基于DBSCAN算法的煙草零售點容量測算分析模型

摘要：合理的煙草零售點容量對于煙草市場的運行具有重要影響。過多的零售點可能會加劇市場的競爭，導致部分零售點的銷售額低于經濟效益的臨界值，如果零售點的數量過少，可能會導致消費者的購買不便，影響到消費者的購買體驗，從而影響到市場的整體銷售額。因此，文本提出了一種基于密度聚類（Density-BasedSpatialClusteringofApplicationswithNoise，DBSCAN）算法的煙草零售點容量測算分析模型。該模型利用DBSCAN算法對每一個網格單元煙草零售點進行聚類，估計每個簇的容量，并綜合考慮距離和銷售額，以準確預測和分析網格單元煙草零售點的合理容量。研究結果表明，基于DBSCAN算法的容量測算模型能夠準確預測煙草零售點的合理容量，并為當地煙草專賣局的決策提供重要依據。

關鍵詞：煙草零售點；容量；測算；DBSCAN

中圖分類號：F27文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2024.19.025

2020年12月31日，國家煙草專賣局發布了《煙草專賣許可證管理辦法實施細則》。為了加強煙草制品零售點的合理布局管理，促進有序適度競爭，國家煙草專賣局及時提出了相關要求。在國家局出臺合理布局新規的同時，考慮到社會經濟和人口因素的顯著變化，有必要對卷煙零售市場許可證的合理容量進行研究。此外，還需要密切關注零售戶數量的變化情況，并定期進行統計、分析和報告。如何科學制定煙草制品零售點的合理布局規定，成為各級煙草專賣行政主管部門需要認真思考的重要課題。

本文旨在針對W市的煙草市場，提出一種基于DBSCAN算法的煙草零售點容量測算分析模型。該模型結合了距離和銷售額的綜合考慮，通過對每個網格單元的煙草零售點進行聚類，估計每個簇的容量，從而準確預測和分析每個網格單元煙草零售點的合理容量，為W市煙草專賣局提供重要的決策依據。通過該模型，煙草專賣局可以更好地理解煙草零售點的容量需求，并相應地制定合理的發展策略，以維持市場的平衡和穩定。

1煙草零售點合理容量測算的意義

隨著城市化進程的加速和戶籍制度的放寬，人口跨區域流動已成為社會經濟中的重要現象之一。大規模人口作為物質、信息、技術和資本的載體在各個地區間流動，不僅重塑了人口的空間分布格局，也改變了城市的經濟結構。因此，原有的卷煙市場合理容量的測算方法、模型和數據等需要進行重新評估和更新。零售點容量測算是為煙草制品零售點的合理布局提供重要基礎支持的一項工作。如果將合理布局比喻為微觀個體的擺放，那么煙草零售點的合理容量則可視為宏觀調控的基礎容器。在制定合理布局規劃時，必須充分考慮零售點的容量需求，確保市場供應的穩定性和充分性。因此，在當前背景下，需要對煙草零售點的合理容量進行重新測算，以適應人口流動和經濟變化的新態勢。

煙草零售點合理容量測算在資源優化、市場平衡、市場規范和管理等方面具有重要意義。它有助于實現煙草市場的健康發展，提高市場效率和競爭力，為消費者提供更好的產品和服務。它還有助于防范非法銷售和假冒偽劣產品的風險，維護公平競爭和消費者權益。因此，煙草零售點合理容量測算是研究和制定煙草市場政策的重要依據，對于煙草行業和相關行政主管部門具有重要的指導意義。

2煙草零售點容量測算模型總體思路

煙草零售點的合理容量并非僅基于數量或銷量的反推預測，更需關注其合理性。“合理”和“容量”這兩個概念都需要經過科學研究，因此預測模型應包含必要的評價指標，以供決策人員在制定相關政策時參考。具體而言，這2個方面可以具備以下含義：首先，零售點的數量應充足，以充分滿足消費者購煙的便利需求；其次，零售點的營收應達到基本保障要求和良性競爭的水平，即整體運營健康。基于上述認識，研究煙草零售點數量的合理容量，可以采用以下方法：首先，基于DBSCAN算法的數據模型，在獨立網格單元內計算合理數量，初步對比和評估該網格單元現有零售戶數量與合理數量之間的差異程度；然后，根據具體區域的零售市場信息反饋，評估和校正模型預測的合理數量結果。

首先，選擇有效的控制目標（人均持證率）以及煙草零售點合理水平的標準。基于現有的煙草零售點地理位置數據、銷售數據等信息，評估確立有效的合理數量控制目標，以及合理數量水平的判別標準。

其次，基于DBSCAN算法的數據模型預測分析結果，評價當前煙草零售點的數量合理性。針對W市管轄的區、縣、鎮和小組為粒度的網格區域單元，根據市區、縣城以及鄉鎮對零售點合理布局規定的距離要求，利用DBSCAN聚類算法構建容量測算模型，測算每一個網格區域單元零售點合理容量，評價當前煙草零售點數量的合理性。

最后，基于零售市場信息分析校正煙草零售點合理數量。預計涉及煙草零售點經營布局影響因素分析、零售市場信息采集分析、數據模型預測結果評估校正研究等內容。

3煙草零售點容量測算模型

3.1數據收集和數據處理

數據來源：內部數據以區、縣、鄉鎮和小組為粒度，收集最近5年零售點的數量，各零售點有銷售記錄以來的年度銷量、銷售額、毛利以及地理位置數據，并對內部數據進行脫敏處理，后面所呈現的煙草零售點相關數據均為經過脫敏處理所得。外部數據以地級市為粒度，收集最近5年某市常住人口數量，居民可支配收入等數據。

3.2煙草零售點容量測算模型構建

3.2.1模型選擇及理由

所選的模型是基于距離和密度的聚類算法——DBSCAN。DBSCAN算法的優點是可以發現任何形狀的聚類，對異常值具有良好的魯棒性，并且不需要事先知道要形成的聚類的數量。在這個問題中，我們假設同一地區的零售點應該在空間上形成自然的聚類，這是DBSCAN算法適用的場景。

3.2.2模型構建過程

首先，遍歷每個煙草網格單元（小組），篩選出該小組的全部零售點數據，根據所在區域確定最小距離eps。然后，將零售點的經緯度坐標轉換為球面距離，使用DBSCAN算法對零售點進行聚類。對于每一個聚類，選取最近3年毛利最高的零售點作為中心點，計算其他零售點與中心點的距離，對零售點進行等級劃分并賦予狀態標記。具體的模型偽代碼如表1所示：

3.2.3模型的參數選擇和優化

模型的關鍵參數包括DBSCAN的最小距離eps和距離等級的劃分。這兩個參數的選擇會直接影響到聚類的結果和零售點的狀態標記。在實際應用中，最小距離eps可根據市區縣城兩個零售點之間規定的最小距離，有些地方規定不小于100米，可根據實際情況調整即可。

3.2.4模型驗證和評估

模型的驗證和評估可以通過比較模型預測的狀態標記與實際的銷售數據來進行。例如，可以檢查狀態標記高的零售點是否真的有較高的銷售額或者毛利。此外，也可以通過對比不同參數設置下模型的結果，來評估模型對參數選擇的敏感性。總的來說，_{4r52TNhht24MJgLNYfWv9g==}此模型通過聚類和距離計算的方式，為零售點賦予了狀態標記，這對于理解零售點的地理分布和銷售情況，以及進行進一步的決策是非常有幫助的。

4煙草零售點容量測算結果分析

4.1實現人均持證率4.8‰的容量測算結果

假設要在W市實現煙草零售點人均持證率4.8‰的控制目標，按第七次全國人口普查公報W市常住人口總數：2820977，如果期望實現每1000人4.8個零售點的比例目標，需要對現有的7623個零售點459個網格單元（小組）進行標記，即每個小組應該標記多少個零售點，才能達到預期目標。假設農村地區的一村一證零售點數量為8236個，零售網點數：（8236+x）/2820.977=4.8‰，求得x=5304，即需要對現有的7623個零售點標記2319個。根據所構建的零售點容量測算模型進行標記后，所呈現的某些網格單元小組標記情況如表2所示：

其中得分的計算公式為：∑標簽等級L{0-10}*對應的標記網點數，比如C縣A互助小組的最終得分=1*2+2*0+...+11*3=153。一般而言，得分越高，或者建議標記網點數越高，則該小組需要重點關注。

4.2人均持證率4.8‰容量測算結果的合理性分析

對比標記前后全市戶均毛利、全市戶均銷量、全市戶均銷售額、網格單元小組戶均毛利、網格單元小組戶均銷量和網格單元戶均銷售額等6個指標進行分析對比，得出結論：經過網點數量標記優化后，每個指標均有較大的提升，以202x年岑溪A互助小組為例，見下表3。

從表3結果可知，標記優化后的網格單元小組在各項指標上表現出較大的提升。以C縣A互助小組為例，經過標記優化后，該小組的戶均毛利、戶均銷量和戶均銷售額分別增長了約31.3%、20.1%和30.2%。這說明標記優化不僅對整個市場有積極影響，也對各個小組的經營狀況產生了顯著的改善。標記優化后的結果支持了人均持證率4.8‰的設定是合理的。通過對零售點進行標記優化，不僅能夠提高整體的經營效果，而且各項指標均實現了同比增長。這表明4.8‰的人均持證率目標能夠有效地提升煙草零售市場的經營水平和銷售業績。

5研究總結

本文旨在利用合理容量測算模型構建W市煙草零售點合理容量的分析框架，以獲取區域規律和整體規律，并揭示零售點數量的變化趨勢。通過運用機器學習方法來測算煙草零售點的數量合理水平。此外，對當前零售點數量的合理性進行評價，研究內容可為制定許可證合理布局相關政策提供決策支持。研究采用了W市的煙草零售點容量測算作為案例，并收集了相關的數據進行分析。

首先，研究通過容量測算假定要實現W市煙草零售人均持證率目標為4.8‰。這一目標的設定基于對市場容量和消費需求的綜合考量，旨在達到合理的經營水平和銷售業績。其次，研究進行了標記優化實驗，對煙草零售點進行了優化和調整。結果顯示，在優化后的網格單元小組中，各項指標均有顯著提升。

綜合分析結果表明，通過容量測算和標記優化，可以實現人均持證率為4.8‰的目標，并且這一目標的設定是合理的。優化后的網格單元小組和全市在經營效果和銷售業績方面表現出顯著的改善，證明了標記優化對提高煙草零售市場的整體經營水平具有積極影響。

總之，本研究為煙草零售市場提供了一種有效的管理方法，即通過容量測算和標記優化來提高經營效果和銷售業績。這一方法的實施可以幫助市場實現人均持證率目標，促進市場的可持續發展。未來的研究可以進一步探索其他影響因素，擴大研究樣本規模，以進一步驗證和完善該方法的有效性和適用性。

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