基于gps数据的出租车补贴方案研究

基于gps数据的出租车补贴方案研究

0出租车合理规模的相关研究随着网络向中国的普及，公共交通软件服务平台在移动互联网上迅速发展。考虑到中国许多城市出租车的不同需求和出租车的难度，以及出租车的不足，制定合理的出租车规模研究对完善城市出租车资源配置非常重要。根据国内外相关文献，关于出租车运营和补贴的描述很多。例如，1972年，德洛伊提出了出租车市场的集体模型。1乘客的乘客概率和当前时间的空虚率1.1城市时间空驶率定义1假设出租车一天的实际载客时间为X,空驶时间为Y,运营时间为Z=X+Y,则时间空驶率为根据文献[4],城市时间空驶率的最佳理想指标是0.3到0.4.下文将对空驶率进行如下分类(见表1):1.2空驶率和发送率的日变化假设出租车的行驶是随机的,车辆到达服从泊松分布.根据文献[1],乘客等候的T分钟内到达y辆车的概率P其中,l以深圳滨海大道为例,容易得到所选特征路段L的长度为9.5公里.假设乘客等候时间为10min,将一天划分为24小时.通过对2011年深圳市出租车GPS数据进行分析,使用matlab软件筛选出每个时间段出租车运行的次数,计算每个时间段出租车的时间空驶率和出租车运行的平均速度.可以得到在乘客等候的时间内打到车的概率结果,如图1所示.从图可以看出,该路段一天中的早上7:00至9:00,以及晚上17:00至19:00的出租车时间空驶率和乘客打到车的概率都比较低,这符合正常人们的作息规律,可见该数据是合理的.同时,空驶率与打车概率基本是服从正相关的关系,于是下文将不再讨论打车的概率,而是通过研究空驶率来研究补贴是否有助于缓解打车难.2公共汽车补贴模型2.1出租车供需模型根据文献[5],我们将出租车乘客需求量定义为乘坐出租车的居民或流动人口的发生量.在城市交通规划中,城市居民和流动人口的出行、基层居民的收入、交通方式性价比均影响着出租车乘客需求量.因此,可以获得如下的出租车供需模型:式中,Q代表乘客日需求量(单位:人次);Q乘客单次乘车费用J(单位:元)为:式中,l是单次乘车里程(单位:千米)。出租车固定客流日需求量Q式中,K表示城市常住人口数;Dt(t∈[1,24])表示乘客在第t小时内出行平均次数(单位:人次/人);h出租车变动客流日需求量Q式中,A是家庭日均乘车次数;M2.2乘客补贴模型滴滴打车和快的打车在上线之日起一直都执行给司机补贴和乘客补贴的政策.这个政策除了可以提高它们各自的市场占有率,还可以在一定程度上提高市民选择出租车出行的概率.2014年开始,嘀嘀打车和快的打车对新乘客返现10-15元,新司机首单立奖50元,而且每单都有补贴十块.目前两大打车软件纷纷将针对乘客的补贴降至3元/单,对司机端的补贴,嘀嘀是5元/单,快的4元/单,它们的补贴方式从软件上线开始直到今日,基本都是固定的金额.对乘客的补贴等价于是降低了乘客的乘车费用,于是可以得到如下的乘客补贴模型:式中的S表示固定补贴的金额(单位:元).理论上,将上述模型中的变量都假设为连续的,根据数学分析中偏导数的性质,可以得到如下结论:结果表明,在出租车供应量P3出租车补贴模型的构建和求解3.1出租车单次补贴模型根据文献[6],在实行对出租车进行补贴的情况下,出租车运营利润是受到经营收入、出租车运营总成本以及补贴费用的影响.于是,数理统计中数学期望的定义,将空驶率类比概率,可以建立如下固定金额出租车单次补贴模型:式中,C表示出租车单次出行的成本;R表示出租车单次出行的利润;H若出租车要出车,则利润必须满足条件:R≥0.考虑当收支平衡时,即R=0时,按照“滴滴打车”或“快的打车”的固定补贴金额,S=5,l根据表2,当S固定时,空驶率与载客里程成正相关.即表明载客里程较大时,所给固定补贴不能满足司机从而导致空驶率较大,即出租车司机更愿意选择近距离的乘客而不是远距离.基于这样的情况可知,出租车每出行一次补贴固定金额的补贴方案并不能解决“打车难”问题.3.2单单出租车补贴的原则根据经验,要缓解“打车难”问题,对出租车的补贴至少应该包含如下两个方面:(1)下单乘客与接单出租车距离的调度补贴S(2)道路服务水平的不同和乘客打车距离的长短给出租车的补贴S3.2.1推广推广设l3.2.2交通总有效率定义2道路服务水平是指衡量交通流运行状况的一种质量指标,服务水平的等级可以反映路段交通流特征,以汽车在该道路的运行速度为标准划分等级.参照美国的道路服务水平等级划分,将我国的道路服务水平一级服务水平:道路交通量较少,车头距离比较大,道路利用率较低;二级服务水平:道路交通流比较稳定,基本不会出现道路阻塞现象,道路利用率中等;三级服务水平:车辆行驶比较拥挤,而且运行不稳定,车流量稍微增加就会造成交通拥堵,车道利用率比较高;四级服务水平:通常处于跟车状态,行驶车辆间相互干扰十分严重,此种情况一般发生在早晚上下班高峰期或者道路十分拥挤的路段.因此,假设速度低于30km/h,乘客会选择下车.通过测路段车辆的平均行驶速度,根据道路水平分类,可以确定路段的服务水平.由于一、二级服务水平的道路交通流较稳定,故只对三、四级服务水平的道路进行补贴.将三级典型自由流速度55km/h作为交通稳定下的平均速度,l式中,a为固定补贴的金额;γ为百分比,表示补贴占打车费用的比率,If(v)为特征函数,平均速度介于30km/h-55kn/h则补贴,高于这个速度则不补贴,低于这个速度则假设乘客会下车.其他参数同上.3.3.3出行指标检测因此,根据上面的结论,可以获得如下非固定金额出租车补贴模型在R=0的条件下,假设β=0.6,γ=0.2.同时根据附表的出行指标,可以得到空驶率,载客距离和出租车运行速度之间的关系图:从图2中,可以看到曲面逐渐趋于平缓,并且计算出租车的平均运行速度为v=50km/h,空驶率的变异系数为0.1517(数据为表5),即表明在指定调度里程和不定额补贴下,空驶率受载客里程和速度的影响较小,空驶率相对稳定.因此,出租车每出行一次进行不固定金额补贴的补贴方案能够缓解“打车难”问题.4基于最优路径的调度误差评价如今,大数据时代兴起,使得软件服务平台的开发更加离不开互联网。随着浮动车采集技术日益成熟,利用在出租车或手机上加载GPS终端对出租车的实时运行状态的数据采集成为可能。在确定了乘客上车起点以及目的地的情况下,可以通过GPS服务端获取出租车与乘客上车地点的距离、多条载客路线以及当前路况。先计算调度里程补贴,接着,根据道路水平分类,已知各个等级对应的路段自由流速度范围,对各类路况设置权重,故有:设载客路线由m个路段组成,则路线权重W:模仿Floyd算法,求出权重最大的路线为最优路线。出租车从第一个路段起点出车,在到达下一个路段起点时,可以获取出租车在第一个路段的载客里程及时间,计算该路段出租车平均载客速度,给出相应的补贴金额。依此类推,最后将m条路段所得的补贴金额累加,得到出租车单次出行中载客里程所得补贴,即:综上所述,打车软件服务平台的统计出租车补贴功能的后台运行流程为:Step1:获取乘客上车