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城市共享单车的合理规模测度

范文

彭霄宇

摘要：为改善因城市共享单车投放过量而引起的资源浪费及众多社会经济问题，选取供需平衡法建立城市共享单车的合理规模模型并以宁波市为例进行测算。结果显示;宁波市区的共享单车合理数量区间为[13.44，14.35]万辆;进一步地，共享单车的合理投放规模不仅与城市人口规模有关，也与共享单车企业的利益相关。

关键词：共享单车;合理规模;供需平衡法

DOI：10.16315/j.stm.2019.01.002

中图分类号： F542

文献标志码： 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

改革开放以来，经济高速发展的环境负效应愈发显现，人们越来越意识到环保的重要性。自行车共享系统也因为能够缓解CO2超标和交通拥挤等问题受到人们的欢迎[1]。目前自行车共享系统（BSS）已作为缓解气候变化、减少交通拥挤和促进体育活动的一项政策在世界多个城市实施[2]。

为了改善发展前期由于交通带来的环境负效应，自2016以来，共享单车作为一种新兴绿色交通工具在我国的相关政策扶持下发展迅速。同时，共享单车的发展也推动了城市经济的发展，在城市公共客运交通体系中发挥至关重要的作用[3]。然而，共享单车市场的火热让越来越多的企业有利可图，纷纷挤入共享单车市场，并开始通过疯狂投放来提高市场占有率。过量投放不仅对城市的交通秩序产生影响，致使城市交通拥挤;也影响了共享单车用户群的体验感受;同时也引发了能源浪费、乱停乱放等诸多问题，背离了发展共享经济的初衷。为了解决这一系列问题，对共享单车的投放规模需要进行科学合理的测算。在此基础上，优化共享单车企业的资源配置，加强对共享单车的行业管制，以免企业竞争带来影响社会稳定的因素，在共享单车过度投放影响交通前使其得到有效控制，促进城市交通系统进一步发展和完善。

要测量一座城市的共享单车的合理规模，不仅需要了解这座城市的人口规模、城市经济发展结构，还应该结合该城市的客运交通发展阶段分析影响测量共享单车的合理规模的因素;并且由于共享单车的投放数量会影响到共享单车企业运营的收益;因此，也要考虑共享单车企业的决策对城市共享单车的投放量的影响。本文在对比分析了出租车与共享单车的共性与差异的基础上，结合共享单车市场的运营现状，研究影响其发展的外部环境，并对共享单车在城市客运交通系统中的渗透率进行估计，建立模型测算出宁波市共享单车的合理规模。

1 文献综述

共享经济近几年在国内发展势头迅猛，各种共享经济模式也随即而来。共享经济的成因也各不相同[4]。然而虽然共享经济在中国发展市场较好，但是由于制度原因，共享经济在中国依旧存在一定的问题[5]。所以在中国发展共享经济，需要进行规范化与管理[6]。共享单车作为共享经济的一种模式，推动着城市的可持续发展[7]，但是在面临竞争及挑战时，如何防治及应对是亟需研究的问题[8-9]。

关于共享单车的需求，Szymon等[10]研究了无桩共享单车与有桩公共自行车之间的差异，并鼓励增加无桩式共享单车数量代替有桩式公共自行车。而Kailai等[11]发现使用共享单车用户群在年龄上存在一定差异。对于共享单车在运行过程中会面临的各种问题研究者们也都提出了自己的改进意见。Tsai等[12]针对公共自行车共享系统在使用过程中显现出的缺点对用户与互联网进行交互信息流通，从而弥补该缺陷。Xu等[13]研究建立了一个动态需求预测模型的无桩自行车共享使用深度学习方法，表明自行车在共享的空间和时间上存在需求不平衡。Legros等[14]研究开发了一个可实现的决策支持工具，可以帮助操作者在任何时间点决定应该优先选择哪个站，以及应该在每个站增加或删除多少自行车，从而使得共享单车的闲置率在有限范围内降至最低。Sun等[15]研究西雅图在车站层面鼓励或阻碍共享单车多投放的各种因素，探讨了公共交通服务与自行车共享的关系并发现停放在车站或者是巴士附近的共享单车用户使用率较高。Brinkmann等[16]提出了自行车共享系统的随机動态库存路径问题，并通过在白天动态的重新定位自行车来避免不满意的需求;从而提高共享单车的调度效率。他们对于共享单车的研究对共享单车系统[17]的运行给出了很大建议和帮助[18]。

然而，国内外关于一个城市所能容纳的共享单车的数量的测算研究相对较少[19]，为了防止共享单车投放过度引起资源浪费及对城市带来治理难题，本文从供需平衡的角度来研究共享单车的合理规模，为政府对交通的管理提出建议。

2 測量模型建立

2.1 方法选取及数据来源

由于共享单车与共享单车在城市通勤上的相似性，借鉴已有文献中对于城市共享单车的合理容纳量的计算模型，结合共享单车的特性对模型进行改进，并对城市共享单车的合理规模进行测算。迄今为止，国内外用来测算出租车的合理数量的估计方法大致有以下几种：神经网络预测方法、指数平滑预测法、基于供需平衡理论的预测方法、回归分析预测法等。

由于神经网络分析预测方法的测算需要时间序列数据，然而共享单车近几年才在国内盛行，且政府关于共享单车政策的不连贯性也将导致使用该模型受限;因此，本文不适用该方法。指数平滑预测法对无政府约束规模的测算较准确，然而当共享单车发展到一定规模并对社会造成负效应时，政府政策约束会减小该方法的准确性。利用回归分析预测法虽然综合考虑相关因素，剔除了不确定因素的影响，得到的结果比较客观;但是由于共享单车的发展正处于初期，存在较多不合理有待完善之处，利用此法将影响结果的合理性。供需平衡法是基于供给与需求相等原理测算的规模，测算结果较稳定，且该模型需要用到的参数数据简便易得，所以本文采用了此预测方法。

本研究关于共享单车的需求量参数部分来源于发放的随机抽样问卷，本次抽样发放问卷200份，有效收回187份;部分参数如2018年人口数利用宁波市人口时间序列数据预测得到。宁波市各项指标数据均来源于2010—2016年宁波市统计年鉴及统计公报。

2.2 概念界定

1）宁波市。宁波市可以表示宁波大市也可表示宁波市区，由于宁波大市的各区城市结构和交通系统差异较大，利用宁波大市数据进行测算误差较大，因此本文界定的宁波市表示宁波市区。

2）城市人口数。由于通勤量不仅有户籍人口决定，外来务工人口也对城市通勤有较大的贡献率;因此，用城市城市常住人口与流动人口的总量和来测算共享单车的规模。

2.3 模型建立

基于供需平衡理论的共享单车拥有量预测方法，其变量为共享单车总的有效行驶里程，该变量可以清晰地反应出共享单车的需求量，同时，也可用来检验城市共享单车实际供给量的合理程度;因此，以共享单车的总有效行驶里程作为城市共享单车数量达到供给与需求平衡的标准。

2.3.4 对共享单车合理规模模型的修正

上述模型是在假定调度完全理想的条件下得出的，但是由于共享单车存在移动时滞性（需要人为调度来供给用户使用），本文将共享单车企业对于共享单车的调度效率η进行设定。而且城市共享单车的规模会因不同时间段内用户分布的差异以及其他公共客运交通方式的建设量等因素而受到影响;因此，为了提高通行效率，引入波峰系数s对模型进行修正。在共享单车的运营过程中会发生一定程度的损坏;因此，引入坏车率（1-θ），并将坏车率控制在一定的范围内以免对共享单车行业的效益产生不利影响，最终能够让共享单车高效地完成出行行为。

查找《宁波市统计年鉴》中的数据带入式（11）得到宁波市区短距离出行率，根据《宁波统计年鉴》数据及随机抽样问卷调查所得结果分析数据，问卷发放200份，有效收回187份。2018年的模型参数值，如表1所示。

3.2 基于供需平衡的共享单车合理规模计算

结果显示， 2018 年宁波共享单车合理规模数约为13.44万～14.35万辆。

3.3 基于共享单车可停放面积的上限检验

在供需平衡的基础上，还需要衡量城市规划出的共享单车可停放面积是否可以容纳得下城市居民所需要的共享单车;因此，利用城市规划的共享单车可停放面积求出共享单车投放上限，再与所得结果求交集。

宁波全市核心区已经规划的停车位3 700多个，每个停车位可停放共享单车40辆，即当前规划的停车位至少可停放共享单车数量为14.8万辆。

4 结论及建议

随着社会经济的发展、科技创新以及人民生活水平的提高，出行方式越来越多样化，人们对于出行方式的绿色健康也要求更高。共享单车作为一种绿色环保的健康出行方式对城市通勤系统进行补充，不仅能够适当的缓解交通压力并且能提高人们的生活效率。城市共享单车的合理规模测度不仅是城市交通系统中比较重要的研究问题，还能避免因共享单车过量而导致的社会问题;并使得该行业的资源得到最优配置，配合城市公共交通系统更加协调的服务大众，对于整个城市的可持续发展具有一定的意义。

研究结果发现：第一，共享单车的合理投放规模不仅与城市人口规模有关，也与共享单车企业的利益相关。在进行模型构建时，影响投放规模的变量有一部分与共享单车企业的决策有关;比如：人车配比率，调度系数等。第二，根据供需均衡法测算得到2018年宁波共享单车规模数为13.44万～14.35万辆。由于政府规划停车位所能容纳的共享单车数量为14.8万辆对供需均衡所测数据没有限制;因此，2018年宁波市区共享单车合理规模数约为13.44万～14.35万辆。

综上给出以下建议：首先，城市共享单车在合理规模的范围内运营也需要单车企业进行合理调度，并且联合政府加大社会的素质宣传以减少乱停乱放的现象发生;其次，应提高技术支持减少服务失误，加强语音客服质量，改善用户体验;最后，政府应与共享单车企业沟通协商，制定计划使得共享单车高效率的融入公共交通服务系统，为人们生活提高出行效率，促进城市可持续发展。

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[编辑：费婷]

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