政府激励、质量投入对共享单车服务网络均衡的影响研究

李坚飞, 唐 昆, 沈 炀, 李 蓓

(1.湖南工商大学 工商管理学院,湖南 长沙 410205; 2.湖南工商大学 经济与贸易学院,湖南 长沙 410205)

0 引言

新时期,在企业降本增效的牵引下和新一代信息技术的推动下,以平台化、高效化、开放性和分布式为特征的共享经济,得到了前所未有的发展,共享单车作为共享经济的典型代表成为了社会各界关注的焦点。近年来,共享单车企业开始关注过量投入与共享频率等问题,利用大数据对消费需求进行预测,以减缓过量投入带来的负面影响,但实践证明在随机需求扰动下单一的需求端预测与调度是难以解决过量投入带来的不利影响,必须从服务供应链网络层面,将制造供应商、服务集成商、消费需求端、政府等相关主体纳入共享单车服务系统,寻找实现服务供应链网络参与主体间的供需均衡策略,从整体服务供需系统中规划、组织和优化网络资源配置,促其可持续发展。

共享单车服务网络设计与调度优化一直是国内外学者关注的焦点,主要集中在两个方面:(1)共享单车服务网络的需求预测与网点布局方面。需求预测方面,学者们主要结合图论、排队论等方法进行单车需求预测。如AI等基于数据挖掘和机器学习方法预测共享单车的时空需求[1];KAPSI等基于贝叶斯等方法预测了站点共享单车数量以及需求模式[2]。在选址优化上,学者们主要基于成本最低、服务需求最大等目标函数,结合数据挖掘等模型方法进行优化设计,如VOGEL等[3]、KALTENBRUNNER等[4]、CHANG等[5]、张水潮等[6]采用数据挖掘、神经网络、增强决策树等方法优选设计共享单车的服务网络站点。(2)共享单车运营(调度)系统再平衡方面。这主要表现在车辆的调度以及服务网络资源配置和优化方面,BENCHIMOL等提出了自行车服务网络再平衡问题[7],FORMA等提出了Pickup-Delivery决策问题[8]。PAL和ZHANG开发了混合嵌套的大邻域搜索与可变邻域下降算法从静态视角探讨了车辆调度路线和资源配置方案不随时间变动的服务系统再平衡问题[9]。REGUE和RECKER提出需求预测算法从动态视角研究了考虑服务系统再平衡问题[10]。

随着共享单车竞争加剧,服务系统再平衡矛盾突出,部分学者主张加强政府的规制和监管,运用强有力的行政手段进一步规范共享单车服务体系。以LYU等[11]、YANG等[12]、LOAKIMIDIS等[13]为代表的学者认为政府应优先考虑财政激励,通过设置合理的生产和消费补贴支持共享单车运营企业的持续创新和良性发展。国内学者相博等认为政府应积极发挥产业引导作用,在城市空间布局、专属道路规划以及产业配套等方面予以支持[14]。

纵观现有文献,对共享单车作为准公共服务的供应链网络均衡研究还不多见。虽由少数学者已经提出了要在共享单车服务模式设计中考虑供应链要素和价值传递等因素,但其研究的基点还是侧重于研究单一主体利益,研究视角主要集中如何实现单个参与主体利益最大化在“点”上,基于服务价值、服务质量、生态持续社会福利的“链”“线”和“面”的研究还相对较少,对整体服务链条网络均衡及其可持续发展鲜有研究。加之,消费者质量偏好直接影响着共享单车的使用频次,与产品质量息息相关。因此,本文在考虑消费者质量偏好的同时,综合考虑政府政策激励下消费需求端不同质量单车的平均共享频率对整体服务供应链网络均衡的影响。

1 模型构建与假设描述

本文研究的共享单车服务供应链网络由m个相互竞争制造供应商、i个服务集成商以及k个消费需求端三个层次构成。为了便于研究,本文作出如下假设:

假设1假定市场中存在新产品和再制造产品两种不同类型的单车产品,且两者在使用寿命周期、生产成本及其可再回收等方面存在差异。

假设2假定再制造产品的质量、生产成本和服务价格都低于新制造产品;假定再制造共享单车的平均共享频次要低于新制造的共享单车。

假设3假定消费者会更偏好外观较新、质量较好、功能较齐全的单车作为选择。假定集成商不再从需求市场中回收再制造产品。

假设4假定新产品和再制造产品共享系数为统计均值,该系数影响市场需求数量,也与服务质量和产品质量存在紧密关联。

假设5假定所有函数都是可微分的凸函数,且约束条件得到的定义域也是凸集。假定共享单车服务网络均衡问题本质上是一个可微凸优化问题。

2 共享单车服务网络均衡模型

现实中共享单车的运营是一个服务供应链网络,单独地研究某一环节很难解释或寻找到系统整体最优的解决方案,为此,本文基于网络演化博弈视角,在考虑服务供应链闭环网络系统中同类成员竞争的基础上,将共享单车服务网络划分为制造供应商、服务集成商和消费需求端,结合平均共享频率,在政府激励下建立了具有质量偏好消费市场的共享单车服务网络均衡模型,探索整个服务网络中不同合作主体间的竞合关系,以刻画共享单车服务系统中利益均衡、服务优化的相互作用及演化过程。

2.1 制造供应商层的最优行为及均衡条件

(1)

(2)

2.2 服务集成商层的最优行为及均衡条件

(3)

(4)

2.3 消费需求层的最优行为及均衡条件

(5)

(6)

2.4 共享单车服务网络均衡模型

3 数值算例

本文考虑由2个制造供应商、2个服务集成商和2个需求消费市场组成的共享单车服务网络。首先,假定平均共享频数组合为(6,3),参与主体质量改进投入组合为(0.5,0.5),分析政府激励系数变化对均衡状态影响的差异。如表1:(1)政府采取正向激励能有效提升共享单车服务网络各主体收益,且比采取负向激励(规制)效果更好;(2)政府激励系数存在报酬边际递减发展趋势。当Si在25时,表现出较好的结果,小于25出现递增趋势,大于25出现了边际递减。这就要求政府在对共享单车服务网络的构建和优化过程中,要规制和补贴双重并进。

表1 政府激励系数Si的变化对共享单车服务网络均衡状态的影响

表2 需求市场平均共享频数的变化对共享单车服务网络均衡状态的影响

最后,假定政府激励系数为Si=25,需求市场对新产品和再制造产品平均共享频数组合为(6,3),分析质量合作系数变化对共享单车服务网络均衡状态影响差异。如表3:(1)质量集成合作方式所产生收益要远远高于非集成的质量合作;(2)服务集成商主导下的质量所产生的整体收益要高于制造供应商主导下的质量合作关系;(3)双方调试匹配下相对公平情形下的质量合作收益要大于其他的质量合作收益。

表3 参与主体质量合作系数(αm,αi)变化对共享单车服务网络均衡状态的影响

4 结论

本文通过分析得到了以下研究结论:(1)只有当制造供应商新产品价格等于影子价格、边际生产成本、制造供应商与服务集成商新产品边际交易成本之和,当服务集成商愿意接受该价格时,制造供应商对其进行供货;再制造产品同样。(2)服务集成商新产品平均共享频次越多其市场价格越低,而其对再制造产品价格受平均共享频次与政府激励的双重影响,政府激励越大,内生价格越低。(3)服务集成商回收产品内生价格与服务集成商的质量偏好存在负向关联,与制造供应商的质量偏好存在正向关联关系。同时,随着产品回收数量增加,两类产品平均共享系数增加,服务集成商共享收入会得到提高。本文并未考虑将平均共享系数定义为“生态系数”,值得在下一阶段中探讨。