“互联网+”时代下出租车运价结构优化调整研究

李娟，靳文舟，裴明阳

（华南理工大学土木与交通学院，广东广州 510640）



“互联网+”时代下出租车运价结构优化调整研究

李娟，靳文舟，裴明阳

（华南理工大学土木与交通学院，广东广州 510640）

摘要：在互联网、智能交通技术普及应用和挖据交通大数据盛行的背景下，就出租车运价结构优化调整提出新研究思路，即利用出租车全球定位系统（GPS）运营轨迹大数据，结合出租车运营平衡模型，提出构建“区域差异化”返空费收取模式和“实现供给空间均衡分布”的低速行驶费收取标准研究方法；在此基础上，给出综合考虑驾驶员收入波动、乘客出行成本和乘客接受意愿三因素完善出租车运价结构的优化思路，为城市交通管理部门科学、合理制定出租车运价结构提供依据。

关键词：公路交通；出租车运价结构；时空分布；返空费；低速行驶费

在“互联网+”的趋势下，滴滴、Uber等网络预约出租车快速强行进入出租车市场，传统出租车行业运营受到严重威胁。随着智能交通技术的发展，位置感知设备如智能手机和车载全球定位系统（GPS）等的普及范围越来越广，交通出行越来越智能化。此外，通过交通大数据挖掘信息，掌握交通运行规律和居民出行特征逐渐成为研究热点。基于这样的背景环境，有必要重新调整和优化传统出租车运价结构，以适应市场和社会经济的发展。

1　出租车运价结构现状及新形势分析

1.1出租车运价结构现状

城市出租车完整的运价结构包括起步价、公里价、低速行驶费、返空费、夜间附加收费、行李费和过路过桥费等。传统出租车运价结构一开始仅设置起步价、里程价，随着城市区域范围的逐渐扩大，加上土地性质不均衡及城市交通拥堵加剧，出租车长途返空费、低速行驶费及夜间附加费应运而生。自《中华人民共和国价格法》颁布实施以来，出租车运价就纳入了政府定价目录，采用政府制定价格的方式。随着网络预约出租车侵入传统出租车市场，推动出租车行业发生变革。但就目前出租车行业发展形势而言，传统出租车行业仍有必要实行政府制定价格的机制。广州、上海、深圳和北京等一、二线城市出租车运价结构较为完善，但在邯郸、邢台等部分中小城市，出租车运价结构未包含长途返空费、夜间附加费、低速行驶费等收费项目。出租车运价结构和水平严重影响出租车服务水平，影响整个出租车行业的稳定性，有必要科学优化、完善出租车运价结构。

1.2网络预约出租车和专车的挑战

“互联网+”的背景下，新型交通被催生出来，传统交通模式也在不断改变。在出租车行业，滴滴、Uber等网络预约出租车和专车以移动互联网为平台，提供双方信息确定化的载客营运服务，既降低了车辆空驶率，也减少了乘客候车等待时间，改善了传统出租车打车难的问题。网络预约出租车和专车强行进入出租车服务市场，对传统出租车行业的稳定性造成威胁，也给政府部门的管理带来困扰。

网络预约出租车和专车采用动态定价的方式收取车费。如Uber专车制定了一套动态的“峰时定价”方法，即根据公司的算法、道路交通状况实时监控情况、GPS行驶轨迹计算得到车辆行程时间，进而计算得到载客费用，并且根据载客需求的分布、天气状况等因素进行调整。在国家和地方政府未出台相关规定的情况下，网络预约出租车和专车的定价由市场决定。

1.3智能交通新技术的普及应用

未来交通系统的发展方向必定是智能化，采用先进的传感技术、控制技术、计算机技术、信息技术、通信技术和系统综合技术科学配合和使用，实现交通实时、高效、安全、准确和节能发展。智能交通将在交通信息服务、集装箱运输、交通运行监管、电子收费、营运车辆动态监管等方面规模化应用。就出租车行业而言，越来越多的城市通过在出租车上安装GPS高级智能车载终点、设置电子围栏，利用GPS定位和轨迹实现对出租车行业的监管。此外，美国纽约在出租车上安装智能GPS车载终端，通过GPS定位和运行轨迹计算费用，替代了传统的计费模式。由此看来，未来交通逐渐具备实时性、动态性属性，相关的配套智能交通技术也将逐渐推广应用于出租车市场，实现出租车运营智能化。

1.4挖掘交通大数据的热度骤升

随着互联网和智能技术的发展，人类社会进入数据时代。交通领域也发生翻天覆地的变化，通过位置感应设备（手机和车载GPS）及信息通信技术等智能交通技术，采集到规模巨大的车辆轨迹和居民出行数据，这些数据潜藏着无穷的信息和价值。通过交通大数据挖掘信息，可掌握交通工具运行规律和居民出行特征，动态感知道路交通实时运行状态及规律，从而寻求解决交通拥堵等问题的措施。交通大数据信息挖掘和利用日渐成为地理信息系统（GIS）、行为地理学、智能交通系统（ITS）、城市规划新技术等领域的研究热点。依据挖掘出租车GPS轨迹大数据的相关信息制定出租车运价也必将适应时代的潮流。

2　出租车运价结构问题分析

2.1部分城市出租车运价结构不合理

随着城市区域的逐渐扩张，城市道路交通拥堵日益严重，出租车行业存在较多的拒载、议价和挑客等现象，城市打车难问题突出。除了相关管理部门监管力度缺乏外，造成这些现象的主要原因是出租车运价结构不够合理。广州、深圳、北京、上海等一、二线城市出租车运价结构较为完整，但设置的长途返空费和低速行驶费标准并不能完全起到通过经济手段调节驾驶员运营行为，实现驾驶员愿意搭载长途乘客、高峰时段愿意在交通拥堵区域载客等，解决打车难问题的目的。而国内部分中小城市单一落后的出租车运价结构更是与社会经济和交通发展难以匹配，导致出租车议价、拒载和高峰挑客等现象，严重影响城市出租车行业的稳定发展及城市形象。对于出租车行业运营服务水平较低、乘客投诉现象严重的城市，有必要进一步优化、完善出租车运价结构和水平。

2.2返空费收取方式屡遭质疑

返空费又称回空费或空驶费。全国很多城市出租车行业都已开始向乘客收取返空费。按国家发改委和物价局的有关规定，出租车单程运营15 km以上，另行收取50%返空费。但在很多城市，返空费收取方式遭到了质疑。返空费的设置目的是弥补驾驶员在完成长途载客后进入出租车需求密度较低的区域，经过较长时间的空驶巡游才能再次进入载客状态而出现盈利较小甚至亏损的现象。然而仅从载客距离长度为界定收取返空费与否的唯一标准存在极大的不合理性。以下两种会收取返空费的情形按理不应该收取返空费：1）从需求密集区抵达需求密集区；2）从任何区域低达机场、火车站等交通枢纽。在智能交通和互联网高速发展的背景下，有必要对返空费的收费模式和标准作进一步探讨，以合理解决这一问题。

2.3低速行驶费制定缺乏科学方法

近几年来，城市道路交通拥堵状况日益严峻，且呈现城市范围扩大的趋势。高峰时期道路拥堵严重影响了出租车的运营收益。不收取和收取较低的低速行驶费，无法弥补低速行驶给驾驶员带来的经济损失。单位时间收益过低或没有收益时，驾驶员通常会选择高峰时段交接班，不进入交通拥堵区域或直接停止运营，造成交通需求旺盛区域在高峰时段难以打到出租车。低速行驶费过高，会造成乘客出行成本过高而导致社会舆论压力过重，且在获利空间较大的高峰时段驾驶员集中出车，会带来更严重的交通拥堵。就目前来看，相关政府部门在制定低速行驶费标准时缺乏合理、科学的依据，国家的相关规定仅对低速行驶费的速度提出了要求，从而导致部分城市收取低速行驶费后所达到的效果并不理想，高峰时期打车难、拒载等现象仍屡见不鲜。因此，有必要对低速行驶费收取标准作进一步探讨。

3　出租车运价结构优化思路

为解决上述问题，以出租车GPS车载设备生成的大量轨迹数据作为研究基础，提出建立“区域差异化”返空费收取模式和“实现供给时空均衡分布”的低速行驶费收取标准的方法及综合考虑驾驶员收入波动、乘客出行成本和乘客接受意愿三因素完善出租车运价结构的优化思路。

3.1建立“区域差异化”返空费收取模式

返空费是对驾驶员运营风险的一种补偿。行驶距离增加，离开需求密集区到达需求稀疏地区的风险将会增大，则回程空载的可能性会增大。但实际运营过程中，并不是所有长途载客运营的回程都空载，这也是现行返空费收取方式的不合理之处。为此，提出“区域差异化”返空费收取模式（见图1）。

3.1.1分等级划分交通小区

依据信息中心提供的GPS运营轨迹大数据，利用ArcGIS软件，得到城市出租车历史营运上车点和下车点热度分布情况（见图2）。依据上车点热度分布情况，采用K-Means聚类算法和泰森多边法，依据交通小区时空需求分布密集程度（即单位时间载客次数水平），将研究区域划分为多个交通小区，具体数量根据城市面积确定。然后将交通小区划分为密集、普通、稀疏、极度稀疏4个等级，分别对应的小区集合为S1、S2、S3、S4。载客抵达不同等级交通小区的返空费收取标准有所差异，可设定3个等级的返空费标准（见表1）。

图1　“差异化”返空费收取模式研究方法

图2　海口市出租车上、下车点热度分布

表1　“区域差异化”返空费收取模式

3.1.2利用概率模型计算空驶搜索成本

引入驾驶员空驶搜索概率模型，计算驾驶员抵达不同等级交通小区后空驶搜索载客成本。参考现有研究成果，出租车驾驶员的出租车空驶搜索行为可使用效用函数来描述。考虑到驾驶者对效用值估计的偏差存在差异，构造效用函数如下：

式中：Uji为达到交通小区j与目标交通小区i的效用函数值；θ和μ为模型参数，θ反映不同驾驶员在乘客需求分布、行驶时间及其他出租车运行状态的认知存在差异，μ为将研究区域出行需求对效用值的影响转化为出行时间对效用值影响的转换系数，两者根据调查数据标定；tji为达到交通小区j与目标交通小区i之间的最短路径行驶时间；wi为目标交通小区i内出租车平均等待时间；Oi为以交通小区i为起点的载客出租车数量；Ij为驾驶员可搜索小区集合。

假设驾驶员空驶搜索目标区域选择的随机性满足二重指数（Gumbel）分布，则空驶出租车从到达交通小区j出发到目标交通小区i搜索到下一个乘客的概率Pji为：

式中：tjk为驾驶员从交通小区j到交通小区k的行驶时间；wk为目标交通小区k内出租车平均等待时间；Ok为以交通小区k为起点的载客出租车数量。

式中：Pjk为空驶出租车从到达交通小区j出发到目标交通小区k搜索到下一个乘客的概率；Ljk为驾驶员从交通小区j到交通小区k的行驶距离。

从而得到驾驶员在交通小区j空驶搜索成本CVj为：

式中：C0为出租车平均每公里运营成本（元/km）；CR为出租车驾驶员平均工资（元/h）。

3.1.3设置“区域差异化”返空费标准

不同等级交通小区的空驶搜索成本Km为：

式中：Sm为不同等级交通小区集合；Nm为不同等级交通小区集合元素个数。

依据不同等级交通小区间空驶搜索成本差异，设置不同的返空费收费标准，平衡不同需求区域间驾驶员载客收益水平。“区域差异化”返空费收取标准（见表2）如下：1）载客抵达密集区域S1，出租车不收取空驶费；2）载客抵达普通区域S2，根据进入该区域行驶距离，每次载客征收返空费φ1=K1-K2；3）载客抵达稀疏区域S3，根据进入该区域行驶距离，每次载客征收返空费φ2=K1-K3；4）载客抵达极度稀疏区域S4，根据进入该区域行驶距离，每次载客征收返空费φ3=K1-K4。

表2　“区域差异化”返空费收取标准

3.1.4利用智能交通技术辅助实施

利用GPS电子围栏技术，在不同区域的边界设置电子围栏，系统自动记录上、下车地点，在载客结束时，生成返空费总费用，实现返空费标准差异化。

3.2“实现供给时空均衡分布”的低速行驶费标准

低速行驶费收取标准的研究核心为如何收取低速行驶费以实现出租车高峰时段和非高峰时段的单位时间收益平衡及高峰时段交通拥堵区域与非拥堵区域的单位时间收益平衡。在大数据挖掘盛行、GPS、地理信息系统、互联网广泛应用的背景下，充分使用出租车GPS轨迹数据分析城市交通拥堵状态，掌握出租车驾驶员在交通拥堵状态下的驾驶习惯和路径选择规律，通过载客和空驶运营数据，分析交通拥堵对驾驶员经营收入的影响，实现通过收取低速行驶费平衡司机收入与乘客需求之间的关系及交通拥挤时段出租车供给科学分布（见图3）。

3.2.1分等级划分交通小区

按3.1.1节方法将研究区域划分为多个交通小区，具体数量根据城市面积确定。再依据出租车实时车速将这些小区划分为交通拥挤区域、交通缓慢区域、交通通畅区域3个等级。

图3　低速行驶费收取标准研究方法

3.2.2计算单位时间预期利润

出租车单次载客收入由起步价、里程价和低速行驶费、返空费构成。以Fq、p0、s、Sab、hab分别表示起步价、里程价、起步价里程、a∈A到b∈B的行驶里程和时间，Dab为a∈A到b∈B的乘车需求量。按照收费标准Fab=Fq+p0（Sab-s），则出租车服务于a∈A区域的一名乘客的预期收入为：

出租车在交通小区b∈B放下一名乘客后并服务于交通小区a∈A的一名乘客的单位时间预期利润ωab为：

式中：ϕ1、ϕ2、ϕ3分别为出租车由b∈B向a∈A空载行驶过程中、在a∈A区域搜索乘客或等待时、服务一名位于a∈A的乘客时单位时间内的成本；wa为出租车在交通小区a∈A的搜索等待时间。

3.2.3计算累计低速行驶时间

通过处理出租车GPS数据，交通小区间的行程时间采用出租车经验路径行程时间，分别计算交通小区之间高峰时段累积低速行驶时间TGij和非高峰时段累积低速行驶时间TFij。

3.2.4制定低速行驶费收费标准

引入低速行驶费收取标准，速度低于v0时，非高峰时段低速行驶费标准为fF，高峰时段低速行驶费标准为fG。

3.2.5建立区域单位时间预期利润平衡模型

以高峰时段改变驾驶员路径选择，实现出租车供给时空分布均衡为目标，建立交通小区之间载客单位时间预期利润平衡模型，通过调节低速行驶费用实现区域单位时间预期利润平衡，从而减少驾驶员高峰时期选择性载客现象。在使乘客出行成本和驾驶员收入波动在合理范围的情况下，确定低速行驶费收费标准。

3.3运价结构优化思路

出租车运价结构是一个整体，各项的变动调整都将对出租车驾驶员和乘客产生影响。在上述研究的基础上，以乘客运价调整意愿为参考内容，充分考虑各方利益，以对出租车乘客的影响最低、保证方案实施后出租车行业的稳定性、实现社会福利最大化为原则，提出如下出租车运价结构调整优化思路：1）研究城市出租车运价结构存在的问题；2）对起步价、里程价、长途返空费、低速行驶费、夜间附加费和燃料附加费六项进行单因素敏感性分析，探讨调整可行性和必要性，对可调整项提出可行性方案；3）通过调研，征集群众对运价调整方案的接受意愿，筛选可行方案；4）在有限的可行方案中，组合测算方案影响人群范围、居民出行成本和驾驶员收入波动情况，以社会福利最大为目标得到出租车运价结构最优调整方案（见图4）。

图4　出租车运价结构调整思路

4　结语

该文充分考虑互联网新运营模式和智能交通技术，基于出租车GPS车载设备生成的大量轨迹数据，提出建立出租车“区域差异化”返空费收取模式和“实现供给时空均衡分布”低速行驶费收取标准的方法及综合考虑驾驶员收入波动、乘客出行成本和乘客接受意愿三因素的以社会福利最大化为目的的出租车运价结构优化思路，具有较强的可实施性，可为城市交通管理部门科学、合理地制定出租车运价结构提供依据。

参考文献：

［1］ 黄钰.出租车运价调整政策的过程模型分析：以桐乡市为例［J］.现代商业，2014（20）.

［2］ 张锐.以互联网+思维化解出租车与专车的市场冲突［J］.广东经济，2015（8）.

［3］ 张朝霞，秦青松，张勇.“互联网+”时代客运出租车管理改革方向探讨［J］.价格理论与实践，2015（7）.

［4］ 宗刚，王键.出租车低速行驶费对司机福利的影响研究：基于北京市出租车市场［J］.价格理论与实践，2015 （10）.

［5］ 张霞，蒋晓川，黄承锋.城市出租车运价结构优化探讨［J］.交通企业管理，2010（7）.

［6］ 罗端高，史峰.考虑需求分布影响的城市出租车运营平衡模型［J］.铁道科学与工程学报，2009，6（1）.

［7］ 胡继华，钟广鹏，谢海莹.基于出租车经验路径的城市可达性计算方法［J］.地理科学进展，2012，31（6）.

［8］ 周小梅，田定远.对我国城市出租车行业管制问题的思考：从出租车司机和乘客利益变化角度的分析［J］.价格理论与实践，2011（8）.

中图分类号：U492.4

文献标志码：A

文章编号：1671-2668（2016）03-0072-05

收稿日期：2016-01-21