基于灰色預(yù)測和GMDH模型對共享單車市場的定量分析

王 婷 朱 磊

（1.安徽財經(jīng)大學(xué)金融學(xué)院 安徽 蚌埠 233030；2.安徽財經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院 安徽 蚌埠 233030）

0.引言

隨著我國進(jìn)入全民移動互聯(lián)網(wǎng)時代，共享單車具有便捷、便宜和靈活的特點，讓短途出行更加方便，在一定程度上解決了嘀嘀打車和Uber等互聯(lián)網(wǎng)加出租車共享經(jīng)濟(jì)遺留下來的“最后一公里”問題。而且，共享單車的形式貼近了“節(jié)能減排，綠色出行”的主題，不管是對環(huán)境的保護(hù)方面，還是人們的健康方面都起了很好的積極作用。因此通過構(gòu)建灰色預(yù)測和GMDH模型，對共享單車市場的現(xiàn)狀進(jìn)行研究[1]。

1.模型的假設(shè)

為了便于解決問題，提出以下假設(shè)：⑴假設(shè)使用共享單車的用戶數(shù)量不因天氣、節(jié)日等情況改變；⑵假設(shè)共享單車用戶月使用單車頻率不變；⑶假設(shè)搜集的數(shù)據(jù)具有真實性。

2.共享單車市場需求預(yù)測

2.1 研究思路

共享單車作為共享經(jīng)濟(jì)的新模式，逐漸改變?nèi)藗內(nèi)粘５纳罘绞剑覀兺ㄟ^比達(dá)咨詢搜集數(shù)據(jù)，得到共享單車的月用戶量即其相對應(yīng)的共享單車的投放量，月活躍用戶數(shù)，即市場的總需求，進(jìn)而進(jìn)行灰色預(yù)測[3]，見下表 1。

表1 共享單車用戶量和活躍度

2.2 研究方法

運用MATLAB[4]軟件編程，得到用戶活躍量預(yù)測的公式：

得到數(shù)列的級比λ(k)=(1.0239,0.8067,0.7584,0.7905)

得到級比的范圍為λ(k)∈[0.7584,1.0239]之內(nèi)，所以可以用GM（1,1）模型借用MATLAB程序進(jìn)行預(yù)測，計算出后2017年3月后四個月的活躍用戶數(shù)量。后4月的預(yù)測結(jié)果見表2。

表2 活躍度

預(yù)測得到近2016年11月到2017年8月9個月的單車月活躍用戶數(shù)的增長趨勢，如圖1所示。

圖1 共享單車活躍量

分析近9個月的單車月活躍用戶數(shù)趨勢圖可知，全國共享單車用戶數(shù)在過去的5個 月中不斷增加，未來仍然有增加的趨勢。

共享單車到2017年為止在全國投放量約為t，綜合考慮每輛共享單車使用頻率約為f。故共享單車在投放總量上依然無法滿足人們的日常需求，所占市場 k

已知 xt=1382.30（萬人），查找資料顯示 f=4，s=200（萬量），得到k=57.9%由此可見，隨著月活躍用戶數(shù)量的增加，共享單車依然存在市場而沒有達(dá)到飽和的狀態(tài)。并進(jìn)行了殘差合格檢驗，得到2016年11月、2016年12月、2017年1月、2017年2月、2017年 3月的相對誤差值為 0.00、0.02、0.01、0.02、0.01，相對誤差△<0.4，得到的預(yù)測數(shù)據(jù)符合誤差檢驗?zāi)Ｐ停玫降念A(yù)測數(shù)據(jù)合理可以進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。

3.基于GMDH模型的核心競爭力評價指標(biāo)體系

3.1 研究思路

共享單車是“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的創(chuàng)新產(chǎn)物，目前活躍于國內(nèi)的共享單車品牌主要有ofo、摩拜、永安行、小鳴單車等。通過對每種單車硬件、軟件、投放量等要素分析，找出刻畫它們的核心競爭力的全面且合理的指標(biāo)[5]。

3.2 數(shù)據(jù)處理

通過在互聯(lián)網(wǎng)上查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，整理得到ofo、摩拜、永安行、小鳴單車、永安行單車、哈羅單車、優(yōu)拜單車和由你單車、快兔單車、騎唄單車和小鹿單車這11個指標(biāo)值見我們從單車硬件實力，軟件實力和投放量3個方面分別建立模型來分析他們對共享單車市的競爭力影響。

單車硬件：單車重量、車鎖類型、使用舒適度這3個指標(biāo)分別為變量 A1,A2…A5

單車軟件：單車押金、收費標(biāo)準(zhǔn)、APP下載量B1,B2,B3

單車投放量：投放城市數(shù)量、投放量C1，C2

3.3 研究方法

通過SPSS得到 ofo、摩拜、永安行、小鳴單車、永安行單車、哈羅單車、優(yōu)拜單車、由你單車、快兔單車、騎唄單車和小鹿單車這11個單車品牌分別為v1,v2,…v11。

表3 平均聯(lián)接

按照90%的相似度分類，11種共享單車品牌可分為以下5類：

由高到底的排序是：C1,C2,C3。

我們設(shè)輸出值Y（初步設(shè)定的市場競爭力相對值，滿值為1）分別為：0.9，0.7，0.3，這些Y值將作為GMDH[6]方法對單車市場品牌競爭力體系的分析中模型建立的輸出值。

若系統(tǒng)有m個輸入變量X1,X2,X3…Xm；輸出為Y。GMDH 的目的就是要建立起輸入與輸出的關(guān)系，該模型一般為復(fù)雜非線性模型。

這個最終模型稱為系統(tǒng)的完全實現(xiàn)。

一種最簡單建立模型方法就是f的形式已知，系數(shù)待定，我們可以通過非線性參 數(shù)估計去確定模型。但是f的形式往往復(fù)雜未知。解決的方法之一就是用volterra級數(shù)展開的多項式去逼近f：

這樣的多項式隨著次數(shù)和變量個數(shù)的增加，其項數(shù)也急劇增加，因而很難確定。然而這個方法很好地解決了這一問題，它允許參加計算的變量個數(shù)多，而且多項式也不復(fù)雜。其原理就是為了得到最終的完全實現(xiàn)，可先分層考慮一系列的“部分實現(xiàn)”。所謂部分實現(xiàn)就是由任意兩個輸入變量構(gòu)成的二元二次完全多項式函數(shù)YK=G(Xi,Yj)。該函數(shù)可用輸入輸出的數(shù)據(jù)確定。

通過最小二乘法使均方誤差最小來確定系數(shù)0,1,2,3,4,5。在第一層用輸入輸出數(shù)據(jù)得到各個部分實現(xiàn)，將留下的好的部分實現(xiàn)（通過某種外補充準(zhǔn)則）作為下一層部分實現(xiàn)的輸入，作為第二層的部分實現(xiàn) Z1=G(Y1,Y2),Z2=G(Y2,Y3),···，這樣每層都通過一定的外補充原則保留部分好的實現(xiàn)，舍去一部分壞的實現(xiàn)，一層層地進(jìn)行下去，直到找到近似程度滿意的部分實現(xiàn)為止，而最后這個部分實現(xiàn)就是所求的完全實現(xiàn)。

3.4 求解與分析

根據(jù)建立的GMDH模型，將三個方面的指標(biāo)作為輸入變量代入到模型，以AC聚類 得到的Y值作為輸出變量，用Knowledge miner軟件分別建立關(guān)于A、B、C三個方面的因素共享單車品牌競爭力的輸入輸出模型。得到表。

表4 競爭力排名情況

根據(jù)表格的內(nèi)容可以知道ofo和摩拜單車無論在競爭力排名和聚類劃分上都是勢均力敵的狀態(tài)，下面主要分析兩個品牌的競爭情況，都在用戶使用單車的舒適度和線上的APP下載量都有著領(lǐng)跑其他品牌的競爭優(yōu)勢，而ofo在單車的市場投放量上有著較強的競爭優(yōu)勢，膜拜單車對于用戶的體驗和硬件方面都有著不錯的表現(xiàn)，價格上更加讓大家容易接受，其他單車有著不同的體驗感，哈羅單車在收費方面即優(yōu)勢優(yōu)勢明顯，其他品牌也有其他方面的優(yōu)勢，永安行的投放城市有數(shù)量在所調(diào)查的品牌中的優(yōu)勢最為明顯，打下了能夠擴大市場規(guī)模的一個基礎(chǔ)。

綜合上述兩個模型可以得到未來的共享單車市場是由ofo和摩拜單車兩大品牌暫時控制，由于兩個品牌的線上和對于用戶的體驗做出努力而得到的優(yōu)勢，將在以后的一段時間內(nèi)領(lǐng)跑者一市場。而對于永安行和其他類似的共享單車品牌，如果能夠在用戶體驗度和市場的開發(fā)方面能夠做到像ofo和摩拜單車方面擴大優(yōu)勢的情況下，憑借永安行的投放城市數(shù)量指標(biāo)的這一優(yōu)越性，打開新的一種形式的發(fā)展空間也是有可能的，所以綜合兩個不同優(yōu)勢的兩個類型的品牌，將在一段時間占領(lǐng)市場的是摩拜單車和ofo兩個品牌，二對于永安行和其他單車品牌如果在客戶體驗和線下和線上的APP著重進(jìn)行投資的情況下，針對不同的人群開發(fā)屬于自己的品牌特色，在市場才能夠不被淘汰，ofo和摩拜單車應(yīng)該發(fā)揮自己的線上和投放優(yōu)勢去建立線下的市場，擴大投放城市數(shù)量合理安排資源，以便于自己的品牌不被后來品牌所淘汰。

4.共享單車對學(xué)生出行的緩解程度分析

4.1 研究思路

通過查詢統(tǒng)計數(shù)據(jù)，了解到學(xué)生對于哪種出行方式意愿性更強，其次，我們建立路程—時間模型，將學(xué)生出行難的問題定量分析，共享單車在一定程度上緩解了學(xué)生們的出行壓力。

4.2 研究方法

通過相關(guān)查閱資料，我們得知公交車、步行和共享單車的平均速度分別為v1=40km/h,v2=5km/h,v3=18km/h，設(shè)公交車在行駛途中每2km候車和停靠站時間為ξ=10min。

①在校外短途的情況下，一個學(xué)生前往一個目的地，距離為s=2km。共享自行車比乘坐公交車節(jié)約時間，節(jié)約時間為：

②在校內(nèi)的情況下，一個學(xué)生前往一個目的地，距離為s。共享自行車比步行節(jié)約時間，節(jié)約時間為:

代入數(shù)據(jù)得到，選擇共享單車節(jié)約的時間分別為：t1=0.1056h,t2=0.2889h。

5.結(jié)束語

采用定量定性并存的方法綜合分析共享單車市場各品牌競爭優(yōu)勢以及共享單車這一新型出行方式對學(xué)生出行難的問題的緩解程度。目前市場上單車投放量，分析得出單車市場未來的需求空間還是很大，未達(dá)到飽和,因此對于單車市場的投放還是保持著樂觀的態(tài)度。相對于步行和公交車而言，節(jié)約的時間分別為：t1=0.1056h,t2=0.2889h,由此可以看出共享單車這一新型模式對學(xué) 生出行有著緩解作用。