基于數學模型的共享單車行業發展研究

李 衡，任 引，鄭文明 LI Heng,REN Yin,ZHENG Wenming

（1.福建船政交通職業學院，福建 福州 350007；2.中國科學院 城市環境研究所，福建 廈門 361021；3.福建省交通運輸廳，福建 福州 350001）

(1.Fujian Chuanzheng Communications College,Fuzhou 350007,China;2.The Institute of Urban Environment,Chinese Academy of Sciences,Xiamen 361021,China;3.Fujian Provincial Department of Communications,Fuzhou 350001,China)

共享單車作為互聯網共享經濟條件下新興交通業態，因其自由便捷、智能高效、價格實惠、低碳環保，受到公眾歡迎，發展迅猛，風靡全國。目前，共享單車已經成為城市居民短距離交通的較佳選擇，是公交、地鐵、出租車、駕車等公眾出行交通工具的補充，方便了人們出行，減少了環境污染，有助緩解城市交通擁堵。

1 國內共享單車發展現狀

2015年5月北大校園首次出現2 000輛共享單車，然后在其它高校推廣，2016年多家共享單車獲得大量風險投資，國內共享單車爆炸式發展，摩拜、ofo、哈羅、永安行等近幾十品牌企業搶占各大中城市市場，據不完全統計，2016年國內共享單車用戶數量1 886萬。2017年大幅增長用戶數量已達2.09萬，預計未來兩年還將持續增長。共享單車是互聯網單車租賃服務，各品牌的租借押金0～299元不等，計費每小時1元不等或包月。共享單車作為新興業態在快速擴張的同時，成都、深圳在全國率先發布了鼓勵共享單車發展的試行意見。各地先后發布了類似管理辦法等規范性文件的征求意見稿，2017年8月3日，國家交通運輸部等10個部門聯合發布了第一個共享單車國家文件《關于鼓勵和規范互聯網租賃自行車發展的指導意見》。因行業管理相對滯后、企業管理不到位、技術準備不充分等原因，也出現了違規亂停車、押金管理不規范、被人為蓄意破壞、服務維修不到位等一系列問題，如共享單車堆積成山、小鳴單車押金問題等，制約了行業自身發展，給城市交通治理帶來了新問題。

2 國內共享單車發展分析

2.1 基于層次分析法研究共享單車市民選用意愿

從近年支付寶億元紅包到2017年共享單車彩虹大戰，呈現出互聯網共享經濟企業對使用人口的搶奪，誰搶占了人口，誰就搶占了市場，誰就獲得更大發展空間。本文以福建福州為研究區域，使用層次分析法研究福州地區居民選用共享單車主要考慮因素，以點及面，定性和定量分析相結合，研究國內城市地區選用共享單車要素。按照確定共享單車市民選用意愿指標體系、具體量化指標、使用層次分析法計算比較各指標重要性、定量定性綜合分析的方法步驟進行研究。

2.1.1 確定共享單車市民選用意愿指標體系

先后組織院校專家、交通運輸行業、運輸企業、普通市民召開了3次共享單車選用意愿指標調研會，梳理篩選能全面反映選用意愿的指標，分析共享單車選用意愿各指標之間的相互關系，歸納總結出4個一級指標和12個二級指標的評價體系。即，單車品牌，包括品牌聲譽、市場表現；單車服務二級指標，包括租用價格、押金管理、單車完好率、保險等；單車質量二級指標，包括騎行方便、安全性、美觀性等；單車分布二級指標，包括學校區域、工作區域和娛樂區域等。

2.1.2 量化共享單車市民選用意愿指標

向福州地區各行業人員發出1 000份共享單車選用意愿指標重要性調查問卷表，使用兩兩比較法來確定各指標的兩兩比較的重要性，將指標進行量化。調查問卷統計結果如表1所示：

表1 共享單車市民選用意愿指標重要性調查統計表

2.1.3 使用層次分析法計算比對

使用層次分析法，先單層次指標計算比對，后加權平均綜合計算，對共享單車市民選用意愿重要性進行綜合比對。

2.1.3.1 構造一級指標判斷矩陣。根據統計回收1 000份調查問卷情況，將共享單車市民選用意愿一、二級指標分層分組逐一進行重要性對比。依據調查問卷各指標的選取人數，分別取1、3、5、7、9來表示出現頻次和重要性，進行計算和兩兩比較。首先對共享單車市民選用意愿一級指標各要素進行單層次分析，構造共享單車市民選用意愿一級指標判斷重要性比對表，如表2所示：

表2 共享單車市民選用意愿一級指標判斷重要性比對表

2.1.3.2 判斷矩陣正規化計算。首先將判斷矩陣按行相加得到向量W=［0.39 0.39 1 2.22］T。然后將向量進行正規化，得到特征向量 ［ 0.098 0.098 0.25 0.555］T，即為共享單車市民選用意愿一級指標所對應權重。

2.1.3.3 進行一致性檢驗

查表可得RI=0.89，CR=CI/RI=0.012/0.89=0.013＜0.1。說明共享單車市民選用意愿一級指標判斷矩陣具有一致性，即共享單車市民選用意愿一級指標中共享單車品牌、單車服務、單車質量和單車分布所對應的權系數為 （0.098,0.098,0.25,0.555）。

2.1.3.4 按上述同樣方法求得其它指標對應權系數。可得到共享單車市民選用意愿單車品牌二級指標品牌聲譽和市場表現對應的權系數為 （0.2 5 ,0.75），單車服務二級指標租用價格、押金管理、單車完好率和保險服務對應的權系數為（0.12,0.26,0.56,0.06），單車質量二級指標騎行方便、安全性和美觀性對應權系數為 （0.63,0.26,0.11），單車分布二級指標學校區域、工作區域、娛樂區域對應的權系數 （0.14,0.72,0.14）。

2.1.3.5 進行綜合評價。使用加權法綜合共享單車市民選用意愿的12個指標的綜合權重，如表3所示：

表3 共享單車市民選用意愿指標綜合權重

2.1.4 綜合分析共享單車市民選用意愿

一是共享單車市民選用的重點考慮因素。綜合權重排前幾名的是單車區域分布、單車騎行方便、單車品牌市場表現，單車工作區域分布指標權重為0.4，是人們選用首位的考慮因素。由此也可以看出，為什么目前各大單車企業通過多輪融資，爆炸式生產各自品牌單車搶占各大城市、搶占市場份額，這也是企業當前最首要的戰略。其次是單車騎行方便和品牌市場表現權重為0.158和0.074。也就是說，人們在選用哪一品牌單車出行時，主要考慮因素除了工作地點、學校區域和娛樂區域附近是否分布有該品牌單車外，還會考慮到該品牌單車自身是否便于騎行，市場評價好不好。因此，共享單車企業在制定企業策略時要貫徹布局合理、自由共享、方便快捷的發展理念，把單車工作區域分布和單車騎行便捷這兩個權重排名前2名指標作為重要考慮因素，在高速擴張市場的同時，注重提高單車自身騎行便捷性和舒適性。

二是共享單車市民選用不可忽視的考慮因素。單車完好率、單車安全性和品牌聲譽所占權重為0.055、0.065、0.025，這些選用單車服務因素權重排名居中，這些因素也將或多或少的影響單車使用者選擇。在福州調查問卷中發現有96%人使用過4種品牌以上單車，最后只保留常用1～2種品牌單車，人們通過共享單車區域分布、服務質量和自身使用體驗來綜合衡量，作出各自選擇，而且選擇的品牌不是一成不變的，以后也可能出現改變。目前，共享單車企業在通過多輪融資推漲之后，不少城市同一區域都分布不同品牌的單車，關注重點也將從大量投放單車搶占城市空間逐步轉變到擴大和保持使用人數上來。這時企業要越來越把目光投放到單車服務質量上，由粗放數量型向質量效能型轉變，不同品牌單車競爭核心就是各品牌單車服務和質量。

三是共享單車市民選用的可變因素。這次調查問卷所列的指標只是初步探索，能比較全面反映出當前人們選用共享單車的各種考慮因素。但隨著共享單車市場從無序向有序，從起步發展到規范運行，這些指標和權重也必然會因勢而變。比如由于2017年底小鳴單車押金事件影響，大家選用單車比較關注押金管理安全，押金管理這一指標權重為0.026，比較受人關注。但隨著市場不斷規范，必然出現免押金、支付寶信用免押金、第三方監管或其它政策性要求，押金管理統一規范了，押金管理就不會成為大家選用的重要考慮因素。當前，租用價格、保險服務和美觀性這些指標權重分別占0.012、0.006和0.028，不是人們選用的重要考慮，如共享單車企業租用價格通常采取每小時0.5或1元、包月5～20元或新注冊免費10～15次等低價競爭策略，費用低廉。但隨著共享單車行業逐步規范，租用價格、保險服務等這些指標是各大共享單車企業重要利潤所在和競爭策略的重要方面，它們的差異性會越來越凸顯，也會越來越受人關注和比較，可以預見，以后人們在選用共享單車意愿指標體系中所占權重會越來越大。

2.2 基于博弈論研究共享單車企業和政府決策

從共享單車國內市場來看，隨著競爭加劇，共享單車市場融資、合并、合作、淘汰將愈演愈烈，悟空單車、町町單車等企業已倒閉，最后共享單車企業預計只會剩下摩拜、ofo、哈羅等幾家共享單車企業巨頭。可以使用多寡頭博弈模型對共享單車企業和政府行為進行探索性研究，開始是無差別的同類同質同步搶占市場，經過幾年發展，多寡頭競爭在不同城市所占份額不同，市場有先入后入區別，因此，當前國內主要共享單車企業或某個城市主要幾家共享單車企業可以看成是多寡頭的N-stackelberg競爭博弈模型。所有企業最終關注的是自身的利潤，有n個企業參與博弈，寡頭Ei產量用qi表示，成本函數為Ci（qi）=cqi，需求函數為：

進入時機不同，利潤也不同，搶先進入市場的共享單車企業利潤π1可表示為：

后來進入市場的共享單車企業Ei（i= 2, …,n），利潤πi可表示為：

代入計算，先入企業和后入企業納什均衡的相應利潤為：

政府和主管部門不僅關注消費者剩余，而且也關注社會總福利包括人們出行便捷、共享單車有序運營、人們身體健康和綠色低碳環保交通等。

上式中，消費者剩余函數U可以看作成本的減函數，而且社會總福利函數F如人們出行便捷、共享單車停放規范等，需要增加企業成本投入或政府公共投入來提高，是成本的增函數。

從博奕模型來看，n=1，市場只有一個共享單車企業，顯然這是不存在的博弈，也就是說共享單車市場不會出現完全壟斷，多寡頭的共享單車市場是市場經濟選擇必須趨勢。后入企業E2產量為 （a-c-q1）/4b，利潤為（a-c）2/16b；后入企業E3產量為（a-c-q1）/8b，利潤為（a-c）2/32b，均比先入企業少，而且按照先后入順序，企業產量和利潤均呈成倍數遞減。這說明了先入企業優勢，先入企業擁有先入市場份額優勢，越早進入市場獲得份額和利潤就越多，這也解釋了近年來共享單車企業都在反復融資搶占市場，爆炸式發展的現象，但隨著競爭的優勝劣汰，最后眾多共享單車小企業都將被淘汰或被兼并。而各大城市共享單車市場會出現多寡頭共占市場。

之前為了計算方便，把各個企業成本看成一樣，但實際上是不一樣，比如摩拜單車就比較注重穩定性、安全性，ofo單車比較注重輕型化、便捷性，兩者單車成本差異比較大，如摩拜單車初期每輛造價成本約3 000元，后來壓低到1 000元，ofo小黃車初期每輛200元，升級后超過500元。各寡頭企業實際經營決策，也并非完全理性選擇，也不能完美達到納什均衡。不同城市不同品牌共享單車所占份額各不相同，在逐步規范的共享單車市場競爭中，共享單車企業都將通過產品升級、提升服務質量等方式，獲得更多份額、更多使用人員、更多利潤。人們也在不斷選擇共享單車品牌，看誰價優物美，看誰服務好，看誰更能滿足個性化需求。政府和主管機構要積極鼓勵共享單車發展，通過制定法規、加強監管和完善配套等方式，盡快解決共享單車亂停放、押金管理安全、行業管理規范等新情況新問題，使共享單車市場規范有序運行，為市民最后一公里出行提供便利，為社會經濟建設助力。

3 國內共享單車發展對策建議

共享單車作為共享經濟新業態，屬于智慧交通和綠色交通的范疇，給人們“最后一公里”出行帶來便利，受到人們歡迎。共享單車企業發展迅猛，百家爭鳴，優勝劣汰，競爭激烈。各級政府積極鼓勵共享單車發展，不斷出臺各類指導性和規范性意見。針對共享單車發展現狀，必須堅持問題導向，從找準行業定位、建立行業標準、規范行業管理、創新行業監管、打造行業文化等方面入手，促進共享單車行業健康發展。

3.1 找準行業定位，多方共建共管

共享單車是城市慢行系統的一種模式創新，是“互聯網+交通運輸”一種方式，是自行車單車共享服務的分時租賃經濟，給人們最后一公里出行帶來便利的同時，也帶來押金管理、自行車亂停放、意外事故責任區分等新問題。目前，共享單車行業正從野蠻爆發式發展向有序規范發展的階段轉變中，正如博弈模型中所看到的從無序向有序發展，需要政府、企業、社會來共同解決發展中存在的問題。政府部門要主動作為、超前謀劃、加強監管，推動新事物更好的發展。運營企業要積極適應共享經濟要求，滿足人們使用共享單車的需求，主動承擔行業規范、線下服務等管理責任。社會要倡導文明騎行的風尚，增強市民遵守社會公德和文明使用意識。多方齊心協力，共建共管，促進共享單車行業規范有序發展。

3.2 建立行業標準，完善政策法規

共享單車作為新興行業，迫切需要建立合理規范的行業標準和政策法規。目前，共享單車各類法規制度已經滯后于共享單車行業發展。國家、省、市各級人民政府和相關部門要加緊研究，統籌規劃，制定相應政策文件和標準，規范共享單車發展的具體管理工作。進一步明確共享單車的發展定位、行業主管部門、相關部門職責，企業、主體責任等，進一步規范企業資質、車輛技術標準、經營服務規范、押金管理、網絡安全保障等內容，如每年車輛技術體檢、上路三年強制報廢、車輛完好率95%以上等行業標準細則，為共享單車發展提供法規基礎。

3.3 規范行業管理，加強部門聯動

共享單車行業管理涉及交通、建設、規劃、工商、城管、公安等多個部門，交通運輸部門負責指導行業發展，規范共享單車運營秩序；住建部門負責城市慢行系統建設；城管部門負責規范亂停亂放、占用盲道、損毀綠化設施等影響市容市貌行為；公安部門負責查處侵占、盜竊、破壞共享自行車等違法行為；工商部門負責企業的工商注冊，查處企業違反工商法律法規的行為；質量技術監督部門負責共享自行車車輛技術、質量的監督管理；價格部門負責價格行為監管；財政部門負責建設管理工作的資金保障；宣傳部門負責市民遵章守紀、文明騎行和規范停放的宣傳引導工作。各級相關部門各司其職，堅持問題導向，聯動聯管，規范共享單車行業管理。

3.4 創新行業監管，適應共享模式

主動順應“互聯網+”發展趨勢，積極應用信息技術手段和大數據分析，創新共享單車行業監管模式。強化規劃引領，結合各城市實際，合理設置自行車專用道，布設共享單車存取點，研究推行城市“電子圍欄”等新技術，完善硬件設施。健全調節機制，嚴格準入退出制度。各地根據城市人口總量、市民出行特征、道路網絡條件、自行車停靠點等指標，科學設定自行車投放總量，確保所投放的車輛規模與城市車輛承載能力相匹配。規范城市共享單車投向投量，禁止不符合條件的運營企業進入市場，責令經營服務不規范、安全隱患大、整改不到位的企業退出市場，引導共享單車行業有序發展。

3.5 打造行業文化，倡導文明騎行

通過線上線下宣傳，倡導綠色低碳出行理念，增強市民法規和公德意識，引導和鼓勵人們文明使用共享單車和自覺愛護共享單車。加強共享單車信用體系建設，將市民騎行信用記錄納入全國信用系統，嚴格實行信用積分管理和“黑名單”制度，強化誠信激勵約束。加強政府職能部門、共享單車平臺、市民公眾群體之間的協作，打造行業文化，倡導文明騎行風尚，形成人人參與、人人管理、人人監督的共享單車治理格局。