基于完全信息博弈下的公共自行车出行方式研究

孙健 孙雅茹 山岩

摘 要：针对“共享单车”的普及带来的无规则通行、不规范停放等行为对城市交通、城市管理的等带来的压力和挑战。文章分析了公共自行车出行者的规范和不规范出行方式，运用完全信息静态博弈方法，得出了无规则、不规范的出行方式与城市交通发展间的矛盾，证明了我国城市推行和改善公共自行车出行的必要性，也为公共自行车的有序管理，规范发展体系和改善城市交通提供了办法，并对改善无规则同行和不规则停放等行为提出了改进措施和建议。

关键词：公共自行车；共享单车；出行方式；博弈论；城市交通

中图分类号：U484 文献标识码：A 文章编号：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发展与覆盖，使得在短距离出行和交通接驳方面独具优势的自行车受到市民的青睐，城市公共自行车应运而生。作为一种互联网+模式的中国创新，共享单车对城市带来了巨大的积极影响的同时也带来了挑战[1]。部分城市出现的无规则通行、不规范停放等行为，破坏了城市市容和影响了城市运作，给城市交通、城市管理等带来了压力和挑战，也直接阻碍了城市的可持续发展。

本文通过分析出行者的出行决策与公共自行车使用间的关系，运用博弈论的理论与方法，剖析了交通需求与供给间的矛盾，为促进公共资源管理和优化，寻求解决交通问题的办法。阐述了公共自行车在我国交通出行中巨大的发展前景，并对发展和规范公共自行车出行提出了建议。

1 “公地悲剧”与共享单车的无规则通行和不规则停放等行为

1.1 “公地悲剧”

按照经济学中的博弈理论，共享单车的无规则通行和不规则停放等问题可归结为“公共地问题”。哈丁认为，在没有制度的约束下，公共物品的自由给所有人带来了毁灭，有限公共资源与无限个人欲望之间必然会发生资源的滥用、破坏甚至枯竭[2]。在城市交通体系里，道路空间属于“准公共物品”。道路设施在未发生拥挤之前具有非独占性和非排他性。在出行者选择使用共享单车的出行方式下，理性个体偏好于从私利出发自由通行和无规则停放，直接影响了城市交通的运营和管理。

1.2 共享单车的无规则通行和不规则停放等行为

共享单车高效的颠覆性设计短时间内吸引了大量用户，其无桩理念显著扩大了公共产品的服务范围，提高了服务效率，但其为城市带来积极影响的同时也带来了挑战。从内部来讲，部分用户的私自加锁、毁坏二维码、随意停放等不规范行为，企业间出现的用自家单车围堵别家单车、在别家单车上悬挂自家广告牌等不道德竞争行为，阻碍了行业的健康发展；从外部来看，短时间自行车数量的激增、使用者随意停放会对城市交通和管理带来了压力和挑战。

2 博弈理论

博弈论是研究决策主体在给定信息结构下如何决策以最大化自己的效用，以及不同决策主体之间决策均衡问题的理论。从合作关系可分为合作博弈理论和非合作博弈理论。前者强调团体理性的决策者，后者主要研究人在利益相互影响下，如何决策收益最大，强调的是个人理性[3]。从参与人行动的先后顺序，可分为静态博弈和动态博弈。静态博弈指，参与人同时选择行动或虽非同时但后行动者并不知道前行动者采取了何種具体行动；动态博弈指，参与人的行动有先有后，且后行动者能够观察到先行动者的行动。从参与人对博弈信息的了解和认知可划分为完全信息博弈和不完全信息博弈。完全信息指每一个参与人对所有参与人特征、战略空间及支付函数有准确的认知，否则为不完全信息博弈。

3 完全信息静态模型的建立

根据条件如下假设：①完全理性人；②公共自行车的普及使用；③政府和企业不进行管制和干预。

公共道路交通资源，有N个使用公共自行车出行方式的人，且这N个体对其出行行为（是否规则通行、规范停放等）不做要求。现将这N个人分为2个行为群体P和Q，从而这两个群体间存在4个战略组合，其收益分析为：①双方成员均规则通行、规范停放，则双方各自收益A；②一方选择规则通行、规范停放，另一方选择无规则通行、不规范停放，则前者获得超额收益B，后者则遭受损失（拥堵时间成本和寻找停车位时间成本）获极低的收益C；③双方成员均选择规则通行、规范停放，则两方均获得收益D，令C>A>D>B。这时P、Q两方的博弈构成完全信息静态博弈，其博弈收益矩阵如表1所示。

利用划线法[4]得到最佳策略组合（无规则通行、不规范停放，无规则通行、不规范停放），即博弈惟一的纳什均衡解，其收益组合为（A， A）。然而，双方均选择无规则通行、不规范停放必会导致交通拥堵，影响市容等现象。从个体利益出发的行为最终不一定能够实现个体的最大利益，即个体最终利益不是理想中的D。

如果允许博弈中存在一种“有约束力的协议”，使得博弈方为了群体利益而让度自己的利益，那么个体利益和集体利益之间的矛盾就可以被克服，从而使博弈方按照集体理性决策和行为成为可能。在交通体系里，能够提供这种有广泛“约束力协议”的是政府。在政府参与下的交通博弈转化为如下的博弈，其收益矩阵见表2。

从表2可以看到，群体P、Q中的理性人在选择时，均会选择规则通行、规范停放行为，即规则通行、规范停放成为理性个体在政府管制下新的占优选择策略。因此，它的惟一的纳什均衡解为：（规则通行、规范停放，规则通行、规范停放），其均衡得益组合为：（D+d，D+d）。

4 基于完全信息静态博弈的共享单车无规则同行和不规则停放等行为的改善措施

通过以上博弈分析表明：政府针对公共自行车出行出台有效激励和管制可使理性人自发地选择使交通体系整体性最优的公交出行战略，这不仅兼顾了个人与集体的理性，而且构成了有利的纳什均衡，有利于城市交通体系的可持续发展，具体实践措施如下。

4.1 提倡公共自行车出行（提高D值）

公共自行车出行本身的优越性决定了其优势，人均占用道路面积小，使用门槛低，无尾气污染，有效地解决了城市公共交通最后一公里的问题，已经成为一种低碳高效的交通出行方案[5-6]。在充分考虑我国国情和现实情况的基础上，借助共享单车在中国有条件的城市大力推行新模式下的公共自行车出行方式，以改善城市交通，优化城市结构，构建更有活力的城市。

4.2 建立信用机制，构建以信用为核心的共享单车规范发展体系（间接降低B值）

针对共享单车乱停、乱放、乱行，无规则通行以及偷盗、破坏等乱象，究其原因，一方面是违规成本相对较低，另一方面是政府和企业在单车管理上尚未达成一致。随着“共享单车”的普及使用，以上问题的解决显得尤为迫切。在大数据的背景下，政府与共享单车企业合作，共同建立以信用为核心的共享单车规范发展体系，加强信用评估，并结合奖惩机制等，必能加强对共享单车的有序管理，保障公共自行车行业的持续健康发展。

4.3 完善公共自行车配套设施（间接提高D值，降低B值）

重点在主次干道的地铁站点、公交车站、商场周边以及街巷社区设置非机动车停放区，确保500米内设有规范停放区域。根据“便民合理”原则，每个社区应设置至少1处非机动车停放区位。停车线和非机动车标志样式由市城管局确定，全市统一。共享单车、非机动车乱停放行为及其他违反城市管理规定的行为将会受到行政处罚。

4.4 运用数据理念优化自行车交通系统规划（间接提高D值）

装有GPS定位系统的共享单车系统拥有所有使用人群的海量数据，包括个人信息、行车轨迹、使用习惯等，这就为交通规划提供了一种新的自下而上的新方法。运用数据增强设计的方法，拟取得各共享单车公司的行车记录数据，分析市民的高频骑行路线、使用人群年龄分布、职业分布、使用习惯。在规划初期为自行车线网规划选线提供重要数据支撑，中期提供方案比选，后期用自行车交通系统改造前后的对比数据和整个城市的交通数据评估自行车交通规划对城市交通和环境的改善情况。

4.5 通过信息化技术手段改善自行车出行环境，提升骑行者的行车体验（提高D值）

借鉴哥本哈根等城市的先进经验，通过信息化技术手段改善自行车出行环境，提升骑行者的行车体验。比如可在通向城市中心的干道上，通过区域协调交通信号控制系统，形成连续的自行车交通流，让早晚高峰期间骑车的人不用停车就能进出城市。通过对轨道、公交车辆到站时间的估计，对天气、空气质量的实时监测、显示和预告，同步传输至出行者的移动或可穿戴设备，帮助出行者合理选择出行时间、方式和线路等。

4.6 面向新公共产品供给模式的管理措施（间接提高D值，降低B值）

传统的公共自行车的运营大多采用PPP模式，共享单车则创造了一种新型公共产品供给路径。传统PPP模式是由政府主导，由政府和私人达成特许权协议，形成“利益共享、风险共担、全程合作”的伙伴关系。共享单车属于市场化行为，由企业先行，地方政府对此持欢迎和鼓励的态度，可谓不花一分钱解决公共品供给问题，还可增加税收。政府不需像过去通过大量研究确定投放规模、布设点位、监控机构、运营方式和维护流程，花费大量人力、物力进行系统管理和维护，只需将精力放在管理上，比如明确可停放和禁止停放区域、处罚方式、用户保险和押金监管等内容。

5 结语

针对共享单车推广和使用过程中出现的问题，本文运用博弈论的概念与方法，剖析了理性公共自行车使用者在两种行为方式间的矛盾，为公共自行车的有序管理， 规范其发展体系，改善自行车出行环境和改善城市交通提供了办法，并对无规则通行和不规则停放等行为的改善措施提出了建议。但从各国的经验和现实的情况来看，想要得到真正的落实，还有许多工作要做。

参考文献

[1] 周扬军.城市公共自行车系统规划研究[J].城市交通，2012，10（5）： 50-54.

[2] 张维迎.博弈论和信息经济学[M].上海：上海三联书店，上海人民出版社，1996：33-34.

[3] 谢识予.经济博弈论[M].上海：复旦大学出版社，2002： 66-67.

[4] 马培，吳海燕.自行车换乘轨道交通行为机理及模型研究[J]北京建筑工程学院学报，2011，27（2）：36-40.

[5] 吴志周，范宇杰，陶佳，等.城市轨道交通公共自行车换乘需求预测方法研究[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2013，37（5）： 919-923.