基于層次分析法的出租車資源配置模型研究

周倩++徐小海++秦汝祥

[摘要]為優化城市出租車資源配置方案，文章使用空駛率、萬人擁有量、里程利用率、車輛滿載率四個指標構建判斷矩陣，并運用幾何平均法定量分析各個指標對出租車“供求匹配”程度的影響程度，得出各個指標權重，最后采用最小二乘法計算得到出租車“供求匹配”程度。研究結果表明：不同城市四個指標權重不同，出租車“供求匹配”程度主要受城市一天中不同時間段運營出租車數量、城市人口數的影響。運用層次分析模型對上海市出租車資源配置情況進行研究，將研究結果與實際情況進行對比來驗證模型的正確性，結果顯示，該模型在城市出租車資源配置研究中具有很好適用性和準確性，為城市分配出租車資源提供可靠依據。

[關鍵詞]供求匹配；層次分析；最小二乘法；指標權重；判斷矩陣

[DOI]1013939/jcnkizgsc201720162

隨著中國經濟的發展，出租車在城市交通中扮演著不可替代的角色，[1]但是，近年中國人口數量的大幅增加使城市出現了出租車資源難以合理配置的現像。目前，在出租車資源配置問題研究方面，國內學者提出多種方法，在對出租車資源配置的研究中采用BP神經網絡對西安市出車資源供求匹配情況進行分析；[2]在成都市出租車運營系統問題及對策研究中，從政策法規、資源配置、信息系統、交通狀況及經營機制等方面分析了造成這一表象的原因；[3]在“互聯網+”時代的出租車資源配置模型中分析了乘客和出租車之間的信息透明度關系，以及補貼方案對供求匹配程度的影響。[4 ]但以上研究主要從價格、服務、政策等方面對某一地域運用綜合評價模型進行研究，這些模型能夠從宏觀上解決某一地域出租車“供求匹配”程度問題，預測結果準確性較低，不能適應于其他城市。本文通過運用層次分析模型計算目標城市的出租車“供求匹配”程度，結合目標城市的四個指標得出目標城市的出租車“供求匹配”程度具體情況，進而得出目標城市的出租車資源配置方案，旨在向相關人員提供決策準則和依據。[5]

1評價指標建立

出租車資源配置情況主要體現在出租車資源“供求匹配”程度，出租車資源“供求匹配”程度主要受出租車有效利用程度、出租車數量、乘客滿意程度的影響，因此，建立空駛率、萬人擁有量、里程利用率、車輛滿載率四個指標衡量出租車資源配置合理程度。

11空駛率

空駛率主要反映運營出租車擁有量是否合理，根據經驗，其值在30%～40%較為合適，公式建立如下：[6]

式（1）中：Py為出租車平均有效行駛里程（萬千米）；T為出租車一天平均營業時間（小時）；V為出租車平均運營車速（千米/小時）；N為出租車總量。

12萬人擁有量

萬人擁有量表示平均每一萬人所占有出租車數，根據經驗，小城市每萬人不少于120輛，大城市每萬人不少于350輛，中等城市可在該范圍取值，其公式建立如下：[7][8][9]

式（2）中：M為城市人口數（萬人）。

13里程利用率J

里程利用率反映出租車載客效率，表示平均每公里運營里程，與空駛率是相對的，一般里程利用率控制在50%～60%最為合適，其公式建立如下：

式（3）中：b為營業里程（公里）；c為行駛總里程（公里）。

14出租車滿載率L

出租車滿載率是通過在幾個具有代表性的地點選取長期觀測點，記錄單位時間內通過載有乘客的出租車數量占總通過出租車數量的比值，[10]經驗表明，70%相當于出租車滿載率的一個臨界點，其公式建立為：

式（4）中：e為載客車輛數；f為總通過車輛數。

2層次分析模型

21模型建立

空駛率、萬人擁有量、里程利用率、出租車滿載率四個指標分別不同程度地衡量了城市出租車資源供求情況，為了綜合分析城市出租車“供求匹配”程度，利用四個指標構建一個層次分析結構，層次模型分為三層，最高為目標層，即出租車“供求匹配”程度；中間層為準則層，即指標權重，最低為準則方案層，即四個指標，如下圖所示。

22權重計算

層次分析結構定性地反映出方案層各指標與目標層的關系，為了定量對各指標進行分析，對四個指標進行權重分析，利用層次分析法[11]中的幾何平均法計算空駛率、萬人擁有量、里程利用率、出租車滿載率四個指標在目標層中所占權重分別為W1、W2、W3、W4，建立計算公式如下：

23模型求解

經過上述分析，利用式（5）和式（6）計算出每個指標在目標層中所占權重Wi，用最小二乘法原理，建立目標函數，求租車“供求匹配”程度Z，即

將各個權重值代入式（7），即可算出城市的出租車“供求匹配”程度。根據對中國多個城市檢驗分析得：一線城市Z的標準值為150，二線城市Z的標準值為135，三線城市Z的標準值為110，若Z值低于標準值，則應先調整四個指標中權重較大的指標，根據式（1）至式（4）計算各個指標確定值，確定指標調整范圍和大小，再依次調整其他指標，使調整過后出租車“供求匹配”程度達到最優。[12][13]

3模型檢驗

上海市是中國一線城市，其交通發達，出租車系統龐大，以上海為例研究上海的出租車資源配置情況具有一定的代表性，故以上海為目標城市，運用上述模型對其出租車資源“供求匹配”程度進行分析（以下數據來源于中國數據統計年鑒）。

31指標的分析

為了計算上海一天不同時段的平均空駛率，對上海2013年出租車行駛里程統計數據進行整理總結，上海出租車平均一個運營日不同時段空駛率如表2所示，其中空駛里程和行駛里程指的是平均每輛車行駛里程。

由表2可知，在6～21時間段出租車空駛率較小，說明出租車資源利用率較高，反映了白天出租車資源的“供求匹配”程度基本符合理論要求；而0～3、3～6這兩個時間段的空駛率超過60%，空駛率較大，表明在這兩個時間段出租車資源分配過多，應當適當減小出車量，這與實際問題也是相符的。

2013年年末，上海總計人數2500萬人，運營出租車506萬，萬人擁有量為494輛，遠遠滿足出租車資源分配，但存在出租車資源浪費的問題。以2013年上海出租車運營里程統計數據計算上海出租車平均一個運營日不同時段里程利用率，以平均每輛車在不同時間段內的數據為標準經過處理后的數據如表3所示。

由表3可知，在6～21時段里程利用率分布在50%～60%，并且6～9、12～15、18～21三個時段的里程利用率最大，表明車輛行駛中載客比例高，乘客打車等待時間相對較長，反映了供求關系比例緊張；0～3、3～6兩個時間段的里程利用率最小，反映乘客打車方便的同時經營者的經濟效益降低，這與實際情況基本相符。

以2013年上海出租車滿載客車輛統計數據計算上海平均一個運營日不同時段出租車滿載率，經過處理后的數據如表4所示。

由表4可知，在6～21時段出租車滿載率較大，出租車滿載率在70%左右，而運力與運量的適當平衡可以由通過控制出租車滿載率來實現，70%便相當于一個臨界點，0～6、21～24時間段出租車滿載率遠低于該臨界點，則應適當降低出租車運力；而6～9、12～15、18～21三個時段的出租車滿載率接近70%，基本滿足運力與運量的平衡關系；通過稍微調節出租車運力來保持運力與運量的平衡，低于臨界點時，則應適當降低出租車運力；反之，則應適當增加出租車運力，提高服務質量。

32指標權重的計算

根據上海出租車分配情況，得出空駛率、萬人擁有量、里程利用率、車輛滿載率四個指標的比較判斷矩陣A：

由此可見，可看出上海出租車空駛率（W1）和萬人擁有量（W2）對出租車“供求匹配”程度影響最大，另外是里程利用率（W3），影響最小的是出租車滿載率（W4）。

33出租車“供求匹配”程度的計算

將權重Wj代入式（7）得出上海出租車“供求匹配”程度Z=1418，比較接近標準值150，但出租車資源分配不夠合理，存在一定的資源浪費，供求不夠平衡，應當采取措施提高出租車利用率。

根據單指標計算結果可知：上海出租車資源分配過多，供過于求，里程利用率較大，市民打車等待時間比較長，求與供的關系緊張；出租車滿載率較低，上海相關機構應適當降低出租車運力，在晚上適當減少，傍晚和中午適當增加運營出租車數，適當擴大出租車運營范圍，充分調配與利用現有資源。

4結論

第一，通過影響城市出租車“供求匹配”程度的因素建立四個指標，運用層次分析模型，在一線城市中，出租車“供求匹配”程度主要受空駛率、萬人擁有量影響，指標權重高達15，與實際情況相符，為層次分析模型的準確性校核提供了強有力的依據。層次分析模型具有較高的準確性。[14]

第二，利用判斷矩陣公式，可以對不同的城市根據目標城市具體情況建立判斷矩陣，使得層次分析模型適用于不同的城市，其適用性能滿足中國城市復雜情況，同時更加提高了分析結果的準確性。

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[基金項目]本文系安徽理工大學大學生創新創業項目“基于VB環境下水準網平差的程序設計”（項目編號：201610361348）階段性研究成果。

[作者簡介]周倩（1996—），女，河北定州人，測繪工程專業。