基于gps數(shù)據(jù)的出租車補(bǔ)貼方案研究

基于gps數(shù)據(jù)的出租車補(bǔ)貼方案研究

0出租車合理規(guī)模的相關(guān)研究隨著網(wǎng)絡(luò)向中國的普及，公共交通軟件服務(wù)平臺在移動互聯(lián)網(wǎng)上迅速發(fā)展?？紤]到中國許多城市出租車的不同需求和出租車的難度，以及出租車的不足，制定合理的出租車規(guī)模研究對完善城市出租車資源配置非常重要。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，關(guān)于出租車運(yùn)營和補(bǔ)貼的描述很多。例如，1972年，德洛伊提出了出租車市場的集體模型。1乘客的乘客概率和當(dāng)前時間的空虛率1.1城市時間空駛率定義1假設(shè)出租車一天的實際載客時間為X,空駛時間為Y,運(yùn)營時間為Z=X+Y,則時間空駛率為根據(jù)文獻(xiàn)[4],城市時間空駛率的最佳理想指標(biāo)是0.3到0.4.下文將對空駛率進(jìn)行如下分類(見表1):1.2空駛率和發(fā)送率的日變化假設(shè)出租車的行駛是隨機(jī)的,車輛到達(dá)服從泊松分布.根據(jù)文獻(xiàn)[1],乘客等候的T分鐘內(nèi)到達(dá)y輛車的概率P其中,l以深圳濱海大道為例,容易得到所選特征路段L的長度為9.5公里.假設(shè)乘客等候時間為10min,將一天劃分為24小時.通過對2011年深圳市出租車GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,使用matlab軟件篩選出每個時間段出租車運(yùn)行的次數(shù),計算每個時間段出租車的時間空駛率和出租車運(yùn)行的平均速度.可以得到在乘客等候的時間內(nèi)打到車的概率結(jié)果,如圖1所示.從圖可以看出,該路段一天中的早上7:00至9:00,以及晚上17:00至19:00的出租車時間空駛率和乘客打到車的概率都比較低,這符合正常人們的作息規(guī)律,可見該數(shù)據(jù)是合理的.同時,空駛率與打車概率基本是服從正相關(guān)的關(guān)系,于是下文將不再討論打車的概率,而是通過研究空駛率來研究補(bǔ)貼是否有助于緩解打車難.2公共汽車補(bǔ)貼模型2.1出租車供需模型根據(jù)文獻(xiàn)[5],我們將出租車乘客需求量定義為乘坐出租車的居民或流動人口的發(fā)生量.在城市交通規(guī)劃中,城市居民和流動人口的出行、基層居民的收入、交通方式性價比均影響著出租車乘客需求量.因此,可以獲得如下的出租車供需模型:式中,Q代表乘客日需求量(單位:人次);Q乘客單次乘車費(fèi)用J(單位:元)為:式中,l是單次乘車?yán)锍?單位:千米)。出租車固定客流日需求量Q式中,K表示城市常住人口數(shù);Dt(t∈[1,24])表示乘客在第t小時內(nèi)出行平均次數(shù)(單位:人次/人);h出租車變動客流日需求量Q式中,A是家庭日均乘車次數(shù);M2.2乘客補(bǔ)貼模型滴滴打車和快的打車在上線之日起一直都執(zhí)行給司機(jī)補(bǔ)貼和乘客補(bǔ)貼的政策.這個政策除了可以提高它們各自的市場占有率,還可以在一定程度上提高市民選擇出租車出行的概率.2014年開始,嘀嘀打車和快的打車對新乘客返現(xiàn)10-15元,新司機(jī)首單立獎50元,而且每單都有補(bǔ)貼十塊.目前兩大打車軟件紛紛將針對乘客的補(bǔ)貼降至3元/單,對司機(jī)端的補(bǔ)貼,嘀嘀是5元/單,快的4元/單,它們的補(bǔ)貼方式從軟件上線開始直到今日,基本都是固定的金額.對乘客的補(bǔ)貼等價于是降低了乘客的乘車費(fèi)用,于是可以得到如下的乘客補(bǔ)貼模型:式中的S表示固定補(bǔ)貼的金額(單位:元).理論上,將上述模型中的變量都假設(shè)為連續(xù)的,根據(jù)數(shù)學(xué)分析中偏導(dǎo)數(shù)的性質(zhì),可以得到如下結(jié)論:結(jié)果表明,在出租車供應(yīng)量P3出租車補(bǔ)貼模型的構(gòu)建和求解3.1出租車單次補(bǔ)貼模型根據(jù)文獻(xiàn)[6],在實行對出租車進(jìn)行補(bǔ)貼的情況下,出租車運(yùn)營利潤是受到經(jīng)營收入、出租車運(yùn)營總成本以及補(bǔ)貼費(fèi)用的影響.于是,數(shù)理統(tǒng)計中數(shù)學(xué)期望的定義,將空駛率類比概率,可以建立如下固定金額出租車單次補(bǔ)貼模型:式中,C表示出租車單次出行的成本;R表示出租車單次出行的利潤;H若出租車要出車,則利潤必須滿足條件:R≥0.考慮當(dāng)收支平衡時,即R=0時,按照“滴滴打車”或“快的打車”的固定補(bǔ)貼金額,S=5,l根據(jù)表2,當(dāng)S固定時,空駛率與載客里程成正相關(guān).即表明載客里程較大時,所給固定補(bǔ)貼不能滿足司機(jī)從而導(dǎo)致空駛率較大,即出租車司機(jī)更愿意選擇近距離的乘客而不是遠(yuǎn)距離.基于這樣的情況可知,出租車每出行一次補(bǔ)貼固定金額的補(bǔ)貼方案并不能解決“打車難”問題.3.2單單出租車補(bǔ)貼的原則根據(jù)經(jīng)驗,要緩解“打車難”問題,對出租車的補(bǔ)貼至少應(yīng)該包含如下兩個方面:(1)下單乘客與接單出租車距離的調(diào)度補(bǔ)貼S(2)道路服務(wù)水平的不同和乘客打車距離的長短給出租車的補(bǔ)貼S3.2.1推廣推廣設(shè)l3.2.2交通總有效率定義2道路服務(wù)水平是指衡量交通流運(yùn)行狀況的一種質(zhì)量指標(biāo),服務(wù)水平的等級可以反映路段交通流特征,以汽車在該道路的運(yùn)行速度為標(biāo)準(zhǔn)劃分等級.參照美國的道路服務(wù)水平等級劃分,將我國的道路服務(wù)水平一級服務(wù)水平:道路交通量較少,車頭距離比較大,道路利用率較低;二級服務(wù)水平:道路交通流比較穩(wěn)定,基本不會出現(xiàn)道路阻塞現(xiàn)象,道路利用率中等;三級服務(wù)水平:車輛行駛比較擁擠,而且運(yùn)行不穩(wěn)定,車流量稍微增加就會造成交通擁堵,車道利用率比較高;四級服務(wù)水平:通常處于跟車狀態(tài),行駛車輛間相互干擾十分嚴(yán)重,此種情況一般發(fā)生在早晚上下班高峰期或者道路十分擁擠的路段.因此,假設(shè)速度低于30km/h,乘客會選擇下車.通過測路段車輛的平均行駛速度,根據(jù)道路水平分類,可以確定路段的服務(wù)水平.由于一、二級服務(wù)水平的道路交通流較穩(wěn)定,故只對三、四級服務(wù)水平的道路進(jìn)行補(bǔ)貼.將三級典型自由流速度55km/h作為交通穩(wěn)定下的平均速度,l式中,a為固定補(bǔ)貼的金額;γ為百分比,表示補(bǔ)貼占打車費(fèi)用的比率,If(v)為特征函數(shù),平均速度介于30km/h-55kn/h則補(bǔ)貼,高于這個速度則不補(bǔ)貼,低于這個速度則假設(shè)乘客會下車.其他參數(shù)同上.3.3.3出行指標(biāo)檢測因此,根據(jù)上面的結(jié)論,可以獲得如下非固定金額出租車補(bǔ)貼模型在R=0的條件下,假設(shè)β=0.6,γ=0.2.同時根據(jù)附表的出行指標(biāo),可以得到空駛率,載客距離和出租車運(yùn)行速度之間的關(guān)系圖:從圖2中,可以看到曲面逐漸趨于平緩,并且計算出租車的平均運(yùn)行速度為v=50km/h,空駛率的變異系數(shù)為0.1517(數(shù)據(jù)為表5),即表明在指定調(diào)度里程和不定額補(bǔ)貼下,空駛率受載客里程和速度的影響較小,空駛率相對穩(wěn)定.因此,出租車每出行一次進(jìn)行不固定金額補(bǔ)貼的補(bǔ)貼方案能夠緩解“打車難”問題.4基于最優(yōu)路徑的調(diào)度誤差評價如今,大數(shù)據(jù)時代興起,使得軟件服務(wù)平臺的開發(fā)更加離不開互聯(lián)網(wǎng)。隨著浮動車采集技術(shù)日益成熟,利用在出租車或手機(jī)上加載GPS終端對出租車的實時運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集成為可能。在確定了乘客上車起點以及目的地的情況下,可以通過GPS服務(wù)端獲取出租車與乘客上車地點的距離、多條載客路線以及當(dāng)前路況。先計算調(diào)度里程補(bǔ)貼,接著,根據(jù)道路水平分類,已知各個等級對應(yīng)的路段自由流速度范圍,對各類路況設(shè)置權(quán)重,故有:設(shè)載客路線由m個路段組成,則路線權(quán)重W:模仿Floyd算法,求出權(quán)重最大的路線為最優(yōu)路線。出租車從第一個路段起點出車,在到達(dá)下一個路段起點時,可以獲取出租車在第一個路段的載客里程及時間,計算該路段出租車平均載客速度,給出相應(yīng)的補(bǔ)貼金額。依此類推,最后將m條路段所得的補(bǔ)貼金額累加,得到出租車單次出行中載客里程所得補(bǔ)貼,即:綜上所述,打車軟件服務(wù)平臺的統(tǒng)計出租車補(bǔ)貼功能的后臺運(yùn)行流程為:Step1:獲取乘客上車