[发明专利]一种出租车共享模式下的定价方法

权利要求书

1.一种出租车共享模式下的定价方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一，按照起步价、里程价、候时费和返空费因素构建传统模式下的出租车定价模型；

出租车合乘定价由起步价、里程价、候时费和返空费组成；起步价和里程价属于维持司机成本的收费，候时费则是在道路拥堵或非司机意愿下停车的补贴，由于传统的出租车并没有使用互联网技术进行乘客匹配，采用的是传统的定点巡逻、顺路载客的方式，因此在长途行车后由于可能是空载，需要承担返空费，基于上述分析建立传统的出租车定价模型：

其中，C_k为第K名乘客的费用，为第K位乘客在起始节点i到终节点j的实际距离，d₀为起步里程数，C₀为起步里程内价格，C为单位里程价，β为在规定公里数区间的系数；

步骤二，构建出租车调度方法；满足车上原有乘客的初始设定，如最晚到达时间、当前车辆容量和最大绕行距离，在上述调度方法的条件约束下可保证用户的舒适度；服务器在附近一定公里内，对现有车辆进行调度，行程结束后进行定价；

共享出租车的调度阶段，需要满足车上原有乘客的初始设定，如最晚到达时间，最大支持乘客共享，以及当前车辆容量，在符合调度条件的车辆中对附近车辆进行调度，如附近无合适车辆则逐步提高附近公里数，乘客等待5分钟后，提示乘客取消或继续等待；人车配对成功后发送消息通过软件下发告知乘客与司机双方；

共享拼车匹配约束条件：

(1)时间约束：

T_ij＜l_i-E_j (1.3)

其中，T_ij为共享乘客在路网节点中从i点到j点的预计耗时，l_i为最晚到达节点j的时间，E_j为最早从节点i点出发的时间；

(2)容量约束：

1≤N≤Q (1.4)

N∈P_m

其中，Q为共享车辆最大人员容量，N为最终共享拼车的人数，P_m为每位乘客所接受共享人数的最大集合；

(3)绕行约束：

DR_d(L_V-T_n)V_max-dR_jV_max (1.5)

其中，D为系统约定绕行最远距离，R_d为绕行距离，L_V为车上已有乘客最小的最晚到达时间，T_n为当前时间，V_max为理论行车最大时速，dR_j为下一个共享乘客的路网节点R到车上此乘客目标终点j的时间估计值；

步骤三，量化乘客舒适度；乘客舒适度由绕行距离、优惠折扣和合乘人数因素组成，由于共享出租车绕行距离越大，舒适度越低；折扣率越大，舒适度越高，合乘人数越多，舒适度越低，根据上述因素建立舒适度量化模型；

乘客舒适度量化由以下因素组成：合乘人数，绕行距离，优惠折扣；设系数P为共享合乘人数，Z为绕行距离百分比，R为优惠折扣率，Y为乘客舒适度；现行出租车中人数最多为7人；从舒适度原则可知，当绕行距离越大，乘客舒适度越低；折扣率越大，乘客舒适度越高；合乘人数越多，舒适度越低；设有平衡系数λ，建立舒适度量化模型为：

Y＝(1-R)(7-P)λ+(1-Z) (1.2)

从上式可知，当(1-R)的值上升时，(7-P)λ的值下降，若上升的幅度与下降的幅度相同，则人数与折扣存在一个峰值舒适度，因此取人数中位数及折扣中位数，此时舒适度尽可能高；由于λ系数为不同参考系中平衡幅度系数，因此无法准确其取值范围，可将λ取0.2-0.5值用于参照舒适度量化值；由乘客舒适度量化模型可知，当取人数以及折扣分布值的中位数，可相对最大的靠近乘客舒适度峰值，同时确保乘客和司机利益均衡性；

步骤四，在传统出租车价格模型的基础上，建立共享模式下出租车的定价模型，同时以价格和成本为界定标准，围绕核心变量折扣率R，以及绕行补偿提出了基于不同共享模式下的定价方法；

传统出租车构建定价模型传统出租车价格包括起步价、里程价、返空费和候时费；对共享模式的适配和推演可知，共享出租车基于高效服务器实时匹配，因此不存在返空费，候时费也非必须收取的费用；因此仅保留起步价C₀，单位里程价C，设定起步公里内共享的固定折扣率为α，大于起步里程乘客折扣率为R，由于在部分共享模式下会产生偏离原路线的绕行，其他共享乘客需要付出额外时间以及距离成本，则设绕行补偿为基于传统出租车定价模型，在共享模式下建立共享出租车定价基本模型：

其中，C_k为第K名乘客的费用，α为起步里程内任一乘客的折扣率，i,j∈H，H为路网节点的集合，d₀为车辆起步的里程数，C为车辆行驶的每公里程价，C₀为车辆行驶的起步里程内固定价格，R为起步里程外乘客的折扣率，第K名乘客共享合乘实际行驶的距离，为由于绕行对第K名乘客的补偿；

(1)绕行补偿；

c_r^k＝ωc(d_ij-d_ij') (1.7)

其中，c_r^k为第K名乘客的绕行补偿，ω为补偿系数默认为全额补偿系数1或适当向下调整，d_ij'为节点i至节点j的乘客独乘最短距离，d_ij为节点i至节点j的实际共享合乘路径；

(2)定价边界；

其中，为第K名乘客单独乘坐时的距离，ρ为每公里汽车行驶预计成本，μ为城市出租车每小时人力及其他附加成本，d为出租车已实际行进总距离，v为非候时状态下城市出租车平均时速，N为乘客总数量，路程大于起步里程时α＝1；

1)起步里程内定价；

由于乘客在起步里程之内完全共享，在内共享，部分共享和完全共享，此时乘客收取费用均为C₀,因此基于上述共享模型可知，此时在起步里程之内数量为N的乘客的共享费用总和为NαC₀；

①N名乘客共享费用总支出大于由司机成本：

②乘客共享费用小于乘客单独乘坐的费用，独乘无折扣：

αC₀＜C₀ (1.10)

α＜1 (1.11)

③乘客共享费用小于其乘坐传统出租车费用，传统出租车无折扣：

αC₀＜C₀ (1.12)

α＜1 (1.13)

综上可知，当行驶里程在起步里程之内时在四种共享模式下，车上乘客共享出租车费用定价模型为：

C_k＝αC₀ (1.14)

为了确保司机在任何人数下共享的情况下都保证自身利益不会亏本，同时乘客也会因为共享获取收益，折扣率α的取值范围是

2)起步里程外定价；

a、相同共享定价；

相同共享模式下，在路网节点中属于单起点单终点，所有人的路径均为相同，此模式属于完全相同共享，不存在绕行故绕行补偿完全共享的费用即为N个乘客的费用叠加，同时总费用需大于司机行驶的路程；

①N名乘客费用总支出大于由司机成本边界：

简化后：

②乘客共享乘客费用小于其单独乘坐定价，单独乘坐时无折扣：

R＜1 (1.19)

③乘客乘坐共享出租车费用小于乘坐传统出租车：

R＜β+1 (1.21)

综合①②③可知，相同共享模式下第K名乘客定价模型也可以表示为：

折扣率R_k取值范围为：

b、在内共享定价；

在内共享的情况属于对定价计算对象乘客A来说，共享合乘乘客B的行程完全包含在A的路程之内，因此无论是单独乘坐，还是产生共享，对于乘客来说都是路径不变，不存在绕行故绕行补偿仅仅是因为路径被包含或包含他人产生了优惠折扣；

①所有乘客共享费用总支出大于由司机成本边界：

假设覆盖乘客A行程为d₁，另一被覆盖乘客B行程d₂，若被覆盖乘客行程被多名乘客行程覆盖，则取相对最小值作为d₁；行程最小d₂的行程完全在d₁行程之内，可知此时司机的成本费用仅需计算路程覆盖其他行驶里程d₁带来的成本，因此：

②乘客共享乘客费用小于其单独乘坐定价边界：

R_k＜1 (1.28)

③乘客乘坐共享出租车费用小于乘坐传统出租车边界，由公式(1.8)可得：

R＜β+1 (1.30)

综合上述①②③可得出推论，在内共享的乘客定价模型可表示为：

其中，d₂为覆盖其他乘客里程的里程数，传统出租车的β＞0折扣率R_K＞0折且取值范围为：

c、部分共享定价；

选取两名存在重叠路径的乘客为模型价格计算对象，部分共享的概念是起点与终点均不相同，不改变原有路径但存在重叠路径，此时不存在绕路因此假设A里程为d₁，另一存在重叠路径的共享乘客B的里程为d₂，若车上存在多名乘客，选取规则为里程数之和最小的两名乘客作为模型计算对象；即假设重叠比率低至0％，在此折扣下无论重叠路径比率为多少，司机利益受到基本保障；

①所有乘客共享费用总支出大于由司机成本边界：

简化之后可得：

②乘客共享费用小于独乘定价边界：

简化后可得：

R＜1 (1.36)

③乘客乘坐共享出租车费用小于乘坐传统出租车边界：

简化后可得：

R＜β+1 (1.38)

综合上述①②③可得出推论，在内共享的定价模型可表示为：

规定公里系数β＞0折扣率R_K＞0且取值范围为：

d、绕道共享定价；

选取两名的乘客作为模型价格计算对象，绕道共享的概念是偏离双方原有路线，选取规则为路程相似度最高的两名乘客，此时双方存在绕路，因此也产生绕路补偿；所有共享乘客共享费用总支出大于由司机成本边界，由公式(1.8)可得：

简化后可得：

①乘客共享费用小于其独乘定价边界：

②乘客乘坐共享出租车费用小于乘坐传统出租车：

③乘客实际支付的费用必须大于绕行补偿：

绕道共享的定价模型为：

综合上述①②③④可得，由于系数β＞0，折扣率R_k取值范围为0＜R＜1并且同时满足下面等式：

综合上述①②③④可得，折扣率R_k取值范围0＜R_K＜1同时满足：