模糊博弈环境下共享单车O2O供应链收益分配研究

沈佳杰 （兰州交通大学 交通运输学院，甘肃 兰州 730070）

1 共享单车发展现状

随着移动互联网的发展，智能手机的普及和移动支付功能的不断完善，无桩停靠的共享单车模式获得了市场的广泛认可，共享单车行业日益发展壮大，越来越多的共享单车运营企业加入到这种基于共享经济的新型企业经营模式中[1-2]。根据中商产业研究院《2018-2023年共享单车行业市场前景及投融资战略研究报告》数据显示，截至2017年12月，国内共享单车用户规模已达2.21亿，2018年底将突破2.98亿人。2018年国内共享单车市场规模将达178.2亿元，增速达73.3%；到2020年，国内共享单车市场规模或将突破300亿元。当前共享单车行业发展由成长期逐渐过渡至成熟期，新品牌运营商不断出现形成充分竞争，行业格局发展为较集中的竞争形势。当各共享单车运营商占领了一定比例的用户基础和市场规模之后，不再使用大量抢占市场份额的扩张策略，在市场成长期内，运营企业必须要考虑收益问题，研究新收益模式，以确保企业在激烈的市场竞争中维持运营。

2 共享单车收益模式分析

共享单车运营商前期投资成本高，资金回收周期长，短期内盈利困难[3]。目前共享单车运营商的收益模式主要来自三个方面：

（1） 计费收益

计费收益是共享单车盈利的主要来源，市场投入量大，用户基础多，盈利越多。ofo小黄车的计费标准为在校师生每小时0.5元，社会用户每小时1元，不满1小时的按1小时来计费；摩拜单车根据车身标注的不同车型和版本，分为每半小时0.5元和每半小时1元，不满半小时的以半小时计。哈罗单车收费标准为每半小时1元，不足半小时的按半小时计。计费收益周期长，对于运营商来说是一个考验。

（2） 广告业务收入

对于广告商来说，新兴的“互联网+”产业往往是首选的宣传平台。共享单车运营商通过在手机APP平台以及单车车体投放企业广告，来收取广告业务收益，并以其用户基数多，APP点击量大，单车数量多、流动性强等优势，与企业合作得到双赢。

（3） 押金投资收益

在共享单车行业起步之初，用户需交付押金才可使用共享单车。群众普遍认为这是共享单车运营商的一种特殊融资方式，饱受争议；并且在行业发展中有不少运营商因为押金退还危机而退出市场。从2017年3月开始，ofo小黄车联合芝麻信用推行650信用分免押金活动，随后覆盖至25个城市；但从2018年5月开始，ofo逐渐取消了信用免押金骑行服务。哈罗单车于2018年3月开启全国信用免押金服务。2018年7月5日，摩拜单车宣布在全国推出无门槛免押金服务，超过2亿用户可享受免押金骑行。如今，免押金服务成为共享单车行业竞争的又一大法宝。

3 共享单车O2O供应链

共享单车O2O供应链由共享单车制造商、运营商和用户直接参与，通过互联网交易平台即手机APP，把线下的商务机会传递给消费者。在线上处理用户订单和资金流动，线下处理商流和客流。

为共享单车运营商代工生产单车已经成为我国自行车产业发展的主流，市场上的共享单车并不全由运营商自己制造，往往有专门的单车制造商，如富士达、飞鸽、上海凤凰、骑达、富士康等企业。在共享单车产业链中，制造商不会只接受一家运营商的订单，同等而言，运营商也有多个制造商为其生产制造共享单车。由于技术水平或者经济因素的影响，各制造商企业在供应链中的资源投入程度不尽相同。在一个共享单车运营商与其对应的多个共享单车制造商构成的供应链中，运营商根据价格、效率选择制造商生产单车，各制造商依据自己的业务能力，承担相应数量的订单。

4 基于模糊博弈的共享单车O2O供应链收益模型

为使共享单车企业自身兼具竞争力和盈利能力，其O2O供应链上的企业往往会合作结成联盟以谋求整个供应链收益最大化。在博弈论中所有局中人的集合视为联盟，企业间的收益分配与博弈论中各局中人的收益分配具有相同的数学基础[4]。由于技术水平或经济因素限制，共享单车企业以一定的参与程度进行联盟合作，即为模糊博弈下的共享单车供应链收益分配问题，可利用模糊博弈理论和模糊Owen联盟值来求解。

（1） 模型描述与分析

给出以下模型中涉及到的参数符号说明：Omi表示线上对制造商i生产的共享单车需求次数；Oni表示线下对制造商i生产的共享单车需求辆数；Nmi表示市场对制造商i生产的共享单车潜在需求次数；Pm表示用户每次使用共享单车的平均计费价格；Pn表示每辆共享单车损耗、运营维护成本；x、yi分别表示共享单车运营商的产品研发投入和共享单车制造商i的生产力投入；λ、ε、η分别表示用户对共享单车计费金额的敏感度、对共享单车技术含量的敏感度以及对共享单车性能体验的敏感度；γ表示共享单车运营商产品研发投入弹性；σ表示共享单车制造商i的生产力投入弹性。

本文考虑共享单车运营商投入对于市场需求的拉动作用，建立基于幂函数的市场需求函数。共享单车运营商和制造商进行联盟合作，形成O2O供应链整体，以整体收益为决策目标，以运营商的产品研发投入和制造商的生产力投入为决策变量。则线上用户对制造商i生产的共享单车需求次数为：

令Qm=∑Qmi，Qn=∑Qni，Nm=∑Nmi，y=∑yi。则共享单车运营商的收益函数为：

共享单车制造商i的收益函数为πvi=QniPn-yi。则共享单车O2O供应链总收益函数：

将上式目标函数（1）对x,y分别求一阶、二阶及混合偏导数：

（2） 模糊Owen联盟值的定义

给出Owen联盟值定义[5]：令N={1,2 ,…,n}为所有局中人的集合，P（N ）表示N的幂集，函数满足v：P（N ）→R满足：v（φ ）=0；对于∀S,T∈P（N ），S∩T=φ，有 v（ S∪ T ）≥v（S）+v（T）。（N,v）表示N上的合作博弈，B={B1,B2,…,Bm}表示关于N的联盟结构，Bi是联盟，M={1,2 ,…,m }是联盟结构下标的集合。将 [Bi]视为单个局中人，则所有单个局中人的集合记为[B]。（N, vB）记为[B ]上的合作博弈，其中∀[S],[T]∈[B]，vB（[S],[T]）=v（ S,T ）。应用到实际情况中时，Bi表示第i个企业，k∈Bi表示第i个企业中的局中人k，称（N,v,B ）为联盟合作博弈，N上所有联盟合作博弈全体记为∏N。

定理1：对于（N,v,B ）∈∏N，如果任意i,j∈N，S∈P（ N {i,j}），有 v（ S∪ {i }）=v（ S∪ {j}），则称i和j关于v对称。

定理2：在联盟合作博弈（N,v,B ）∈∏N中，存在唯一函数φ:∏N→RN。

根据上述Owen联盟值定理，运用Choquet积分给出基于模糊Owen联盟值的收益分配公理，其模糊有效性、联盟内部平等性、联盟平等性、可加性和哑元性确保模糊Owen联盟值是公平有效的收益分配方式。

令S=（S（1）,S（2）,…,S（m ）），表示模糊联盟，其中S（i）为供应链中第i个企业的资源投入程度。id（S）={i|S （i）＞0}表示模糊联盟中企业对供应链的有效投入，模糊联盟形成的集合全体记为L（M ），记具有模糊联盟合作博弈全体为FN。

定理3[6]：对于给定的S∈L（M ），[S ]h={i|i∈N,S（i）≥h }（∀h∈ [0,1]）。令Q（S）={S（i）|S（i ）＞0,i∈N }，q（S）为Q（S）中元素的个数，将Q（S ）中元素按非减序列排列为h1≤h2≤…≤hq（S），则具有Choquet积分形式的模糊博弈具有形式[7-8]：

设S∈L（M ），

（3） 应用算例

假设存在由一个共享单车运营商O，两个共享单车制造商A、B组成的共享单车O2O供应链，记运营商O为局中人0；记制造商A生产的单车为局中人1，记制造商B生产的两款单车分别为局中人2和3，则共享单车O2O供应链上的运营商与制造商进行合作，即各局中人形成联盟合作。

模型中参数值设定如表1所示，根据联盟值计算公式（3）及共享单车O2O供应链合作联盟结构划分，计算其局中人联盟值即收益分配φi（N,v,B ），结果如表2所示：

表1 参数值设定

表2 收益分配

上述合作联盟的收益分配是基于共享单车供应链上的运营商与制造商以百分之百的资源投入确定的，然而在现实中由于技术水平和经济因素等差异，各企业的局中人分别以一定的投入程度来进行联盟合作。假设算例中局中人0的资源投入度为80%，局中人1的资源投入度为50%，局中人2和3的资源投入度分别为60%和20%。其中局中人2和3的投入程度对于共享单车制造商B的影响权重相同，则运营商O，制造商A和B的资源投入度为：

模糊联盟S=S（ S1,S2,S3）=（0.8,0.5,0.4 ）。根据Choquet积分公式 （4） 以及模糊Owen联盟值分配公式 （5） 可得：v（U）=v（{0},{1},{2,3}）×0.4+v（{0 },{1}）×（0.5-0.4 ）+v（{0}）×（0.8-0.5 ）；φi（N,v,B ）（U ）=φi（N,v,B ）（{0},{1},{2,3}）×0.4+φi（N,v,B ）（{0 },{1}）×0.1+φi（N,v,B ）（{0}）×0.3。

即：φ0（N,v,B ）=234×0.4+123×0.1=105.9；φ1（N,v,B ）=865×0.4+865×0.1=432.5；φ2（N,v,B ）=511.5×0.4=204.6；φ3（N,v,B ）=335.5×0.4=134.2。

因此在模糊联盟下，局中人0、1、2、3的收益分配分别为105.9、432.5、204.6、134.2，共享单车运营商和制造商按不同的资源投入程度参与供应链合作博弈时，较完全合作下的收益分配额分别减少55%、50%、60%、60%，表明供应链上企业的资源投入程度直接影响其收益分配，企业的收益与资源投入度成正比，局中人对企业影响的权重也与收益分配息息相关。

5 结论

共享单车已经成为人们首选的短途出行方式，真正解决了出行最后一公里问题，因其经济便利、绿色环保等优点广受市场欢迎。本文分析讨论了共享单车企业的收益模式，在运营商与制造商形成合作的情况下，以供应链收益最大为目标，建立基于模糊博弈的共享单车O2O供应链收益分配模型，最终得到企业在供应链上的资源投入度与其最后的盈利成正比。本文以探讨共享单车的收益模式来促进共享单车供应链的稳定性与行业的持续发展。