基于灰色預測和GMDH模型對共享單車市場的定量分析

王 婷 朱 磊

（1.安徽財經大學金融學院 安徽 蚌埠 233030；2.安徽財經大學統計與應用數學學院 安徽 蚌埠 233030）

0.引言

隨著我國進入全民移動互聯網時代，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等互聯網加出租車共享經濟遺留下來的“最后一公里”問題。而且，共享單車的形式貼近了“節能減排，綠色出行”的主題，不管是對環境的保護方面，還是人們的健康方面都起了很好的積極作用。因此通過構建灰色預測和GMDH模型，對共享單車市場的現狀進行研究[1]。

1.模型的假設

為了便于解決問題，提出以下假設：⑴假設使用共享單車的用戶數量不因天氣、節日等情況改變；⑵假設共享單車用戶月使用單車頻率不變；⑶假設搜集的數據具有真實性。

2.共享單車市場需求預測

2.1 研究思路

共享單車作為共享經濟的新模式，逐漸改變人們日常的生活方式，我們通過比達咨詢搜集數據，得到共享單車的月用戶量即其相對應的共享單車的投放量，月活躍用戶數，即市場的總需求，進而進行灰色預測[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，得到用戶活躍量預測的公式：

得到數列的級比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，所以可以用GM（1,1）模型借用MATLAB程序進行預測，計算出后2017年3月后四個月的活躍用戶數量。后4月的預測結果見表2。

表2 活躍度

預測得到近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趨勢圖可知，全國共享單車用戶數在過去的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，隨著月活躍用戶數量的增加，共享單車依然存在市場而沒有達到飽和的狀態。并進行了殘差合格檢驗，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，得到的預測數據符合誤差檢驗模型，得到的預測數據合理可以進行后續的數據處理。

3.基于GMDH模型的核心競爭力評價指標體系

3.1 研究思路

共享單車是“互聯網+”時代的創新產物，目前活躍于國內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[5]。

3.2 數據處理

通過在互聯網上查閱相關文獻資料，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個指標分別為變量 A1,A2…A5

單車軟件：單車押金、收費標準、APP下載量B1,B2,B3

單車投放量：投放城市數量、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。

我們設輸出值Y（初步設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系，該模型一般為復雜非線性模型。

這個最終模型稱為系統的完全實現。

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

這樣的多項式隨著次數和變量個數的增加，其項數也急劇增加，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多，而且多項式也不復雜。其原理就是為了得到最終的完全實現，可先分層考慮一系列的“部分實現”。所謂部分實現就是由任意兩個輸入變量構成的二元二次完全多項式函數YK=G(Xi,Yj)。該函數可用輸入輸出的數據確定。

通過最小二乘法使均方誤差最小來確定系數0,1,2,3,4,5。在第一層用輸入輸出數據得到各個部分實現，將留下的好的部分實現（通過某種外補充準則）作為下一層部分實現的輸入，作為第二層的部分實現 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，舍去一部分壞的實現，一層層地進行下去，直到找到近似程度滿意的部分實現為止，而最后這個部分實現就是所求的完全實現。

3.4 求解與分析

根據建立的GMDH模型，將三個方面的指標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

根據表格的內容可以知道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，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下載量都有著領跑其他品牌的競爭優勢，而ofo在單車的市場投放量上有著較強的競爭優勢，膜拜單車對于用戶的體驗和硬件方面都有著不錯的表現，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勢優勢明顯，其他品牌也有其他方面的優勢，永安行的投放城市有數量在所調查的品牌中的優勢最為明顯，打下了能夠擴大市場規模的一個基礎。

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勢，將在以后的一段時間內領跑者一市場。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方面能夠做到像ofo和摩拜單車方面擴大優勢的情況下，憑借永安行的投放城市數量指標的這一優越性，打開新的一種形式的發展空間也是有可能的，所以綜合兩個不同優勢的兩個類型的品牌，將在一段時間占領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著重進行投資的情況下，針對不同的人群開發屬于自己的品牌特色，在市場才能夠不被淘汰，ofo和摩拜單車應該發揮自己的線上和投放優勢去建立線下的市場，擴大投放城市數量合理安排資源，以便于自己的品牌不被后來品牌所淘汰。

4.共享單車對學生出行的緩解程度分析

4.1 研究思路

通過查詢統計數據，了解到學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生們的出行壓力。

4.2 研究方法

通過相關查閱資料，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，設公交車在行駛途中每2km候車和?？空緯r間為ξ=10min。

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

②在校內的情況下，一個學生前往一個目的地，距離為s。共享自行車比步行節約時間，節約時間為:

代入數據得到，選擇共享單車節約的時間分別為：t1=0.1056h,t2=0.2889h。

5.結束語

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勢以及共享單車這一新型出行方式對學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，未達到飽和,因此對于單車市場的投放還是保持著樂觀的態度。相對于步行和公交車而言，節約的時間分別為：t1=0.1056h,t2=0.2889h,由此可以看出共享單車這一新型模式對學 生出行有著緩解作用。