“互聯網+”時代下出租車運價結構優化調整研究

李娟，靳文舟，裴明陽

（華南理工大學土木與交通學院，廣東廣州 510640）

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“互聯網+”時代下出租車運價結構優化調整研究

李娟，靳文舟，裴明陽

（華南理工大學土木與交通學院，廣東廣州 510640）

摘要：在互聯網、智能交通技術普及應用和挖據交通大數據盛行的背景下，就出租車運價結構優化調整提出新研究思路，即利用出租車全球定位系統（GPS）運營軌跡大數據，結合出租車運營平衡模型，提出構建“區域差異化”返空費收取模式和“實現供給空間均衡分布”的低速行駛費收取標準研究方法；在此基礎上，給出綜合考慮駕駛員收入波動、乘客出行成本和乘客接受意愿三因素完善出租車運價結構的優化思路，為城市交通管理部門科學、合理制定出租車運價結構提供依據。

關鍵詞：公路交通；出租車運價結構；時空分布；返空費；低速行駛費

在“互聯網+”的趨勢下，滴滴、Uber等網絡預約出租車快速強行進入出租車市場，傳統出租車行業運營受到嚴重威脅。隨著智能交通技術的發展，位置感知設備如智能手機和車載全球定位系統（GPS）等的普及范圍越來越廣，交通出行越來越智能化。此外，通過交通大數據挖掘信息，掌握交通運行規律和居民出行特征逐漸成為研究熱點。基于這樣的背景環境，有必要重新調整和優化傳統出租車運價結構，以適應市場和社會經濟的發展。

1　出租車運價結構現狀及新形勢分析

1.1出租車運價結構現狀

城市出租車完整的運價結構包括起步價、公里價、低速行駛費、返空費、夜間附加收費、行李費和過路過橋費等。傳統出租車運價結構一開始僅設置起步價、里程價，隨著城市區域范圍的逐漸擴大，加上土地性質不均衡及城市交通擁堵加劇，出租車長途返空費、低速行駛費及夜間附加費應運而生。自《中華人民共和國價格法》頒布實施以來，出租車運價就納入了政府定價目錄，采用政府制定價格的方式。隨著網絡預約出租車侵入傳統出租車市場，推動出租車行業發生變革。但就目前出租車行業發展形勢而言，傳統出租車行業仍有必要實行政府制定價格的機制。廣州、上海、深圳和北京等一、二線城市出租車運價結構較為完善，但在邯鄲、邢臺等部分中小城市，出租車運價結構未包含長途返空費、夜間附加費、低速行駛費等收費項目。出租車運價結構和水平嚴重影響出租車服務水平，影響整個出租車行業的穩定性，有必要科學優化、完善出租車運價結構。

1.2網絡預約出租車和專車的挑戰

“互聯網+”的背景下，新型交通被催生出來，傳統交通模式也在不斷改變。在出租車行業，滴滴、Uber等網絡預約出租車和專車以移動互聯網為平臺，提供雙方信息確定化的載客營運服務，既降低了車輛空駛率，也減少了乘客候車等待時間，改善了傳統出租車打車難的問題。網絡預約出租車和專車強行進入出租車服務市場，對傳統出租車行業的穩定性造成威脅，也給政府部門的管理帶來困擾。

網絡預約出租車和專車采用動態定價的方式收取車費。如Uber專車制定了一套動態的“峰時定價”方法，即根據公司的算法、道路交通狀況實時監控情況、GPS行駛軌跡計算得到車輛行程時間，進而計算得到載客費用，并且根據載客需求的分布、天氣狀況等因素進行調整。在國家和地方政府未出臺相關規定的情況下，網絡預約出租車和專車的定價由市場決定。

1.3智能交通新技術的普及應用

未來交通系統的發展方向必定是智能化，采用先進的傳感技術、控制技術、計算機技術、信息技術、通信技術和系統綜合技術科學配合和使用，實現交通實時、高效、安全、準確和節能發展。智能交通將在交通信息服務、集裝箱運輸、交通運行監管、電子收費、營運車輛動態監管等方面規模化應用。就出租車行業而言，越來越多的城市通過在出租車上安裝GPS高級智能車載終點、設置電子圍欄，利用GPS定位和軌跡實現對出租車行業的監管。此外，美國紐約在出租車上安裝智能GPS車載終端，通過GPS定位和運行軌跡計算費用，替代了傳統的計費模式。由此看來，未來交通逐漸具備實時性、動態性屬性，相關的配套智能交通技術也將逐漸推廣應用于出租車市場，實現出租車運營智能化。

1.4挖掘交通大數據的熱度驟升

隨著互聯網和智能技術的發展，人類社會進入數據時代。交通領域也發生翻天覆地的變化，通過位置感應設備（手機和車載GPS）及信息通信技術等智能交通技術，采集到規模巨大的車輛軌跡和居民出行數據，這些數據潛藏著無窮的信息和價值。通過交通大數據挖掘信息，可掌握交通工具運行規律和居民出行特征，動態感知道路交通實時運行狀態及規律，從而尋求解決交通擁堵等問題的措施。交通大數據信息挖掘和利用日漸成為地理信息系統（GIS）、行為地理學、智能交通系統（ITS）、城市規劃新技術等領域的研究熱點。依據挖掘出租車GPS軌跡大數據的相關信息制定出租車運價也必將適應時代的潮流。

2　出租車運價結構問題分析

2.1部分城市出租車運價結構不合理

隨著城市區域的逐漸擴張，城市道路交通擁堵日益嚴重，出租車行業存在較多的拒載、議價和挑客等現象，城市打車難問題突出。除了相關管理部門監管力度缺乏外，造成這些現象的主要原因是出租車運價結構不夠合理。廣州、深圳、北京、上海等一、二線城市出租車運價結構較為完整，但設置的長途返空費和低速行駛費標準并不能完全起到通過經濟手段調節駕駛員運營行為，實現駕駛員愿意搭載長途乘客、高峰時段愿意在交通擁堵區域載客等，解決打車難問題的目的。而國內部分中小城市單一落后的出租車運價結構更是與社會經濟和交通發展難以匹配，導致出租車議價、拒載和高峰挑客等現象，嚴重影響城市出租車行業的穩定發展及城市形象。對于出租車行業運營服務水平較低、乘客投訴現象嚴重的城市，有必要進一步優化、完善出租車運價結構和水平。

2.2返空費收取方式屢遭質疑

返空費又稱回空費或空駛費。全國很多城市出租車行業都已開始向乘客收取返空費。按國家發改委和物價局的有關規定，出租車單程運營15 km以上，另行收取50%返空費。但在很多城市，返空費收取方式遭到了質疑。返空費的設置目的是彌補駕駛員在完成長途載客后進入出租車需求密度較低的區域，經過較長時間的空駛巡游才能再次進入載客狀態而出現盈利較小甚至虧損的現象。然而僅從載客距離長度為界定收取返空費與否的唯一標準存在極大的不合理性。以下兩種會收取返空費的情形按理不應該收取返空費：1）從需求密集區抵達需求密集區；2）從任何區域低達機場、火車站等交通樞紐。在智能交通和互聯網高速發展的背景下，有必要對返空費的收費模式和標準作進一步探討，以合理解決這一問題。

2.3低速行駛費制定缺乏科學方法

近幾年來，城市道路交通擁堵狀況日益嚴峻，且呈現城市范圍擴大的趨勢。高峰時期道路擁堵嚴重影響了出租車的運營收益。不收取和收取較低的低速行駛費，無法彌補低速行駛給駕駛員帶來的經濟損失。單位時間收益過低或沒有收益時，駕駛員通常會選擇高峰時段交接班，不進入交通擁堵區域或直接停止運營，造成交通需求旺盛區域在高峰時段難以打到出租車。低速行駛費過高，會造成乘客出行成本過高而導致社會輿論壓力過重，且在獲利空間較大的高峰時段駕駛員集中出車，會帶來更嚴重的交通擁堵。就目前來看，相關政府部門在制定低速行駛費標準時缺乏合理、科學的依據，國家的相關規定僅對低速行駛費的速度提出了要求，從而導致部分城市收取低速行駛費后所達到的效果并不理想，高峰時期打車難、拒載等現象仍屢見不鮮。因此，有必要對低速行駛費收取標準作進一步探討。

3　出租車運價結構優化思路

為解決上述問題，以出租車GPS車載設備生成的大量軌跡數據作為研究基礎，提出建立“區域差異化”返空費收取模式和“實現供給時空均衡分布”的低速行駛費收取標準的方法及綜合考慮駕駛員收入波動、乘客出行成本和乘客接受意愿三因素完善出租車運價結構的優化思路。

3.1建立“區域差異化”返空費收取模式

返空費是對駕駛員運營風險的一種補償。行駛距離增加，離開需求密集區到達需求稀疏地區的風險將會增大，則回程空載的可能性會增大。但實際運營過程中，并不是所有長途載客運營的回程都空載，這也是現行返空費收取方式的不合理之處。為此，提出“區域差異化”返空費收取模式（見圖1）。

3.1.1分等級劃分交通小區

依據信息中心提供的GPS運營軌跡大數據，利用ArcGIS軟件，得到城市出租車歷史營運上車點和下車點熱度分布情況（見圖2）。依據上車點熱度分布情況，采用K-Means聚類算法和泰森多邊法，依據交通小區時空需求分布密集程度（即單位時間載客次數水平），將研究區域劃分為多個交通小區，具體數量根據城市面積確定。然后將交通小區劃分為密集、普通、稀疏、極度稀疏4個等級，分別對應的小區集合為S1、S2、S3、S4。載客抵達不同等級交通小區的返空費收取標準有所差異，可設定3個等級的返空費標準（見表1）。

圖1　“差異化”返空費收取模式研究方法

圖2　海口市出租車上、下車點熱度分布

表1　“區域差異化”返空費收取模式

3.1.2利用概率模型計算空駛搜索成本

引入駕駛員空駛搜索概率模型，計算駕駛員抵達不同等級交通小區后空駛搜索載客成本。參考現有研究成果，出租車駕駛員的出租車空駛搜索行為可使用效用函數來描述。考慮到駕駛者對效用值估計的偏差存在差異，構造效用函數如下：

式中：Uji為達到交通小區j與目標交通小區i的效用函數值；θ和μ為模型參數，θ反映不同駕駛員在乘客需求分布、行駛時間及其他出租車運行狀態的認知存在差異，μ為將研究區域出行需求對效用值的影響轉化為出行時間對效用值影響的轉換系數，兩者根據調查數據標定；tji為達到交通小區j與目標交通小區i之間的最短路徑行駛時間；wi為目標交通小區i內出租車平均等待時間；Oi為以交通小區i為起點的載客出租車數量；Ij為駕駛員可搜索小區集合。

假設駕駛員空駛搜索目標區域選擇的隨機性滿足二重指數（Gumbel）分布，則空駛出租車從到達交通小區j出發到目標交通小區i搜索到下一個乘客的概率Pji為：

式中：tjk為駕駛員從交通小區j到交通小區k的行駛時間；wk為目標交通小區k內出租車平均等待時間；Ok為以交通小區k為起點的載客出租車數量。

式中：Pjk為空駛出租車從到達交通小區j出發到目標交通小區k搜索到下一個乘客的概率；Ljk為駕駛員從交通小區j到交通小區k的行駛距離。

從而得到駕駛員在交通小區j空駛搜索成本CVj為：

式中：C0為出租車平均每公里運營成本（元/km）；CR為出租車駕駛員平均工資（元/h）。

3.1.3設置“區域差異化”返空費標準

不同等級交通小區的空駛搜索成本Km為：

式中：Sm為不同等級交通小區集合；Nm為不同等級交通小區集合元素個數。

依據不同等級交通小區間空駛搜索成本差異，設置不同的返空費收費標準，平衡不同需求區域間駕駛員載客收益水平。“區域差異化”返空費收取標準（見表2）如下：1）載客抵達密集區域S1，出租車不收取空駛費；2）載客抵達普通區域S2，根據進入該區域行駛距離，每次載客征收返空費φ1=K1-K2；3）載客抵達稀疏區域S3，根據進入該區域行駛距離，每次載客征收返空費φ2=K1-K3；4）載客抵達極度稀疏區域S4，根據進入該區域行駛距離，每次載客征收返空費φ3=K1-K4。

表2　“區域差異化”返空費收取標準

3.1.4利用智能交通技術輔助實施

利用GPS電子圍欄技術，在不同區域的邊界設置電子圍欄，系統自動記錄上、下車地點，在載客結束時，生成返空費總費用，實現返空費標準差異化。

3.2“實現供給時空均衡分布”的低速行駛費標準

低速行駛費收取標準的研究核心為如何收取低速行駛費以實現出租車高峰時段和非高峰時段的單位時間收益平衡及高峰時段交通擁堵區域與非擁堵區域的單位時間收益平衡。在大數據挖掘盛行、GPS、地理信息系統、互聯網廣泛應用的背景下，充分使用出租車GPS軌跡數據分析城市交通擁堵狀態，掌握出租車駕駛員在交通擁堵狀態下的駕駛習慣和路徑選擇規律，通過載客和空駛運營數據，分析交通擁堵對駕駛員經營收入的影響，實現通過收取低速行駛費平衡司機收入與乘客需求之間的關系及交通擁擠時段出租車供給科學分布（見圖3）。

3.2.1分等級劃分交通小區

按3.1.1節方法將研究區域劃分為多個交通小區，具體數量根據城市面積確定。再依據出租車實時車速將這些小區劃分為交通擁擠區域、交通緩慢區域、交通通暢區域3個等級。

圖3　低速行駛費收取標準研究方法

3.2.2計算單位時間預期利潤

出租車單次載客收入由起步價、里程價和低速行駛費、返空費構成。以Fq、p0、s、Sab、hab分別表示起步價、里程價、起步價里程、a∈A到b∈B的行駛里程和時間，Dab為a∈A到b∈B的乘車需求量。按照收費標準Fab=Fq+p0（Sab-s），則出租車服務于a∈A區域的一名乘客的預期收入為：

出租車在交通小區b∈B放下一名乘客后并服務于交通小區a∈A的一名乘客的單位時間預期利潤ωab為：

式中：?1、?2、?3分別為出租車由b∈B向a∈A空載行駛過程中、在a∈A區域搜索乘客或等待時、服務一名位于a∈A的乘客時單位時間內的成本；wa為出租車在交通小區a∈A的搜索等待時間。

3.2.3計算累計低速行駛時間

通過處理出租車GPS數據，交通小區間的行程時間采用出租車經驗路徑行程時間，分別計算交通小區之間高峰時段累積低速行駛時間TGij和非高峰時段累積低速行駛時間TFij。

3.2.4制定低速行駛費收費標準

引入低速行駛費收取標準，速度低于v0時，非高峰時段低速行駛費標準為fF，高峰時段低速行駛費標準為fG。

3.2.5建立區域單位時間預期利潤平衡模型

以高峰時段改變駕駛員路徑選擇，實現出租車供給時空分布均衡為目標，建立交通小區之間載客單位時間預期利潤平衡模型，通過調節低速行駛費用實現區域單位時間預期利潤平衡，從而減少駕駛員高峰時期選擇性載客現象。在使乘客出行成本和駕駛員收入波動在合理范圍的情況下，確定低速行駛費收費標準。

3.3運價結構優化思路

出租車運價結構是一個整體，各項的變動調整都將對出租車駕駛員和乘客產生影響。在上述研究的基礎上，以乘客運價調整意愿為參考內容，充分考慮各方利益，以對出租車乘客的影響最低、保證方案實施后出租車行業的穩定性、實現社會福利最大化為原則，提出如下出租車運價結構調整優化思路：1）研究城市出租車運價結構存在的問題；2）對起步價、里程價、長途返空費、低速行駛費、夜間附加費和燃料附加費六項進行單因素敏感性分析，探討調整可行性和必要性，對可調整項提出可行性方案；3）通過調研，征集群眾對運價調整方案的接受意愿，篩選可行方案；4）在有限的可行方案中，組合測算方案影響人群范圍、居民出行成本和駕駛員收入波動情況，以社會福利最大為目標得到出租車運價結構最優調整方案（見圖4）。

圖4　出租車運價結構調整思路

4　結語

該文充分考慮互聯網新運營模式和智能交通技術，基于出租車GPS車載設備生成的大量軌跡數據，提出建立出租車“區域差異化”返空費收取模式和“實現供給時空均衡分布”低速行駛費收取標準的方法及綜合考慮駕駛員收入波動、乘客出行成本和乘客接受意愿三因素的以社會福利最大化為目的的出租車運價結構優化思路，具有較強的可實施性，可為城市交通管理部門科學、合理地制定出租車運價結構提供依據。

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中圖分類號：U492.4

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2668（2016）03-0072-05

收稿日期：2016-01-21