基于公平性的出租车合乘算法研究

2015-01-04宫熙桢

长沙大学学报 2015年2期

宫熙桢，杨珍

(长沙理工大学交通运输工程学院，湖南长沙410004)

自2013年起，雾霾天气时不时出现在我国的部分城市，给人们的出行带来了极大的不便.APEC在北京召开期间，北京、天津、河北及山东部分城市采取放假的形式，尽可能避免雾霾天气(PM2.5严重超标)的发生.而就雾霾的成因，据相关研究人员分析，20% ～30%的PM2.5可能是由车辆尾气导致的.

环境的恶化一次又一次向人们敲响了警钟，“低碳生活”刻不容缓.而作为公共交通方式之一的出租车，集优势与弊端于一身而广受研究人员争议.例如上海市调查显示，出租车每日行驶里程中近1/3为空载，不仅浪费资源而且容易引起PM2.5超标.近期上海市更是将出租车划分在公共交通范围以外，不禁让群众对出租车出行是否属于低碳出行感到困惑.如果出租车能够实现合乘，并加以推广，就可以很好地确定出租车属于“低碳出行”的行列.

合乘出租车不仅能使出租车“重回”公共交通的行列，与非合乘的出租车相较更为低碳环保，而且结合西方已有合乘经验的国家的研究发现［1，2］，合乘能够使合乘人员的出行费用降低，还能提高出租车司机的收入以及解决大型城市“打车难”的问题，因此，为了让出租车合乘早日得到推广，本文对出租车合乘的实用性以及可能存在的问题进行研究.

1 合乘模式

作为出行者，选择出租车作为出行方式一般多为偶发性出行，即非固定线路出行，例如逛街、游玩、访友等［3－5］，当然也不排除通勤出行人员采用出租车行驶，不过通勤出行人员采用出租车出行一般是由于发生突发状况而选择的，例如赶时间或错过班车等.介于采取出租车出行的人员不是为了追求高效快捷的出行，而是为了解决对目的地不熟悉，难以自行到达的困扰，本文将以偶发性出行为研究对象，分析出租车合乘可能采取的几种形式.在分析可能存在的合乘模式中，假设以下几点:

(1)合乘人员出行路网为图1所示，节点间的距离均为1km，所以可能存在多条最短线路;

图1 合乘人员出行路网

(2)合乘组共有n组，n∈{2，3}，合乘人员间均为陌生人，不知道其他合乘人员的出行线路和目的地，将1组定义为最先上车的合乘人员，并依次往后，n为最后一组合乘人员;

(3)在合乘中，出租车司机不会采用绕路、圈路等其他不良手段，均以各合乘人员出行最短路为行驶路线;

(4)合乘人员的出发节点与目标节点可相同.

1.1 完全包含模式

该模式为出租车合乘人员的出行线路，一方完全包含在另一方的线路中.

如图2所示，1组出行线路为9～16，2组出行线路为13～17，该种模式就属于完全包含模式.

图2 完全包含模式

1.2 部分重合模式

该模式即合乘人员的出行路线存在部分重合.该种模式又可分为两种:有折返与无折返.

图3 部分重合模式

如图3所示，1组出行线路为9～16，3组出行线路为12～28，4组出行线路为13～19，他们的出行线路有部分重合，1组与2组间出行线路不相冲突，没有折返路段;而1组与组4出行线路有所冲突，存在折返路段.一般情况下，在合乘中，折返路段小于合成路段.

1.3 无重合线路模式

该模式为合乘者间出行路线完全没有重合线路.

图4 无重合线路模式

如图4所示，1组出行线路为9～16，5组出行线路为18～30.由于两条出行线路有却仅有一个交点，所以在合乘中该模式属于小概率事件，所以不予考虑.

2 影响合乘出租车的因素

虽然合乘出租车有更为低碳、提高出租车司机收入和解决“打车难”等优势，而且在国内江浙一带合乘计价器也被应用于出租车中，但对于合乘出租车，人们多少还是有些顾虑，顾虑有以下几点组成:

(1)理念因素.相对于开放的西方国家，古老的东方古国的人们内敛而含蓄，也正因为此，在合乘出租车问题上，多数人是有抵触情绪的.一方面传统思想中的“防人之心”与“人心隔肚皮”等观念深入人心，为合乘出租车划下了一条条鸿沟;另一方面，从心理学角度研究发现，人与人之间的间距与他们之间的亲密程度呈正比.陌生人间的平均距离为1～1.5m，而间距30～70cm多为朋友间的平均间距.一般合乘者为陌生人，出租车内空间相对狭小，无法满足陌生人间的平均间距，因而会使人感到拘束、不安甚至引起恐慌.

(2)安全因素.合乘者彼此间若为陌生人，由于理念上的不信任，因而对自身的安全产生怀疑.合乘也确实存在一定的风险，由于对合乘者的不了解，无法得知对方的品行、善恶，对方出行的区域的安全程度等也可能存在安全隐患.

(3)费用因素.出租车出行作为公共交通出行范畴内较为昂贵的一种，其出行费用在一定程度上决定了它的影响范围.一方面出租车出行费用与出行线路的长度有关，而出租车行业也存在少数为了牟取更高的收益，而故意绕行、圈路等不良经营行为.合乘可能为出租车提供绕行、圈路等行为提供借口.另一方面，合乘的收费方式如果选择不当，极有可能产生乱收费现象;在没有合乘计价器的情况下，根据司机个人经验来收取费用，对于合乘人员来说是不合理的，也是没有依据的［6］.

3 解决方案

3.1 解放思想，稳抓安全

虽然在社会不断进步的今天，传统思想存在部分被弱化，但这种自我保护意识，还是备受社会肯定的.而对于理念因素的研究，很有可能被上升到诸如“人性本善”或是“人性本恶”等哲学问题，但从合乘出租车角度出发，需要解决的其实是由于陌生人之间的间距被打破而产生的心理压力.如果能够很好地解决出租车合乘的安全因素，相信对缓解由于被打破间距而产生的心理压力有所帮助，进而使得更多人接受出租车合乘.

3.2 科技与法律并重，安全与合乘通行

随着科技的发展，GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)、RS(遥感系统)技术有了长足的进步，将3S技术应用到合乘出租车之中就可以很好地对车辆运行线路和司机的行为进行有效监督.出租公司可以通过3S技术对合乘司机的行为加以约束，形成良好的合乘市场秩序;合乘人员可以通过手机等定位终端检测自己出行路线是否出现偏差，从而保证自身安全.

3.3 合理计算费用，推广合乘出租

出租车总费用计算一般为起步价C0+每公里单价 ×(行驶公里数S－起步公里数L)+其他费用，而对于以往的合乘也是在总费用的基础上根据司机个人判断给予合乘人员一个适当折扣，即

这样的计算方法无法保证其科学性，而且由于是司机判断，所以对出租车司机自身一定是有较大利润的.过往学者提出的以公平性为基准的计费方式，将合乘司机的利润压至较低不利于出租车合乘的推广［8，9］.而且对于可能出现的合乘费用问题，涉及到出租车因不良手段导致的多收费问题和因无法合理计算合乘人员各自的费用导致的乱收费问题.对于不良手段导致的多收费问题可以借助安全问题的解决方法，利用高新科技加以处理.对于乱收费问题，这里提出一种计算收费方法，加以应对.

首先，以公平性为基准的计费方式［10］进行改进，依旧将合乘中的线路分为合乘路段与非合乘路段，分别计费;但对于重合段的计费不再采用人均式，而是以费用分担率来代替.其次，在对合乘模式分析时，发现合乘过程存在折返现象，虽然折返路段较短，但仍会对合乘人员能造成时间损失，该部分应由出租车司机和该合乘人员一起负责.

Fi为第i组的出租车费用，Ri为第i组的费用分担率，x为出租车每公里单价，Si为第i组的出行路程，为第i组与第j组的合乘路段，为由于第i组与第j组冲突而导致的折返路段为出租车行驶的平均速度，p为个人价值系数.

以深圳市为例，出租车起步价白天为10元，晚上13元，起步公里为2km，单价白天2.4元/km，夜间3.1元/km，燃油附加费为3元，借助GPS数据测得平均车速约为40km/h，个人价值系数为26.16元/h.

表1 合成部分司机收益比例

由表1知，为保证合乘人员的出行费用较低，也保证司机的利润可以有所提高，则司机最少收益为大于原来的110%.出租车合乘能够实现出租车司机部分提高，也是为了使每个合乘人员能够以较低费用较快速度到达目的地，所以在保证公平与司机收入较为合理的情况下，选择当组数为2时，R1=R2=60%，当组数为3时，R1=R2=R3=40%.

以图2结合深圳出租车白天收费为例计算，图2中，合乘人员费用非别是F1=60% ×10+3×2.4+3=16.2元，F2=60% ×10+3=9元;非合乘费用Ff1=10+3×2.4+3=20.2元，Ff2=10+3=13元.合乘总费用为F=16.2+9=25.2元，非合乘总费用为F=20.2+13=33.2元.