摘 要

随着共享经济的发展，我国同城货运市场规模持续增长，能够为货主与司机双方提供便捷交易的同城货运平台也随之出现。然而平台虽然提高了运费定价透明度，也带来了新的问题：对于零担轻泡业务，由于货运平台与货主关于货物信息的不对称性，导致平台对货物体积的估算往往存在一定误差。一方面，体积误差会对车货匹配环节产生影响，造成车辆空载率的大幅提升，增加货运平台运输成本；另一方面，造成货运平台对货主收费的不合理性，损害货主利益，降低客户服务水平。如何提高货运平台对零担货物体积预估的准确性，从而优化货物配送，制定合理的收费标准，是一个值得思考的问题。

为此，本文对可变收费体积的同城货运平台零担定价决策进行研究。本文在对同城货运平台发展历程及运营模式进行总结、对平台零担业务流程及问题进行分析后，提出了解决问题的关键在于考虑可变收费体积，优化车货匹配进而降低平台收费标准。因此，本文以平台利润最大为目标，引入货物体积偏差系数，建立混合整数规划模型解决零担运输多车场开放式车辆路径规划问题，运用遗传算法求解；并与当前平台匹配算法效果进行了对比，有效提高了车货匹配效率。最后，在降低平台运输成本的基础上，结合需求定理，对平台零担业务收费标准进行优化，权衡由于客户需求增加引起的平台收益提升与运输成本增加，通过数值分析得到合理定价方案，为平台降价返利提供可靠的理论依据。

本文从同城货运平台的角度出发，探究可变收费体积对零担轻泡业务车货匹配及定价优化的影响，分别构建了运输优化模型与定价优化模型；并以Z平台零担业务为例对模型优化效果进行了实证探究，对多个参数的灵敏度分析验证了模型的可行性与可靠性，有效推动共享经济下货运平台、司机与货主三方共赢。

关键词：同城货运平台；混合整数规划；遗传算法；定价问题

Abstract

With the development of sharing economy, the scale of intra-city freight market of China continues to grow, and the intra-city freight platforms which can provide convenient transactions for both shippers and drivers have appeared as well. However, while the freight platform improves the transparency of freight pricing, it also brings new problems: for the Less Truck Load(LTL) business which delivers light-weight goods, due to the asymmetry of cargo information between the freight platform and the shipper, the freight platform often has some errors in estimating the volume of cargo. On the one hand, the volume errors will have an impact on the matching of vehicles and goods, resulting in a certain degree of increase in the empty-load rate and the transportation cost of the freight platform. On the other hand, it leads to the irrationality of the freight platform's charges to the shippers, harms the interests of the shippers and reduces the level of customer service. Therefore, it is worth thinking about how to improve the accuracy of the estimation of the volume of cargoes by the freight platform, so as to optimize the distribution of goods and establish reasonable charging standards.

Therefore, this paper studies the pricing strategy of the intra-city LTL business where charging volume is variable. After summarizing the development course and operation mode of the intra-city freight platform and analyzing the business process and the problems of the LTL business, this paper proposes the key to solve the problem is to consider the variable volume, optimize the matching of vehicles and goods, and then reduce the platform charging standard. As a result, aiming at the maximum profit of the platform, this paper introduces the volume error coefficient of the goods to establish the optimization model for multi-depot open vehicle routing problem of the LTL transportation. It should be noted that the genetic algorithm is used to solve the problem, which is compared with the present matching algorithm of platform, and effectively improves the matching efficiency of vehicle and cargo. On the basis of reducing the transportation cost of the platform, this paper optimizes the charging standard of the LTL business according to the demand theorem. At the end of this paper, by weighing the increase of platform revenue and transportation cost caused by the increase of customer demand, this paper obtained a reasonable pricing scheme through data analysis, so as to provide a reliable theoretical basis for the price reduction and rebate policy of the platform.

From the perspective of intra-city freight platform, this paper explores the influence of variable volume on the matching between vehicle and cargo and pricing optimization of LTL business where charging volume is variable, and constructs the transportation optimization model and pricing optimization model respectively. Taking the LTL business of Z platform as an example to investigate the optimization effect of the model, the sensitivity analysis of multiple parameters is verified the feasibility and reliability of two models, and the study result of this paper effectively promote a win-win situation among the freight platform, drivers and shippers under the sharing economy.

Key Words：intra-city freight platform; objective programming; genetic algorithm; pricing problem

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 2

1.2 国内外文献综述 2

1.2.1 同城货运平台相关研究 2

1.2.2 零担货运车货匹配研究 3

1.2.3 零担货运运费定价研究 4

1.3 研究内容及研究方法 5

1.3.1 研究内容 5

1.3.2 研究方法 6

1.3.3 技术路线 6

1.4 本章小结 7

第2章 同城货运平台零担业务模式及问题分析 8

2.1 同城货运平台发展概述及运营模式分析 8

2.1.1同城货运平台发展概述 8

2.1.2同城货运平台运营模式 9

2.2 同城货运平台零担业务流程分析及存在的问题 10

2.2.1同城货运平台零担业务流程分析 10

2.2.2 同城货运平台零担业务主要问题 11

2.3 本章小结 12

第3章 考虑可变收费体积的同城货运平台零担运输模型 13

3.1 问题描述 13

3.2 模型建立 14

3.3 算法设计与模型求解 17

3.3.1 算法比较 17

3.3.2 算法设计 17

3.3.3 模型求解 19

3.4 本章小结 21

第4章 考虑可变收费体积的同城货运平台零担定价模型 22

4.1 问题描述 22

4.2 模型建立 23

4.3 模型求解 25

4.4 本章小结 28

第5章 结论与展望 29

5.1 主要结论 29

5.2 研究创新点 29

5.3 研究展望 30

5.4 本章小结 31

参考文献 32

附录A 35

附录B 40

致 谢 42

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

在全国经济形势持续上升以及物流需求不断增加的背景下，我国同城货运行业市场前景广阔。据公开数据统计，2017年我国同城货运市场规模达到1.1万亿元，2018年达1.2万亿元。根据预测分析，我国同城货运市场规模将在未来五年内维持平稳增长，预计到2020年，我国同城货运市场规模将达1.5万亿元 ^[1]。

传统的同城货运行业存在运费定价透明度低、货运信息转化率低、托运人与承运人双方权益难保障等弊端，而共享经济的飞速发展促进了传统货运向同城货运平台的转型升级。同城货运平台高效整合了运力资源和货源信息，通过线上车货匹配，优化线下配送路线，提供快速、高效、低成本的货运服务。据数据统计显示，我国物流行业在2018年共进行了104笔融资，融资总金额累计可达750亿元^[2],其中同城货运行业就占据了许多亿元融资级别的黑马项目，包括以即时配送为代表的“达达-京东到家” ，以同城大件货运为代表的“驹马物流”，以从事城市零担快运为主的“壹米滴答”，以整车运输为代表的“快狗速运”等，种类繁多的货运平台几乎涵盖了消费者的各个层次的需求。

在同城货运平台的业务模式中，零担货运(Less Truck Load，LTL)相比于整车服务更灵活机动、方便快捷，更能适应商品经济发展的需要，是本文研究的主要对象。在日益激烈的货运市场竞争中，价格高低无疑是决定平台占领市场大小的关键因素之一；而零担货运每次配送货物规格多样、中途访问节点多、路线规划复杂，导致配送成本核算困难，为服务定价增加了一定难度。同时同城货运平台虽然提高了运费定价透明度，但也带来了新的问题：不同于整车服务中根据车型与里程向客户收费的方式，零担货运业务定价还要考虑到每个订单的重量、体积等特征，针对每笔订单进行收费。由于零担货运业务中配送货物多为轻泡物，则向客户收费时按照体积重量计费；而在整个配送过程中，平台并不能直接接触货物，只能通过货主上传的货物信息对货物收费体积进行估算测定，这往往存在一定误差，造成收费不合理现象。因此如何提高同城货运平台对零担轻泡货物体积预估的准确性，并根据货主不同配送货物体积制定一个更加合理的零担业务收费标准，实现共享经济下货运平台、司机与货主三方共赢，是一个值得思考的问题，得到了学术界的广泛重视。

1.1.2 研究意义

同城货运平台协助企业简化了诸多繁琐的环节，节省大量的人工成本与车辆成本，并且满足货主的个性化需求。但在整个系统运作过程中，由于货主与平台之间的信息不对称性，导致平台在对货物进行体积估算时存在误差，产生收费不合理现象。本文通过对同城货运平台下考虑可变收费体积的零担业务运输决策进行研究，纠正货运平台对货物体积的估算偏差，从而按照准确的货物体积匹配车辆，对货主合理收费，有效推动共享经济下的三方共赢。本文的研究意义具体表现在以下几个方面：

（1）降低车辆空载率，削减平台运输成本

零担货运业务中，在货物与车辆的供需匹配环节考虑可变收费体积，可以有效降低由于货物体积估算误差导致的车辆载重空间浪费，降低车辆空载率，缩短总体配送距离，从而降低总配送成本；

（2）优化收费标准，提高客户满意度

平台收费体积存在偏差，造成向货主收费不合理现象，损害货主利益。通过对零担业务收费标准进行优化，整体降低了平台收费水平，提高客户满意度的同时产生价格优势，吸引更多客源，增加平台收益；

（3）解决平台业务难题，促进行业良性发展

通过对同城货运平台下运费定价方法的研究，考虑可变收费体积，对现有定价方法进行改进，提出一个更加合理的收费标准，从长期发展角度上提高司机与平台收益，减少货主成本，以一个全新的视角，实现共享经济下平台、货主与司机的三方共赢。

1.2 国内外文献综述

1.2.1 同城货运平台相关研究

对同城货运平台下零担快运业务的定价问题进行研究，首先需要明确同城货运平台的特点，通过研究平台运营机制、供需匹配方式与收益分配模式等来确定定价问题中的主要考虑因素，国内外研究现状如下：

在货运平台的系统设计方面,William Lark^[3]与通用汽车公司合作，利用参数计算机辅助设计程序Catia®，使用三维打印机Stratasys®和Z-corp®进行快速原型设计，开发一种创新但简单的汽车平台，通过共享的便利性最大化其效率；Mengke Yang^[4]等从平台搭建的角度，设计了一个三层结构的智能物流平台,支持电子商务、自助收发器、大数据分析、路径规划和最优订单分配等功能；张蓓^[5]根据基于地理位置的信息服务(LBS，location-based information service）技术，设计组合推送算法，搭建了面向移动APP的稳定、易拓展的同城快递系统。在货运平台业务运营方面，王琬萱^[6]应用Petri网流程建模方法，结合互联技术特点，应用业务流程再造理论(BPR)实现同城货运线上与线下的协同发展；Chabot T^[7]等定位于协同运输管理领域，研究比较了最小化托运人的运输成本、运营商成本、环境成本以及综合成本四种协作方案，证明了综合成本最低方案的优越性。在平台竞争策略方面，Jean-Charles Rochet和Jean Tirole^[8]构建了一个平台双边市场的竞争模型，揭示了不同治理结构（平台利润最大化和非营利性联合企业）的价格分配和最终用户盈余的决定因素；滕玉与张晨琛^[9]从双边市场理论视角出发，提出货运平台在发展过程中须通过动态博弈和排他性行为等实现竞争优势。

综上所述，目前国内外关于同城货运平台的研究主要集中在平台系统搭建、业务流程优化、竞争策略制定等理论方面，多从货运平台整体建设层面进行分析，研究内容较为宏观。在同城货运行业飞速发展的今天，仅仅从宏观方面对平台进行研究是远远不够的，还应考虑货运平台运营细节，对其中的关键问题进行深入剖析。

1.2.2 零担货运车货匹配研究

上述文章对同城货运平台的发展前景从不同角度进行了肯定。在此基础上，许多学者还深入探讨了平台运营中的具体问题。对于货运平台中货主与司机的供需匹配问题，大多集中在对车辆调度的研究。 Allahyari S等^[10]对具有时间窗的多车厂车辆路径问题进行研究，结合GRASP、迭代局部搜索和模拟退火启发式算法，提出了解决该问题的混合方法；Gounaris等^[11]针对货物配送需求不确定的情况下，以运输费用最小化为优化目标，建立需求不确定的自适应存储规划启发式（AMP）方法的鲁棒优化模型；潘雯雯等^[12]以客户需求拆分阈值和多车型作为问题的新约束建立混合整数规划模型，以离散型人工蜂群算法为路径优化算法，以局部搜索算法为路径改进算法设计了两阶段算法，分析了不同需求拆分阈值对问题解的影响；王雁凤和黄有方^[13]构建了基于双层规划的零担物流轴辐式网络模型，对大规模零担物流运输网络优化问题进行研究，设计出分层遗传算法进行求解，并通过数值分析对模型有效性进行验证，在枢纽选址和流量分配上为决策者提供依据；María Soto^[14]等提出了一种多变量邻域搜索与MNS-TS禁忌搜索组合，以解决多车场开放式路径规划（MDOVRP）问题。

综上所述，目前国内外专家对零担物流的车货匹配的研究主要融合在对车辆调度问题的研究中，并取得了一定的成果，现阶段零担物流模型的目标函数集中在物流总成本最低、运输路径最短、车辆数目最少等方面，约束条件主要有车辆载重约束、车辆容积约束、时间窗约束、客户优先级约束等，较少考虑货物本身属性特点，更不必说考虑货物收费体积偏差。