基于公平性的出租車合乘算法研究

宮熙楨，楊 珍

(長沙理工大學交通運輸工程學院，湖南長沙410004)

自2013年起，霧霾天氣時不時出現在我國的部分城市，給人們的出行帶來了極大的不便.APEC在北京召開期間，北京、天津、河北及山東部分城市采取放假的形式，盡可能避免霧霾天氣(PM2.5嚴重超標)的發生.而就霧霾的成因，據相關研究人員分析，20% ～30%的PM2.5可能是由車輛尾氣導致的.

環境的惡化一次又一次向人們敲響了警鐘，“低碳生活”刻不容緩.而作為公共交通方式之一的出租車，集優勢與弊端于一身而廣受研究人員爭議.例如上海市調查顯示，出租車每日行駛里程中近1/3為空載，不僅浪費資源而且容易引起PM2.5超標.近期上海市更是將出租車劃分在公共交通范圍以外，不禁讓群眾對出租車出行是否屬于低碳出行感到困惑.如果出租車能夠實現合乘，并加以推廣，就可以很好地確定出租車屬于“低碳出行”的行列.

合乘出租車不僅能使出租車“重回”公共交通的行列，與非合乘的出租車相較更為低碳環保，而且結合西方已有合乘經驗的國家的研究發現［1，2］，合乘能夠使合乘人員的出行費用降低，還能提高出租車司機的收入以及解決大型城市“打車難”的問題，因此，為了讓出租車合乘早日得到推廣，本文對出租車合乘的實用性以及可能存在的問題進行研究.

1 合乘模式

作為出行者，選擇出租車作為出行方式一般多為偶發性出行，即非固定線路出行，例如逛街、游玩、訪友等［3－5］，當然也不排除通勤出行人員采用出租車行駛，不過通勤出行人員采用出租車出行一般是由于發生突發狀況而選擇的，例如趕時間或錯過班車等.介于采取出租車出行的人員不是為了追求高效快捷的出行，而是為了解決對目的地不熟悉，難以自行到達的困擾，本文將以偶發性出行為研究對象，分析出租車合乘可能采取的幾種形式.在分析可能存在的合乘模式中，假設以下幾點:

(1)合乘人員出行路網為圖1所示，節點間的距離均為1km，所以可能存在多條最短線路;

圖1 合乘人員出行路網

(2)合乘組共有n組，n∈{2，3}，合乘人員間均為陌生人，不知道其他合乘人員的出行線路和目的地，將1組定義為最先上車的合乘人員，并依次往后，n為最后一組合乘人員;

(3)在合乘中，出租車司機不會采用繞路、圈路等其他不良手段，均以各合乘人員出行最短路為行駛路線;

(4)合乘人員的出發節點與目標節點可相同.

1.1 完全包含模式

該模式為出租車合乘人員的出行線路，一方完全包含在另一方的線路中.

如圖2所示，1組出行線路為9～16，2組出行線路為13～17，該種模式就屬于完全包含模式.

圖2 完全包含模式

1.2 部分重合模式

該模式即合乘人員的出行路線存在部分重合.該種模式又可分為兩種:有折返與無折返.

圖3 部分重合模式

如圖3所示，1組出行線路為9～16，3組出行線路為12～28，4組出行線路為13～19，他們的出行線路有部分重合，1組與2組間出行線路不相沖突，沒有折返路段;而1組與組4出行線路有所沖突，存在折返路段.一般情況下，在合乘中，折返路段小于合成路段.

1.3 無重合線路模式

該模式為合乘者間出行路線完全沒有重合線路.

圖4 無重合線路模式

如圖4所示，1組出行線路為9～16，5組出行線路為18～30.由于兩條出行線路有卻僅有一個交點，所以在合乘中該模式屬于小概率事件，所以不予考慮.

2 影響合乘出租車的因素

雖然合乘出租車有更為低碳、提高出租車司機收入和解決“打車難”等優勢，而且在國內江浙一帶合乘計價器也被應用于出租車中，但對于合乘出租車，人們多少還是有些顧慮，顧慮有以下幾點組成:

(1)理念因素.相對于開放的西方國家，古老的東方古國的人們內斂而含蓄，也正因為此，在合乘出租車問題上，多數人是有抵觸情緒的.一方面傳統思想中的“防人之心”與“人心隔肚皮”等觀念深入人心，為合乘出租車劃下了一條條鴻溝;另一方面，從心理學角度研究發現，人與人之間的間距與他們之間的親密程度呈正比.陌生人間的平均距離為1～1.5m，而間距30～70cm多為朋友間的平均間距.一般合乘者為陌生人，出租車內空間相對狹小，無法滿足陌生人間的平均間距，因而會使人感到拘束、不安甚至引起恐慌.

(2)安全因素.合乘者彼此間若為陌生人，由于理念上的不信任，因而對自身的安全產生懷疑.合乘也確實存在一定的風險，由于對合乘者的不了解，無法得知對方的品行、善惡，對方出行的區域的安全程度等也可能存在安全隱患.

(3)費用因素.出租車出行作為公共交通出行范疇內較為昂貴的一種，其出行費用在一定程度上決定了它的影響范圍.一方面出租車出行費用與出行線路的長度有關，而出租車行業也存在少數為了牟取更高的收益，而故意繞行、圈路等不良經營行為.合乘可能為出租車提供繞行、圈路等行為提供借口.另一方面，合乘的收費方式如果選擇不當，極有可能產生亂收費現象;在沒有合乘計價器的情況下，根據司機個人經驗來收取費用，對于合乘人員來說是不合理的，也是沒有依據的［6］.

3 解決方案

3.1 解放思想，穩抓安全

雖然在社會不斷進步的今天，傳統思想存在部分被弱化，但這種自我保護意識，還是備受社會肯定的.而對于理念因素的研究，很有可能被上升到諸如“人性本善”或是“人性本惡”等哲學問題，但從合乘出租車角度出發，需要解決的其實是由于陌生人之間的間距被打破而產生的心理壓力.如果能夠很好地解決出租車合乘的安全因素，相信對緩解由于被打破間距而產生的心理壓力有所幫助，進而使得更多人接受出租車合乘.

3.2 科技與法律并重，安全與合乘通行

隨著科技的發展，GPS(全球定位系統)、GIS(地理信息系統)、RS(遙感系統)技術有了長足的進步，將3S技術應用到合乘出租車之中就可以很好地對車輛運行線路和司機的行為進行有效監督.出租公司可以通過3S技術對合乘司機的行為加以約束，形成良好的合乘市場秩序;合乘人員可以通過手機等定位終端檢測自己出行路線是否出現偏差，從而保證自身安全.

3.3 合理計算費用，推廣合乘出租

出租車總費用計算一般為起步價C0+每公里單價 ×(行駛公里數S－起步公里數L)+其他費用，而對于以往的合乘也是在總費用的基礎上根據司機個人判斷給予合乘人員一個適當折扣，即

這樣的計算方法無法保證其科學性，而且由于是司機判斷，所以對出租車司機自身一定是有較大利潤的.過往學者提出的以公平性為基準的計費方式，將合乘司機的利潤壓至較低不利于出租車合乘的推廣［8，9］.而且對于可能出現的合乘費用問題，涉及到出租車因不良手段導致的多收費問題和因無法合理計算合乘人員各自的費用導致的亂收費問題.對于不良手段導致的多收費問題可以借助安全問題的解決方法，利用高新科技加以處理.對于亂收費問題，這里提出一種計算收費方法，加以應對.

首先，以公平性為基準的計費方式［10］進行改進，依舊將合乘中的線路分為合乘路段與非合乘路段，分別計費;但對于重合段的計費不再采用人均式，而是以費用分擔率來代替.其次，在對合乘模式分析時，發現合乘過程存在折返現象，雖然折返路段較短，但仍會對合乘人員能造成時間損失，該部分應由出租車司機和該合乘人員一起負責.

Fi為第i組的出租車費用，Ri為第i組的費用分擔率，x為出租車每公里單價，Si為第i組的出行路程，為第i組與第j組的合乘路段，為由于第i組與第j組沖突而導致的折返路段為出租車行駛的平均速度，p為個人價值系數.

以深圳市為例，出租車起步價白天為10元，晚上13元，起步公里為2km，單價白天2.4元/km，夜間3.1元/km，燃油附加費為3元，借助GPS數據測得平均車速約為40km/h，個人價值系數為26.16元/h.

表1 合成部分司機收益比例

由表1知，為保證合乘人員的出行費用較低，也保證司機的利潤可以有所提高，則司機最少收益為大于原來的110%.出租車合乘能夠實現出租車司機部分提高，也是為了使每個合乘人員能夠以較低費用較快速度到達目的地，所以在保證公平與司機收入較為合理的情況下，選擇當組數為2時，R1=R2=60%，當組數為3時，R1=R2=R3=40%.

以圖2結合深圳出租車白天收費為例計算，圖2中，合乘人員費用非別是F1=60% ×10+3×2.4+3=16.2元，F2=60% ×10+3=9元;非合乘費用Ff1=10+3×2.4+3=20.2元，Ff2=10+3=13元.合乘總費用為F=16.2+9=25.2元，非合乘總費用為F=20.2+13=33.2元.

4 結論

從計算結果得出，出租車可以有效地提高出租車司機的收入，也能夠降低合乘人員的出行費用.同時由于變相減少了同時運行的出租車而使得出租車合乘變得更為低碳化，并且對于大城市早晚高峰時期出現的“打車難”現象有所緩解.

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