基于完全信息博弈下的公共自行車出行方式研究

孫健 孫雅茹 山巖

摘 要：針對“共享單車”的普及帶來的無規(guī)則通行、不規(guī)范停放等行為對城市交通、城市管理的等帶來的壓力和挑戰(zhàn)。文章分析了公共自行車出行者的規(guī)范和不規(guī)范出行方式，運用完全信息靜態(tài)博弈方法，得出了無規(guī)則、不規(guī)范的出行方式與城市交通發(fā)展間的矛盾，證明了我國城市推行和改善公共自行車出行的必要性，也為公共自行車的有序管理，規(guī)范發(fā)展體系和改善城市交通提供了辦法，并對改善無規(guī)則同行和不規(guī)則停放等行為提出了改進措施和建議。

關鍵詞：公共自行車；共享單車；出行方式；博弈論；城市交通

中圖分類號：U484 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988（2018）17-182-03

Abstract： This paper analyzes the norms and non - standard travel modes of public bicycle travelers in view of the pressure and challenge brought about by the popularization of "shared bicycles"， such as irregular traffic and non - standard parking on urban traffic and urban management. By using the complete information static game method， the contradiction between the irregular and non-standard travel mode and the urban traffic development is proved， which proves the necessity of the implementation of the city and the improvement of the public bicycle. It provides suggestions for the orderly management of public bicycles， the regulation of their development system， the improvement of bicycle travel environment and the improvement of urban traffic， and the measures to be taken to improve the behavior of irregular counterparts and irregular parking.

Keywords： Public bike； Bicycle-sharing； Travel mode； Game theory； City traffic

CLC NO.： U484 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2018）17-182-03

前言

城市公共交通的快速發(fā)展與覆蓋，使得在短距離出行和交通接駁方面獨具優(yōu)勢的自行車受到市民的青睞，城市公共自行車應運而生。作為一種互聯(lián)網+模式的中國創(chuàng)新，共享單車對城市帶來了巨大的積極影響的同時也帶來了挑戰(zhàn)[1]。部分城市出現(xiàn)的無規(guī)則通行、不規(guī)范停放等行為，破壞了城市市容和影響了城市運作，給城市交通、城市管理等帶來了壓力和挑戰(zhàn)，也直接阻礙了城市的可持續(xù)發(fā)展。

本文通過分析出行者的出行決策與公共自行車使用間的關系，運用博弈論的理論與方法，剖析了交通需求與供給間的矛盾，為促進公共資源管理和優(yōu)化，尋求解決交通問題的辦法。闡述了公共自行車在我國交通出行中巨大的發(fā)展前景，并對發(fā)展和規(guī)范公共自行車出行提出了建議。

1 “公地悲劇”與共享單車的無規(guī)則通行和不規(guī)則停放等行為

1.1 “公地悲劇”

按照經濟學中的博弈理論，共享單車的無規(guī)則通行和不規(guī)則停放等問題可歸結為“公共地問題”。哈丁認為，在沒有制度的約束下，公共物品的自由給所有人帶來了毀滅，有限公共資源與無限個人欲望之間必然會發(fā)生資源的濫用、破壞甚至枯竭[2]。在城市交通體系里，道路空間屬于“準公共物品”。道路設施在未發(fā)生擁擠之前具有非獨占性和非排他性。在出行者選擇使用共享單車的出行方式下，理性個體偏好于從私利出發(fā)自由通行和無規(guī)則停放，直接影響了城市交通的運營和管理。

1.2 共享單車的無規(guī)則通行和不規(guī)則停放等行為

共享單車高效的顛覆性設計短時間內吸引了大量用戶，其無樁理念顯著擴大了公共產品的服務范圍，提高了服務效率，但其為城市帶來積極影響的同時也帶來了挑戰(zhàn)。從內部來講，部分用戶的私自加鎖、毀壞二維碼、隨意停放等不規(guī)范行為，企業(yè)間出現(xiàn)的用自家單車圍堵別家單車、在別家單車上懸掛自家廣告牌等不道德競爭行為，阻礙了行業(yè)的健康發(fā)展；從外部來看，短時間自行車數(shù)量的激增、使用者隨意停放會對城市交通和管理帶來了壓力和挑戰(zhàn)。

2 博弈理論

博弈論是研究決策主體在給定信息結構下如何決策以最大化自己的效用，以及不同決策主體之間決策均衡問題的理論。從合作關系可分為合作博弈理論和非合作博弈理論。前者強調團體理性的決策者，后者主要研究人在利益相互影響下，如何決策收益最大，強調的是個人理性[3]。從參與人行動的先后順序，可分為靜態(tài)博弈和動態(tài)博弈。靜態(tài)博弈指，參與人同時選擇行動或雖非同時但后行動者并不知道前行動者采取了何種具體行動；動態(tài)博弈指，參與人的行動有先有后，且后行動者能夠觀察到先行動者的行動。從參與人對博弈信息的了解和認知可劃分為完全信息博弈和不完全信息博弈。完全信息指每一個參與人對所有參與人特征、戰(zhàn)略空間及支付函數(shù)有準確的認知，否則為不完全信息博弈。

3 完全信息靜態(tài)模型的建立

根據(jù)條件如下假設：①完全理性人；②公共自行車的普及使用；③政府和企業(yè)不進行管制和干預。

公共道路交通資源，有N個使用公共自行車出行方式的人，且這N個體對其出行行為（是否規(guī)則通行、規(guī)范停放等）不做要求?，F(xiàn)將這N個人分為2個行為群體P和Q，從而這兩個群體間存在4個戰(zhàn)略組合，其收益分析為：①雙方成員均規(guī)則通行、規(guī)范停放，則雙方各自收益A；②一方選擇規(guī)則通行、規(guī)范停放，另一方選擇無規(guī)則通行、不規(guī)范停放，則前者獲得超額收益B，后者則遭受損失（擁堵時間成本和尋找停車位時間成本）獲極低的收益C；③雙方成員均選擇規(guī)則通行、規(guī)范停放，則兩方均獲得收益D，令C>A>D>B。這時P、Q兩方的博弈構成完全信息靜態(tài)博弈，其博弈收益矩陣如表1所示。

利用劃線法[4]得到最佳策略組合（無規(guī)則通行、不規(guī)范停放，無規(guī)則通行、不規(guī)范停放），即博弈惟一的納什均衡解，其收益組合為（A， A）。然而，雙方均選擇無規(guī)則通行、不規(guī)范停放必會導致交通擁堵，影響市容等現(xiàn)象。從個體利益出發(fā)的行為最終不一定能夠實現(xiàn)個體的最大利益，即個體最終利益不是理想中的D。

如果允許博弈中存在一種“有約束力的協(xié)議”，使得博弈方為了群體利益而讓度自己的利益，那么個體利益和集體利益之間的矛盾就可以被克服，從而使博弈方按照集體理性決策和行為成為可能。在交通體系里，能夠提供這種有廣泛“約束力協(xié)議”的是政府。在政府參與下的交通博弈轉化為如下的博弈，其收益矩陣見表2。

從表2可以看到，群體P、Q中的理性人在選擇時，均會選擇規(guī)則通行、規(guī)范停放行為，即規(guī)則通行、規(guī)范停放成為理性個體在政府管制下新的占優(yōu)選擇策略。因此，它的惟一的納什均衡解為：（規(guī)則通行、規(guī)范停放，規(guī)則通行、規(guī)范停放），其均衡得益組合為：（D+d，D+d）。

4 基于完全信息靜態(tài)博弈的共享單車無規(guī)則同行和不規(guī)則停放等行為的改善措施

通過以上博弈分析表明：政府針對公共自行車出行出臺有效激勵和管制可使理性人自發(fā)地選擇使交通體系整體性最優(yōu)的公交出行戰(zhàn)略，這不僅兼顧了個人與集體的理性，而且構成了有利的納什均衡，有利于城市交通體系的可持續(xù)發(fā)展，具體實踐措施如下。

4.1 提倡公共自行車出行（提高D值）

公共自行車出行本身的優(yōu)越性決定了其優(yōu)勢，人均占用道路面積小，使用門檻低，無尾氣污染，有效地解決了城市公共交通最后一公里的問題，已經成為一種低碳高效的交通出行方案[5-6]。在充分考慮我國國情和現(xiàn)實情況的基礎上，借助共享單車在中國有條件的城市大力推行新模式下的公共自行車出行方式，以改善城市交通，優(yōu)化城市結構，構建更有活力的城市。

4.2 建立信用機制，構建以信用為核心的共享單車規(guī)范發(fā)展體系（間接降低B值）

針對共享單車亂停、亂放、亂行，無規(guī)則通行以及偷盜、破壞等亂象，究其原因，一方面是違規(guī)成本相對較低，另一方面是政府和企業(yè)在單車管理上尚未達成一致。隨著“共享單車”的普及使用，以上問題的解決顯得尤為迫切。在大數(shù)據(jù)的背景下，政府與共享單車企業(yè)合作，共同建立以信用為核心的共享單車規(guī)范發(fā)展體系，加強信用評估，并結合獎懲機制等，必能加強對共享單車的有序管理，保障公共自行車行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

4.3 完善公共自行車配套設施（間接提高D值，降低B值）

重點在主次干道的地鐵站點、公交車站、商場周邊以及街巷社區(qū)設置非機動車停放區(qū)，確保500米內設有規(guī)范停放區(qū)域。根據(jù)“便民合理”原則，每個社區(qū)應設置至少1處非機動車停放區(qū)位。停車線和非機動車標志樣式由市城管局確定，全市統(tǒng)一。共享單車、非機動車亂停放行為及其他違反城市管理規(guī)定的行為將會受到行政處罰。

4.4 運用數(shù)據(jù)理念優(yōu)化自行車交通系統(tǒng)規(guī)劃（間接提高D值）

裝有GPS定位系統(tǒng)的共享單車系統(tǒng)擁有所有使用人群的海量數(shù)據(jù)，包括個人信息、行車軌跡、使用習慣等，這就為交通規(guī)劃提供了一種新的自下而上的新方法。運用數(shù)據(jù)增強設計的方法，擬取得各共享單車公司的行車記錄數(shù)據(jù)，分析市民的高頻騎行路線、使用人群年齡分布、職業(yè)分布、使用習慣。在規(guī)劃初期為自行車線網規(guī)劃選線提供重要數(shù)據(jù)支撐，中期提供方案比選，后期用自行車交通系統(tǒng)改造前后的對比數(shù)據(jù)和整個城市的交通數(shù)據(jù)評估自行車交通規(guī)劃對城市交通和環(huán)境的改善情況。

4.5 通過信息化技術手段改善自行車出行環(huán)境，提升騎行者的行車體驗（提高D值）

借鑒哥本哈根等城市的先進經驗，通過信息化技術手段改善自行車出行環(huán)境，提升騎行者的行車體驗。比如可在通向城市中心的干道上，通過區(qū)域協(xié)調交通信號控制系統(tǒng)，形成連續(xù)的自行車交通流，讓早晚高峰期間騎車的人不用停車就能進出城市。通過對軌道、公交車輛到站時間的估計，對天氣、空氣質量的實時監(jiān)測、顯示和預告，同步傳輸至出行者的移動或可穿戴設備，幫助出行者合理選擇出行時間、方式和線路等。

4.6 面向新公共產品供給模式的管理措施（間接提高D值，降低B值）

傳統(tǒng)的公共自行車的運營大多采用PPP模式，共享單車則創(chuàng)造了一種新型公共產品供給路徑。傳統(tǒng)PPP模式是由政府主導，由政府和私人達成特許權協(xié)議，形成“利益共享、風險共擔、全程合作”的伙伴關系。共享單車屬于市場化行為，由企業(yè)先行，地方政府對此持歡迎和鼓勵的態(tài)度，可謂不花一分錢解決公共品供給問題，還可增加稅收。政府不需像過去通過大量研究確定投放規(guī)模、布設點位、監(jiān)控機構、運營方式和維護流程，花費大量人力、物力進行系統(tǒng)管理和維護，只需將精力放在管理上，比如明確可停放和禁止停放區(qū)域、處罰方式、用戶保險和押金監(jiān)管等內容。

5 結語

針對共享單車推廣和使用過程中出現(xiàn)的問題，本文運用博弈論的概念與方法，剖析了理性公共自行車使用者在兩種行為方式間的矛盾，為公共自行車的有序管理， 規(guī)范其發(fā)展體系，改善自行車出行環(huán)境和改善城市交通提供了辦法，并對無規(guī)則通行和不規(guī)則停放等行為的改善措施提出了建議。但從各國的經驗和現(xiàn)實的情況來看，想要得到真正的落實，還有許多工作要做。

參考文獻

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