基于数学模型的共享单车行业发展研究

李 衡，任 引，郑文明 LI Heng,REN Yin,ZHENG Wenming

（1.福建船政交通职业学院，福建 福州 350007；2.中国科学院 城市环境研究所，福建 厦门 361021；3.福建省交通运输厅，福建 福州 350001）

(1.Fujian Chuanzheng Communications College,Fuzhou 350007,China;2.The Institute of Urban Environment,Chinese Academy of Sciences,Xiamen 361021,China;3.Fujian Provincial Department of Communications,Fuzhou 350001,China)

共享单车作为互联网共享经济条件下新兴交通业态，因其自由便捷、智能高效、价格实惠、低碳环保，受到公众欢迎，发展迅猛，风靡全国。目前，共享单车已经成为城市居民短距离交通的较佳选择，是公交、地铁、出租车、驾车等公众出行交通工具的补充，方便了人们出行，减少了环境污染，有助缓解城市交通拥堵。

1 国内共享单车发展现状

2015年5月北大校园首次出现2 000辆共享单车，然后在其它高校推广，2016年多家共享单车获得大量风险投资，国内共享单车爆炸式发展，摩拜、ofo、哈罗、永安行等近几十品牌企业抢占各大中城市市场，据不完全统计，2016年国内共享单车用户数量1 886万。2017年大幅增长用户数量已达2.09万，预计未来两年还将持续增长。共享单车是互联网单车租赁服务，各品牌的租借押金0～299元不等，计费每小时1元不等或包月。共享单车作为新兴业态在快速扩张的同时，成都、深圳在全国率先发布了鼓励共享单车发展的试行意见。各地先后发布了类似管理办法等规范性文件的征求意见稿，2017年8月3日，国家交通运输部等10个部门联合发布了第一个共享单车国家文件《关于鼓励和规范互联网租赁自行车发展的指导意见》。因行业管理相对滞后、企业管理不到位、技术准备不充分等原因，也出现了违规乱停车、押金管理不规范、被人为蓄意破坏、服务维修不到位等一系列问题，如共享单车堆积成山、小鸣单车押金问题等，制约了行业自身发展，给城市交通治理带来了新问题。

2 国内共享单车发展分析

2.1 基于层次分析法研究共享单车市民选用意愿

从近年支付宝亿元红包到2017年共享单车彩虹大战，呈现出互联网共享经济企业对使用人口的抢夺，谁抢占了人口，谁就抢占了市场，谁就获得更大发展空间。本文以福建福州为研究区域，使用层次分析法研究福州地区居民选用共享单车主要考虑因素，以点及面，定性和定量分析相结合，研究国内城市地区选用共享单车要素。按照确定共享单车市民选用意愿指标体系、具体量化指标、使用层次分析法计算比较各指标重要性、定量定性综合分析的方法步骤进行研究。

2.1.1 确定共享单车市民选用意愿指标体系

先后组织院校专家、交通运输行业、运输企业、普通市民召开了3次共享单车选用意愿指标调研会，梳理筛选能全面反映选用意愿的指标，分析共享单车选用意愿各指标之间的相互关系，归纳总结出4个一级指标和12个二级指标的评价体系。即，单车品牌，包括品牌声誉、市场表现；单车服务二级指标，包括租用价格、押金管理、单车完好率、保险等；单车质量二级指标，包括骑行方便、安全性、美观性等；单车分布二级指标，包括学校区域、工作区域和娱乐区域等。

2.1.2 量化共享单车市民选用意愿指标

向福州地区各行业人员发出1 000份共享单车选用意愿指标重要性调查问卷表，使用两两比较法来确定各指标的两两比较的重要性，将指标进行量化。调查问卷统计结果如表1所示：

表1 共享单车市民选用意愿指标重要性调查统计表

2.1.3 使用层次分析法计算比对

使用层次分析法，先单层次指标计算比对，后加权平均综合计算，对共享单车市民选用意愿重要性进行综合比对。

2.1.3.1 构造一级指标判断矩阵。根据统计回收1 000份调查问卷情况，将共享单车市民选用意愿一、二级指标分层分组逐一进行重要性对比。依据调查问卷各指标的选取人数，分别取1、3、5、7、9来表示出现频次和重要性，进行计算和两两比较。首先对共享单车市民选用意愿一级指标各要素进行单层次分析，构造共享单车市民选用意愿一级指标判断重要性比对表，如表2所示：

表2 共享单车市民选用意愿一级指标判断重要性比对表

2.1.3.2 判断矩阵正规化计算。首先将判断矩阵按行相加得到向量W=［0.39 0.39 1 2.22］T。然后将向量进行正规化，得到特征向量 ［ 0.098 0.098 0.25 0.555］T，即为共享单车市民选用意愿一级指标所对应权重。

2.1.3.3 进行一致性检验

查表可得RI=0.89，CR=CI/RI=0.012/0.89=0.013＜0.1。说明共享单车市民选用意愿一级指标判断矩阵具有一致性，即共享单车市民选用意愿一级指标中共享单车品牌、单车服务、单车质量和单车分布所对应的权系数为 （0.098,0.098,0.25,0.555）。

2.1.3.4 按上述同样方法求得其它指标对应权系数。可得到共享单车市民选用意愿单车品牌二级指标品牌声誉和市场表现对应的权系数为 （0.2 5 ,0.75），单车服务二级指标租用价格、押金管理、单车完好率和保险服务对应的权系数为（0.12,0.26,0.56,0.06），单车质量二级指标骑行方便、安全性和美观性对应权系数为 （0.63,0.26,0.11），单车分布二级指标学校区域、工作区域、娱乐区域对应的权系数 （0.14,0.72,0.14）。

2.1.3.5 进行综合评价。使用加权法综合共享单车市民选用意愿的12个指标的综合权重，如表3所示：

表3 共享单车市民选用意愿指标综合权重

2.1.4 综合分析共享单车市民选用意愿

一是共享单车市民选用的重点考虑因素。综合权重排前几名的是单车区域分布、单车骑行方便、单车品牌市场表现，单车工作区域分布指标权重为0.4，是人们选用首位的考虑因素。由此也可以看出，为什么目前各大单车企业通过多轮融资，爆炸式生产各自品牌单车抢占各大城市、抢占市场份额，这也是企业当前最首要的战略。其次是单车骑行方便和品牌市场表现权重为0.158和0.074。也就是说，人们在选用哪一品牌单车出行时，主要考虑因素除了工作地点、学校区域和娱乐区域附近是否分布有该品牌单车外，还会考虑到该品牌单车自身是否便于骑行，市场评价好不好。因此，共享单车企业在制定企业策略时要贯彻布局合理、自由共享、方便快捷的发展理念，把单车工作区域分布和单车骑行便捷这两个权重排名前2名指标作为重要考虑因素，在高速扩张市场的同时，注重提高单车自身骑行便捷性和舒适性。

二是共享单车市民选用不可忽视的考虑因素。单车完好率、单车安全性和品牌声誉所占权重为0.055、0.065、0.025，这些选用单车服务因素权重排名居中，这些因素也将或多或少的影响单车使用者选择。在福州调查问卷中发现有96%人使用过4种品牌以上单车，最后只保留常用1～2种品牌单车，人们通过共享单车区域分布、服务质量和自身使用体验来综合衡量，作出各自选择，而且选择的品牌不是一成不变的，以后也可能出现改变。目前，共享单车企业在通过多轮融资推涨之后，不少城市同一区域都分布不同品牌的单车，关注重点也将从大量投放单车抢占城市空间逐步转变到扩大和保持使用人数上来。这时企业要越来越把目光投放到单车服务质量上，由粗放数量型向质量效能型转变，不同品牌单车竞争核心就是各品牌单车服务和质量。

三是共享单车市民选用的可变因素。这次调查问卷所列的指标只是初步探索，能比较全面反映出当前人们选用共享单车的各种考虑因素。但随着共享单车市场从无序向有序，从起步发展到规范运行，这些指标和权重也必然会因势而变。比如由于2017年底小鸣单车押金事件影响，大家选用单车比较关注押金管理安全，押金管理这一指标权重为0.026，比较受人关注。但随着市场不断规范，必然出现免押金、支付宝信用免押金、第三方监管或其它政策性要求，押金管理统一规范了，押金管理就不会成为大家选用的重要考虑因素。当前，租用价格、保险服务和美观性这些指标权重分别占0.012、0.006和0.028，不是人们选用的重要考虑，如共享单车企业租用价格通常采取每小时0.5或1元、包月5～20元或新注册免费10～15次等低价竞争策略，费用低廉。但随着共享单车行业逐步规范，租用价格、保险服务等这些指标是各大共享单车企业重要利润所在和竞争策略的重要方面，它们的差异性会越来越凸显，也会越来越受人关注和比较，可以预见，以后人们在选用共享单车意愿指标体系中所占权重会越来越大。

2.2 基于博弈论研究共享单车企业和政府决策

从共享单车国内市场来看，随着竞争加剧，共享单车市场融资、合并、合作、淘汰将愈演愈烈，悟空单车、町町单车等企业已倒闭，最后共享单车企业预计只会剩下摩拜、ofo、哈罗等几家共享单车企业巨头。可以使用多寡头博弈模型对共享单车企业和政府行为进行探索性研究，开始是无差别的同类同质同步抢占市场，经过几年发展，多寡头竞争在不同城市所占份额不同，市场有先入后入区别，因此，当前国内主要共享单车企业或某个城市主要几家共享单车企业可以看成是多寡头的N-stackelberg竞争博弈模型。所有企业最终关注的是自身的利润，有n个企业参与博弈，寡头Ei产量用qi表示，成本函数为Ci（qi）=cqi，需求函数为：

进入时机不同，利润也不同，抢先进入市场的共享单车企业利润π1可表示为：

后来进入市场的共享单车企业Ei（i= 2, …,n），利润πi可表示为：

代入计算，先入企业和后入企业纳什均衡的相应利润为：

政府和主管部门不仅关注消费者剩余，而且也关注社会总福利包括人们出行便捷、共享单车有序运营、人们身体健康和绿色低碳环保交通等。

上式中，消费者剩余函数U可以看作成本的减函数，而且社会总福利函数F如人们出行便捷、共享单车停放规范等，需要增加企业成本投入或政府公共投入来提高，是成本的增函数。

从博奕模型来看，n=1，市场只有一个共享单车企业，显然这是不存在的博弈，也就是说共享单车市场不会出现完全垄断，多寡头的共享单车市场是市场经济选择必须趋势。后入企业E2产量为 （a-c-q1）/4b，利润为（a-c）2/16b；后入企业E3产量为（a-c-q1）/8b，利润为（a-c）2/32b，均比先入企业少，而且按照先后入顺序，企业产量和利润均呈成倍数递减。这说明了先入企业优势，先入企业拥有先入市场份额优势，越早进入市场获得份额和利润就越多，这也解释了近年来共享单车企业都在反复融资抢占市场，爆炸式发展的现象，但随着竞争的优胜劣汰，最后众多共享单车小企业都将被淘汰或被兼并。而各大城市共享单车市场会出现多寡头共占市场。

之前为了计算方便，把各个企业成本看成一样，但实际上是不一样，比如摩拜单车就比较注重稳定性、安全性，ofo单车比较注重轻型化、便捷性，两者单车成本差异比较大，如摩拜单车初期每辆造价成本约3 000元，后来压低到1 000元，ofo小黄车初期每辆200元，升级后超过500元。各寡头企业实际经营决策，也并非完全理性选择，也不能完美达到纳什均衡。不同城市不同品牌共享单车所占份额各不相同，在逐步规范的共享单车市场竞争中，共享单车企业都将通过产品升级、提升服务质量等方式，获得更多份额、更多使用人员、更多利润。人们也在不断选择共享单车品牌，看谁价优物美，看谁服务好，看谁更能满足个性化需求。政府和主管机构要积极鼓励共享单车发展，通过制定法规、加强监管和完善配套等方式，尽快解决共享单车乱停放、押金管理安全、行业管理规范等新情况新问题，使共享单车市场规范有序运行，为市民最后一公里出行提供便利，为社会经济建设助力。

3 国内共享单车发展对策建议

共享单车作为共享经济新业态，属于智慧交通和绿色交通的范畴，给人们“最后一公里”出行带来便利，受到人们欢迎。共享单车企业发展迅猛，百家争鸣，优胜劣汰，竞争激烈。各级政府积极鼓励共享单车发展，不断出台各类指导性和规范性意见。针对共享单车发展现状，必须坚持问题导向，从找准行业定位、建立行业标准、规范行业管理、创新行业监管、打造行业文化等方面入手，促进共享单车行业健康发展。

3.1 找准行业定位，多方共建共管

共享单车是城市慢行系统的一种模式创新，是“互联网+交通运输”一种方式，是自行车单车共享服务的分时租赁经济，给人们最后一公里出行带来便利的同时，也带来押金管理、自行车乱停放、意外事故责任区分等新问题。目前，共享单车行业正从野蛮爆发式发展向有序规范发展的阶段转变中，正如博弈模型中所看到的从无序向有序发展，需要政府、企业、社会来共同解决发展中存在的问题。政府部门要主动作为、超前谋划、加强监管，推动新事物更好的发展。运营企业要积极适应共享经济要求，满足人们使用共享单车的需求，主动承担行业规范、线下服务等管理责任。社会要倡导文明骑行的风尚，增强市民遵守社会公德和文明使用意识。多方齐心协力，共建共管，促进共享单车行业规范有序发展。

3.2 建立行业标准，完善政策法规

共享单车作为新兴行业，迫切需要建立合理规范的行业标准和政策法规。目前，共享单车各类法规制度已经滞后于共享单车行业发展。国家、省、市各级人民政府和相关部门要加紧研究，统筹规划，制定相应政策文件和标准，规范共享单车发展的具体管理工作。进一步明确共享单车的发展定位、行业主管部门、相关部门职责，企业、主体责任等，进一步规范企业资质、车辆技术标准、经营服务规范、押金管理、网络安全保障等内容，如每年车辆技术体检、上路三年强制报废、车辆完好率95%以上等行业标准细则，为共享单车发展提供法规基础。

3.3 规范行业管理，加强部门联动

共享单车行业管理涉及交通、建设、规划、工商、城管、公安等多个部门，交通运输部门负责指导行业发展，规范共享单车运营秩序；住建部门负责城市慢行系统建设；城管部门负责规范乱停乱放、占用盲道、损毁绿化设施等影响市容市貌行为；公安部门负责查处侵占、盗窃、破坏共享自行车等违法行为；工商部门负责企业的工商注册，查处企业违反工商法律法规的行为；质量技术监督部门负责共享自行车车辆技术、质量的监督管理；价格部门负责价格行为监管；财政部门负责建设管理工作的资金保障；宣传部门负责市民遵章守纪、文明骑行和规范停放的宣传引导工作。各级相关部门各司其职，坚持问题导向，联动联管，规范共享单车行业管理。

3.4 创新行业监管，适应共享模式

主动顺应“互联网+”发展趋势，积极应用信息技术手段和大数据分析，创新共享单车行业监管模式。强化规划引领，结合各城市实际，合理设置自行车专用道，布设共享单车存取点，研究推行城市“电子围栏”等新技术，完善硬件设施。健全调节机制，严格准入退出制度。各地根据城市人口总量、市民出行特征、道路网络条件、自行车停靠点等指标，科学设定自行车投放总量，确保所投放的车辆规模与城市车辆承载能力相匹配。规范城市共享单车投向投量，禁止不符合条件的运营企业进入市场，责令经营服务不规范、安全隐患大、整改不到位的企业退出市场，引导共享单车行业有序发展。

3.5 打造行业文化，倡导文明骑行

通过线上线下宣传，倡导绿色低碳出行理念，增强市民法规和公德意识，引导和鼓励人们文明使用共享单车和自觉爱护共享单车。加强共享单车信用体系建设，将市民骑行信用记录纳入全国信用系统，严格实行信用积分管理和“黑名单”制度，强化诚信激励约束。加强政府职能部门、共享单车平台、市民公众群体之间的协作，打造行业文化，倡导文明骑行风尚，形成人人参与、人人管理、人人监督的共享单车治理格局。