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基于层次分析法的出租车资源配置模型研究

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周倩++徐小海++秦汝祥

[摘要]为优化城市出租车资源配置方案，文章使用空驶率、万人拥有量、里程利用率、车辆满载率四个指标构建判断矩阵，并运用几何平均法定量分析各个指标对出租车“供求匹配”程度的影响程度，得出各个指标权重，最后采用最小二乘法计算得到出租车“供求匹配”程度。研究结果表明：不同城市四个指标权重不同，出租车“供求匹配”程度主要受城市一天中不同时间段运营出租车数量、城市人口数的影响。运用层次分析模型对上海市出租车资源配置情况进行研究，将研究结果与实际情况进行对比来验证模型的正确性，结果显示，该模型在城市出租车资源配置研究中具有很好适用性和准确性，为城市分配出租车资源提供可靠依据。

[关键词]供求匹配；层次分析；最小二乘法；指标权重；判断矩阵

[DOI]1013939/jcnkizgsc201720162

随着中国经济的发展，出租车在城市交通中扮演着不可替代的角色，[1]但是，近年中国人口数量的大幅增加使城市出现了出租车资源难以合理配置的现像。目前，在出租车资源配置问题研究方面，国内学者提出多种方法，在对出租车资源配置的研究中采用BP神经网络对西安市出车资源供求匹配情况进行分析；[2]在成都市出租车运营系统问题及对策研究中，从政策法规、资源配置、信息系统、交通状况及经营机制等方面分析了造成这一表象的原因；[3]在“互联网+”时代的出租车资源配置模型中分析了乘客和出租车之间的信息透明度关系，以及补贴方案对供求匹配程度的影响。[4 ]但以上研究主要从价格、服务、政策等方面对某一地域运用综合评价模型进行研究，这些模型能够从宏观上解决某一地域出租车“供求匹配”程度问题，预测结果准确性较低，不能适应于其他城市。本文通过运用层次分析模型计算目标城市的出租车“供求匹配”程度，结合目标城市的四个指标得出目标城市的出租车“供求匹配”程度具体情况，进而得出目标城市的出租车资源配置方案，旨在向相关人员提供决策准则和依据。[5]

1评价指标建立

出租车资源配置情况主要体现在出租车资源“供求匹配”程度，出租车资源“供求匹配”程度主要受出租车有效利用程度、出租车数量、乘客满意程度的影响，因此，建立空驶率、万人拥有量、里程利用率、车辆满载率四个指标衡量出租车资源配置合理程度。

11空驶率

空驶率主要反映运营出租车拥有量是否合理，根据经验，其值在30%～40%较为合适，公式建立如下：[6]

式（1）中：Py为出租车平均有效行驶里程（万千米）；T为出租车一天平均营业时间（小时）；V为出租车平均运营车速（千米/小时）；N为出租车总量。

12万人拥有量

万人拥有量表示平均每一万人所占有出租车数，根据经验，小城市每万人不少于120辆，大城市每万人不少于350辆，中等城市可在该范围取值，其公式建立如下：[7][8][9]

式（2）中：M为城市人口数（万人）。

13里程利用率J

里程利用率反映出租车载客效率，表示平均每公里运营里程，与空驶率是相对的，一般里程利用率控制在50%～60%最为合适，其公式建立如下：

式（3）中：b为营业里程（公里）；c为行驶总里程（公里）。

14出租车满载率L

出租车满载率是通过在几个具有代表性的地点选取长期观测点，记录单位时间内通过载有乘客的出租车数量占总通过出租车数量的比值，[10]经验表明，70%相当于出租车满载率的一个临界点，其公式建立为：

式（4）中：e为载客车辆数；f为总通过车辆数。

2层次分析模型

21模型建立

空驶率、万人拥有量、里程利用率、出租车满载率四个指标分别不同程度地衡量了城市出租车资源供求情况，为了综合分析城市出租车“供求匹配”程度，利用四个指标构建一个层次分析结构，层次模型分为三层，最高为目标层，即出租车“供求匹配”程度；中间层为准则层，即指标权重，最低为准则方案层，即四个指标，如下图所示。

22权重计算

層次分析结构定性地反映出方案层各指标与目标层的关系，为了定量对各指标进行分析，对四个指标进行权重分析，利用层次分析法[11]中的几何平均法计算空驶率、万人拥有量、里程利用率、出租车满载率四个指标在目标层中所占权重分别为W1、W2、W3、W4，建立计算公式如下：

23模型求解

经过上述分析，利用式（5）和式（6）计算出每个指标在目标层中所占权重Wi，用最小二乘法原理，建立目标函数，求租车“供求匹配”程度Z，即

将各个权重值代入式（7），即可算出城市的出租车“供求匹配”程度。根据对中国多个城市检验分析得：一线城市Z的标准值为150，二线城市Z的标准值为135，三线城市Z的标准值为110，若Z值低于标准值，则应先调整四个指标中权重较大的指标，根据式（1）至式（4）计算各个指标确定值，确定指标调整范围和大小，再依次调整其他指标，使调整过后出租车“供求匹配”程度达到最优。[12][13]

3模型检验

上海市是中国一线城市，其交通发达，出租车系统庞大，以上海为例研究上海的出租车资源配置情况具有一定的代表性，故以上海为目标城市，运用上述模型对其出租车资源“供求匹配”程度进行分析（以下数据来源于中国数据统计年鉴）。

31指标的分析

为了计算上海一天不同时段的平均空驶率，对上海2013年出租车行驶里程统计数据进行整理总结，上海出租车平均一个运营日不同时段空驶率如表2所示，其中空驶里程和行驶里程指的是平均每辆车行驶里程。

由表2可知，在6～21时间段出租车空驶率较小，说明出租车资源利用率较高，反映了白天出租车资源的“供求匹配”程度基本符合理论要求；而0～3、3～6这两个时间段的空驶率超过60%，空驶率较大，表明在这两个时间段出租车资源分配过多，应当适当减小出车量，这与实际问题也是相符的。

2013年年末，上海总计人数2500万人，运营出租车506万，万人拥有量为494辆，远远满足出租车资源分配，但存在出租车资源浪费的问题。以2013年上海出租车运营里程统计数据计算上海出租车平均一个运营日不同时段里程利用率，以平均每辆车在不同时间段内的数据为标准经过处理后的数据如表3所示。

由表3可知，在6～21时段里程利用率分布在50%～60%，并且6～9、12～15、18～21三个时段的里程利用率最大，表明车辆行驶中载客比例高，乘客打车等待时间相对较长，反映了供求关系比例紧张；0～3、3～6两个时间段的里程利用率最小，反映乘客打车方便的同时经营者的经济效益降低，这与实际情况基本相符。

以2013年上海出租车满载客车辆统计数据计算上海平均一个运营日不同时段出租车满载率，经过处理后的数据如表4所示。

由表4可知，在6～21时段出租车满载率较大，出租车满载率在70%左右，而运力与运量的适当平衡可以由通过控制出租车满载率来实现，70%便相当于一个临界点，0～6、21～24时间段出租车满载率远低于该临界点，则应适当降低出租车运力；而6～9、12～15、18～21三个时段的出租车满载率接近70%，基本满足运力与运量的平衡关系；通过稍微调节出租车运力来保持运力与运量的平衡，低于临界点时，则应适当降低出租车运力；反之，则应适当增加出租车运力，提高服务质量。

32指标权重的计算

根据上海出租车分配情况，得出空驶率、万人拥有量、里程利用率、车辆满载率四个指标的比较判断矩阵A：

由此可见，可看出上海出租车空驶率（W1）和万人拥有量（W2）对出租车“供求匹配”程度影响最大，另外是里程利用率（W3），影响最小的是出租车满载率（W4）。

33出租车“供求匹配”程度的计算

将权重Wj代入式（7）得出上海出租车“供求匹配”程度Z=1418，比较接近标准值150，但出租车资源分配不够合理，存在一定的资源浪费，供求不够平衡，应当采取措施提高出租车利用率。

根据单指标计算结果可知：上海出租车资源分配过多，供过于求，里程利用率较大，市民打车等待时间比较长，求与供的关系紧张；出租车满载率较低，上海相关机构应适当降低出租车运力，在晚上适当减少，傍晚和中午适当增加运营出租车数，适当扩大出租车运营范围，充分调配与利用现有资源。

4结论

第一，通过影响城市出租车“供求匹配”程度的因素建立四个指标，运用层次分析模型，在一线城市中，出租车“供求匹配”程度主要受空驶率、万人拥有量影响，指标权重高达15，与实际情况相符，为层次分析模型的准确性校核提供了强有力的依据。层次分析模型具有较高的准确性。[14]

第二，利用判断矩阵公式，可以对不同的城市根据目标城市具體情况建立判断矩阵，使得层次分析模型适用于不同的城市，其适用性能满足中国城市复杂情况，同时更加提高了分析结果的准确性。

参考文献：

[1] 欧阳斌，李忠奎，凤振华低碳交通运输规划研究现状、问题及展望[J].中国流通经济，2014（9）：13-20

[2] 张德林，康宇航，刘旺对出租车资源配置的研究[J].科技创新与应用，2016（4）：3

[3] 何征成都市出租车运营系统问题及对策研究[J].现代经济信息，2013，13（15）：473-475

[4] 杜剑平，韩中庚“互联网+”时代的出租车资源配置模型[J].数学建模及其应用，2015，4（4）：34-39，60

[5] 武旭，胡思继，崔艳萍交通运输与经济协调发展[J].北京交通大学学报，2005，4（2）：10-14

[6] 康留旺基于FCD的城市出租车空驶率及拥有量的计算[J].数字技术与应用，2010（7）：81-82

[7] 陆建，王炜城市出租车拥有量确定方法[J].交通运输工程学报，2004，4（1）：92-95

[8] 常超凡，毛宝华，陈团生出租车拥有量对分担率影响研究[J].城市公共交通，2007（8）：24-184

[9] 杨英俊，赵祥模基于出租车运行信息的城市出租车运量投放计划模型[J].中国公路学报，2012，25（5）：120-125

[10] 吴健生，黄力，刘瑜基于手机基站数据的城市交通流量模拟[J].地理学报，2012，67（12）：1657-1665

[11] 邓雪，李家铭，曾浩健层次分析法权重计算方法分析及其应用研究[J].数学实践与知识，2012，42（7）：93-100

[12] 邹海波，吴群琪交通运输方式协调发展的状态评价[J].交通运输工程学报，2007，7（6）：113-118

[13] 文宏间断均衡理论与中国公共政策的演讲逻辑——兰州出租车政策（1982—2012）的变迁考察[J].公共管理学报，2014，11（2）：70-80，142

[14] 荣朝和交通-物流时间价值及其在经济时空分析中的作用[J].经济研究，2011（8）：133-146

[基金项目]本文系安徽理工大学大学生创新创业项目“基于VB环境下水准网平差的程序设计”（项目编号：201610361348）阶段性研究成果。

[作者简介]周倩（1996—），女，河北定州人，测绘工程专业。

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