汽车共享系统运营模式特征与运营调度研究综述

汽车共享系统运营模式特征与运营调度研究综述

汪磊 马万经 陈蓓 付涛

【摘要】随着移动互联网技术蓬勃发展和共享经济兴起，汽车共享（分时租赁）模式蓬勃发展。现有研究对运营模式和运营管理等问题的认识和研究尚不全面。通过归纳汽车共享系统往返、单程、有预约、无预约的服务模式及特征，指出单程、无预约的服务模式是汽车共享系统运营模式的主流方向。该模式带来系统车辆分布的不均衡性，因此运营调度是关键。然后，综述汽车共享系统运营调度问题的现有解决思路和方法，并对有预约的运营模式、无预约运营模式下的车辆调度方法进行归纳。进一步指出，车辆调度工作受到调度人员制约，需要在未来的运营模式中引入新的调度方法来提升效益。

【关键词】汽车共享；运营；调度；研究综述

1引言

出行，是城市居民生产生活的基本需求，也是保持城市活力的基本要素。目前，我国城市道路交通日渐拥堵、公共交通服务质量有待提升，如何提高居民出行效率与质量，是公众和学者所密切关注的话题。随着移动互联网技术的蓬勃发展和共享经济的兴起，汽车共享（Carsharing）尤其是以“分时租赁”为代表的服务模式在近十年中迅速发展成了满足居民出行需求的一种新方式。

汽车共享的蓬勃发展有其鲜明的时代背景。首先，汽车共享模式基于共享经济模式体系，改变了传统的大规模资源消耗、批量生产的经济模式，同时也改变了物权拥有和分享使用的消费观念[1]。同时，汽车共享模式有利于控制私家车保有量，提高车辆利用率，减少资源能源浪费，同时还能够减少停车需求。与传统的公共交通相比，汽车共享模式具有舒适性高、灵活性高的特点[2]。从技术角度而言，电子科技、互联网、移动通信等技术的成熟[3]，使得汽车共享系统的信息交换和业务流程变得简洁方便，简化了用户使用手续，改善了出行服务体验。除此之外，在新能源汽车技术的成熟及推广政策背景下，汽车共享模式能够起到很好的示范效应。

20世纪80年代以来，汽车共享模式在欧洲国家普遍出现，截至21世纪初，欧洲包括丹麦、英国、荷兰、德国、奥地利、瑞士、意大利、挪威、瑞典等国家在内就有大约200多家汽车共享运营服务商、350余个城市有汽车共享系统运营，用户人数超过10万人。对于以私家车出行为主的美国，汽车共享系统于1994年开始出现，截至2015年，美国的汽车共享系统已发展到逾110万用户、16754辆共享汽车的规模。可见，汽车共享模式不仅在以公

共交通出行为主的地区得到了充分重视，在以私家车出行为主的国家也得到了广泛的关注。

国内的汽车共享服务自从2009年出现至2015年间，已迅速发展至33万多名用户、逾5000辆车的规模，其中一半以上车辆为纯电动车辆，覆盖上海、北京、杭州等城市[4]。以上海汽车城运营的EVCard电动汽车分时租赁系统为例，2015年4月EVCard[5]仅运营120辆车、56个网点，同年11月即发展到420辆车、200余个网点，截至2016年，已有1000余辆车，600余网点，用户数量约10万，业务覆盖多个城市。

然而，在汽车共享的飞速发展过程中，对于这一模式的理论研究，尚处在起步阶段。尤其是在面对不断涌现的汽车共享运营者和不断扩大的运营规模的过程中，面临着许多的未知和严峻的挑战。本文对汽车共享系统运营模式的国内外现状进行综述和归纳，对运营层面的相关问题进行梳理，从而对行业发展及对策研究提供参考。

2汽车共享系统运营模式

现存汽车共享系统服务模式各异，为分析其特征，综合Barth（2002）[6]、Correia（2014）[7]、Cepolina（2015）[8]等学者的研究，可按照借还车自由度、预约自由度进行划分，如图1所示。

图1 汽车共享系统运营模式分类

2.1借还车自由度

汽车共享系统从借还车自由度上可以分为往返（round-trip）和单程（one-way）两种类型。

往返：要求用户在同一站点借车和还车，不允许用户还车至别的站点（国内业界称之为“A借A还”模式）。

单程：允许用户在某一站点借车并还至另一站点（国内业界称之为“A借X还”模式）。

其中，单程汽车共享系统，还可以按有无固定借还车站点，分为站点借还式（Station based）和自由流动式（free-floating）。

站点借还式：车辆在专用停车站点和停车位借还。由于电动汽车电池性能和充电性能的

制约，需要配套建设充电桩设施，适合采用站点借还模式，如中国的EVCard。

自由流动式：车辆可以在运营范围内的合法停车区域内借还。汽油车加注燃料相对灵活，且续航较远，可以采用自由借还模式，如Car2go。

2.2用户预约自由度

汽车共享系统从用户预约自由度上可以分为有预约（reservation）和无预约（on-demand）两种类型。

有预约：需要用户提前一段时间（通常是出行发生前一天）预约车辆、还车站点、用车时长等信息。有预约的模式对于用户出行灵活度有较强的制约，能够为系统运营提供充分的信息。

无预约：用户在出行发生时，即时查看站点或附近是否有车辆，并在短时间内（通常为15分钟至30分钟）取车，且对于用户的还车地点、还车时间无要求。这种方式能为用户提供较好的使用灵活度，然而增加了系统的不确定性，为运营调度带来难度。

从汽车共享系统的发展历程来看，最初的汽车共享系统是有预约往返系统，要求用户有严格的借还车时间预约，并且要求用户在同一站点借还。无预约的往返系统不要求用户预约借还车时间，且按使用时长计费，但只能在本站借还。后来，运营者为了提高服务灵活性，逐渐允许异地借还。初期的单程系统要求用户提前一段时间预约行程。有预约的单程系统允许用户在其他站点还车，但要求用户提前预约好用车计划，这种系统减少了车辆流动的不确定性，便于车辆调度计划制定，但同时也减少了用户使用的灵活度。对于无预约单程系统，不要求用户指定借还车时间和地点，允许用户按需使用，使用相对灵活。

3汽车共享系统不同服务模式的运营特征

近年来，学者意识到，不同运营模式的汽车共享系统，在系统运营效益特征、系统组织与管理难度、用户满意度等方面的特征具有较大差异。

对于单程服务系统和往返服务系统，Correia等人（2014）认为单程服务的汽车共享系统与往返系统相比，能够为用户提供的灵活度所产生的附加价值，结论认为提供更高灵活度及信息服务的系统，能够提升车队周转效益，为运营者提供更高收益[7]。Le Vine等人（2014）的研究表明单程系统的用户活跃程度是往返系统用户活跃程度的3至4倍，并指出单程系统对于用户更有吸引力[9]。Nourinejad（2015）的模型同样也证实了单程系统比往返系统能为运营者创造更高效益[10]。这类研究揭示了单程系统的价值和发展前景。

对于有无预约模式的研究，Cepolina等人（2015）利用仿真模型评估了即时访问（Instant