快車的影響[3]。模型研究了網(wǎng)約車吸引力與居民出行方式之間的關(guān)系;乘客與司機(jī)的數(shù)量受到乘客的候車時(shí)間以及司機(jī)的單位時(shí)間收入的影響;乘客的候車時(shí)間以及司機(jī)的盈利情況會(huì)對(duì)居民的出行選擇以及成為網(wǎng)約車司機(jī)的意愿產(chǎn)生一定的影響,將進(jìn)一步影響網(wǎng)約車的乘客數(shù)量與司機(jī)數(shù)量。通過(guò)對(duì)算例的分析,揭示網(wǎng)約車出行對(duì)居民的積極影響和消極影響[4]。

2.2 模型的構(gòu)建

假設(shè)在單個(gè)出行高峰時(shí)段A市有N個(gè)居民有出行需求,由于薪酬和出行目的的差異,居民的時(shí)間價(jià)值β服從f(β)[5]分布,且存在一定的差異。

若居民選擇私家車出行,出行費(fèi)用為τc,出行時(shí)間為tc,則出行成本為:

Cc(β)=τc+βtc

(1)

若居民選擇公共交通出行，公共交通費(fèi)為τb,出行時(shí)間為tb,則公共交通出行的成本為：

Cb(β)=τb+βtb

(2)

一般來(lái)說(shuō)，私家車出行時(shí)間少于公共交通出行時(shí)間，即tcτb。假設(shè)所有居民選擇出行成本最低的方式，比較式(1)和式(2)，得到臨界時(shí)間價(jià)值β0：

(3)

當(dāng)時(shí)間價(jià)值大于β0時(shí)，居民選擇私家車出行；當(dāng)時(shí)間價(jià)值小于β0時(shí)，居民選擇乘坐公共交通出行。假設(shè)居民根據(jù)高峰期的出行需求購(gòu)置私家車，在出現(xiàn)網(wǎng)約車以前，有車居民的數(shù)量為：

(4)

無(wú)車居民的數(shù)量為：

(5)

假設(shè)所有的網(wǎng)約車司機(jī)都是兼職，司機(jī)可以通過(guò)非工作時(shí)間提供網(wǎng)約車服務(wù)，達(dá)到降低出行成本(或增加盈利)的目的，在單個(gè)出行高峰時(shí)段內(nèi)平均服務(wù)n小時(shí)。假設(shè)在n小時(shí)內(nèi)有Nd個(gè)網(wǎng)約車司機(jī)提供服務(wù)，有Nr個(gè)居民具有網(wǎng)約車需求，司機(jī)提供服務(wù)平均每次得到pd的收入，則pdNr/Nd為每個(gè)司機(jī)在高峰時(shí)段內(nèi)的平均收入。網(wǎng)約車司機(jī)的金錢成本為cn，花費(fèi)時(shí)間n小時(shí)，故高峰時(shí)段的網(wǎng)約車服務(wù)所得的平均凈成本為：

(6)

若居民乘坐網(wǎng)約車出行，則居民需支付網(wǎng)約車費(fèi)用pr以及出行時(shí)間成本βtr，tr為出行時(shí)間，則乘坐網(wǎng)約車的出行成本為：

Cr=pr+βtr

(7)

一般來(lái)說(shuō)，pd不等于pr。若pd>pr，則網(wǎng)約車平臺(tái)補(bǔ)貼pd-pr；若pdtc，且tr為Nr/Nd的增函數(shù)。假設(shè)tr滿足：

tr=tc+γNr/Nd

(8)

其中，γ為參數(shù)，γ>0。

網(wǎng)約車興起以后的短時(shí)間內(nèi)，居民持有的車輛數(shù)不變，原私家車主(β≥β0)可以選擇私家車出行、提供網(wǎng)約車服務(wù)、乘坐網(wǎng)約車出行，原乘坐公共交通工具的居民(β<β0)，可以繼續(xù)選擇乘坐公共交通工具出行，也可以乘坐網(wǎng)約車出行。假設(shè)所有居民均選擇出行成本最小的出行方式，則有車居民和無(wú)車居民的出行方式選擇如表1,表2所示。

表1 有車居民(β≥β0)的出行模式選擇

表2 無(wú)車居民(β<β0)的出行模式選擇

其中：

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，每個(gè)居民不再有動(dòng)機(jī)改變出行方式，故式(9)～式(18)需同時(shí)滿足。

其中Fi(i=1,…,5)分別代表在系統(tǒng)平衡狀態(tài)下的私家車用戶出行數(shù)量、乘坐網(wǎng)約車出行的有車居民的數(shù)量、提供網(wǎng)約車服務(wù)的司機(jī)數(shù)量、乘坐網(wǎng)約車出行的無(wú)車居民的數(shù)量、乘坐公共交通出行的用戶數(shù)量，由式(13)～式(18)定義。由式(9)～式(12)，βcr，βrb，βcd和βrd是X的函數(shù)；由式(13)～式(18)，F(xiàn)(X)又是βcr，βrb，βcd和βrd的函數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿足式(9)～式(18)。固定點(diǎn)問(wèn)題的解即為居民在平衡狀態(tài)下的出行方式的選擇。滿足X=F(X)的解X″在可行域Ω上，其中：

通過(guò)求解固定點(diǎn)問(wèn)題，得到居民在平衡狀態(tài)下選擇的出行方式，并計(jì)算出高峰時(shí)段私家車的總里程。

假設(shè)在出行高峰時(shí)段，車輛的平均速度υ，私家車出行的平均里程約tcυ，而n小時(shí)內(nèi)網(wǎng)約車始終保持行駛狀態(tài)，故網(wǎng)約車的平均里程為nυ。網(wǎng)約車出現(xiàn)以后，私家車的總里程為：T=nυNd+tcυNc。

在網(wǎng)約車出現(xiàn)前，所有有車居民的車輛僅為自己所用，故出行高峰期總的行駛里程為：T0=tcυN1。

3 城市居民出行方式選擇計(jì)算

3.1 居民出行方式選擇計(jì)算

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，2016年廣州市共有約1 000萬(wàn)居民通勤。時(shí)間價(jià)值服從均值為30元/h，標(biāo)準(zhǔn)差為80的對(duì)數(shù)正態(tài)分布。該市居民選擇私家車出行的平均時(shí)間成本為1.5 h，平均經(jīng)濟(jì)成本為30元；乘坐公共交通工具出行的平均時(shí)間成本為1.2 h，平均經(jīng)濟(jì)成本為6元?；谠撃Ｐ?，可以計(jì)算出沒(méi)有網(wǎng)約車時(shí)，有約632.1萬(wàn)人選擇公共交通工具的出行方式，時(shí)間價(jià)值小于β0；約367.9萬(wàn)人選擇私家車的出行方式，時(shí)間價(jià)值大于β0，其中β0=42元/h。

在網(wǎng)約車的背景下，居民通過(guò)非工作時(shí)間段使用私家車提供網(wǎng)約車服務(wù)，單個(gè)高峰時(shí)長(zhǎng)約為2 h，平均經(jīng)濟(jì)成本為30元/h。網(wǎng)約車乘客的平均經(jīng)濟(jì)成本為18元/次，司機(jī)的平均收入為30元/次 (平臺(tái)補(bǔ)貼12元)。乘客的等車時(shí)間：tr=tc+0.01Nr/Nd。

表3 均衡狀態(tài)下不同出行方式的居民的時(shí)間價(jià)值區(qū)間

3.2 對(duì)比分析

計(jì)算在網(wǎng)約車的背景下，不同出行方式居民的總出行時(shí)間，該市私家車單個(gè)高峰時(shí)段內(nèi)行駛的總里程達(dá)到了567.60萬(wàn)km，是沒(méi)有網(wǎng)約車的情形下145.50萬(wàn)km的近4倍，該算例中，網(wǎng)約車較為嚴(yán)重地影響了城市交通系統(tǒng)。將城市居民的總出行時(shí)間進(jìn)行比較，無(wú)車居民乘坐網(wǎng)約車出行與乘坐公共交通出行相比，單次高峰時(shí)段節(jié)約出行時(shí)間0.464 1 h，網(wǎng)約車司機(jī)單次高峰時(shí)段的行駛時(shí)間增加1.5 h，因?yàn)槌俗W(wǎng)約車出行，2.4萬(wàn)有車居民增加0.035 9 h的等車時(shí)間。以上數(shù)據(jù)表明，通過(guò)對(duì)有無(wú)網(wǎng)約車的情形進(jìn)行對(duì)比，居民出行總時(shí)間節(jié)省了1.4萬(wàn)h，節(jié)省出行時(shí)間的居民占比33.7%。

4 結(jié)語(yǔ)

基于用戶均衡模型，分析了居民出行方式受到網(wǎng)約車的影響。城市道路交通因?yàn)榫W(wǎng)約車受到較為嚴(yán)重的影響；同時(shí)居民增加了新的出行方式，減少了居民的總出行時(shí)間，一部分居民的出行情況得到了緩解。不同城市的居民收入水平、公共交通服務(wù)水平、私家車保有量等方面存在一定的差異，因此不同城市網(wǎng)約車的出現(xiàn)對(duì)出行方式會(huì)產(chǎn)生不同的影響[6]。通過(guò)模型，不同城市可以根據(jù)自身的特點(diǎn)對(duì)網(wǎng)約車帶來(lái)的影響進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)，為監(jiān)管網(wǎng)約車提供相應(yīng)的決策與措施。