基于Agent的消费者行为模拟与社区超市适配性研究

文/重庆大学管理科学与房地产学院 毛 超 高宇含 刘贵文

科廷大学设计与建筑环境学院 吴承科

0 引言

社区超市是社区商业的重要组成部分，是承载社区居民零售消费的重要载体。Weatherspoon提出，根据发达国家经验，超市将成为消费者零售消费最重要的场所。罗晓光提出超市是现代城市中主要的零售形式，其布局对于合理设计城市商业网点规划具有重要意义。然而目前社区超市规划与布局的主要依据是规划千人指标，造成社区内超市规模不合理，布局不恰当，同质性较高，无法满足不同地区消费者的差异化需求。因此建立“以人为本”、符合居民需求的社区超市适应性评价系统至关重要。

本文通过文献综述与访谈识别消费者选择超市的影响因素，并构建影响因素指标体系；基于效用最大化理论使用离散选择模型建立消费者在超市消费选择行为理论模型；使用智能体仿真方法可视化地对消费者行为与选择进行仿真建模；引入案例进行仿真模拟，基于案例中的消费者行为对现有社区超市的适应性情况进行超市总体规模容量与超市竞争策略的适配性评价。

1 消费者购物与超市经营行为模型构建

1.1 消费者超市购物理论模型

消费者行为学认为消费者的行为主要由消费者需求、计划和决策、消费行为、消费后评价4个阶段构成。根据消费者行为理论，本文消费者的行为可定义为4个阶段（见图1）。

图1 消费者超市购物行为逻辑

1.1.1 阶段1：购物欲望产生

不同年龄、性别、家庭结构、收入层次的人对于超市的需求各不相同，本文采用消费频率作为量化指标。

1.1.2 阶段2：超市选择

1）影响指标体系的构建 要了解消费者决策与选择过程，首先要识别影响消费者选择的因素，并建立影响因素指标体系。国内许多学者对消费者超市选择影响因素进行了研究（见表1）。通过文献综述，本文综合选取便利性(Xc)、品质(Xq)、商品丰富程度(Xa)、价格水平（Xl）、促销情况（Xp）、服务态度（Xs）、购物环境（Xe）、熟悉度（Xf）等8项指标。

表1 国内外研究中消费者超市选择影响因素统计

2）离散选择模型的建立 使用基于效用理论的离散选择模型解释各项指标影响消费者选择的程度。基于效用理论，超市所被感知到的效用是消费者选择时的依据，而消费者所感知到的超市效用可在上述指标基础上加以量化。效用函数V将由各变量指标加权平均决定。Xc、Xq、Xa、Xl、Xp、Xs、Xe、Xf是方程中的变量，分别表示顾客感知到的超市的便利、品质、商品丰富程度、价格水平、促销情况、服务态度、购物环境及熟悉度。而αc、αq、αa、αl、αp、αs、αe、αf作为方程中的权重系数，体现消费者对于各参数的重视程度，往往不同类型的消费者由于消费习惯不同，权重系数各不相同。β是方程中的常数项。基于离散选择模型理论，第i个消费者对于第j个超市进行消费的选择概率（Pij）也可被计算出来。选择概率为e的Vij次方除以j由1到j的e的Vij次方之和。

1.1.3 阶段3：消费者消费

当消费者完成决策，将向决定的消费地点移动并进行消费。在其消费过程中可观察到消费者具有不同的出行时间、消费时间和消费金额。

1.1.4 阶段4：消费后评价与归家

在超市进行消费时，主要用于刻画消费者行为的参数是消费时间和金额，当消费者完成消费，将对超市进行评价并作为其下次选择的标准。

1.2 超市行为理论模型建模

社区超市有其固定的开放时间，不同超市用户感知到的便利性、品质、商品丰富程度、价格水平、促销情况、服务态度、购物环境及熟悉度情况各不相同。根据消费者超市购物行为模型，模拟出社区内居民的不同选择，超市可记录实时到店的消费者人数，累计营业金额等，并与相应阈值相对比，判断超市经营状况和稀缺程度。还可根据模拟结果进行竞争策略调整，选取该住区居民最敏感的因素进行改进，保障其经营优势（见图2）。

图2 社区超市运营行为逻辑

1.3 消费者与超市互动机制

如图3虚线部分所示，消费者与超市之间的行为互相影响。消费者行为直接影响超市到店人数和营业金额，判断超市人气和盈利水平，进而判断超市容量是否满足社区消费者需求（不能满足则店内最大人数往往超出超市最大容量）。同时超市可根据消费者需求与偏好进行策略调整，在竞争中获胜。超市策略调整也使消费者对其产生不同评价，从而在进行超市选择时调整其对该超市各项影响因素的评价，虽然效用函数保持不变，但最终选择概率相应改变。

图3 消费者超市购物行为与社区超市运营行为互动机制

图4 消费者智能体与社区超市智能体的互动模式

1.4 仿真模型建立

使用Anylogic软件建立智能体仿真模型，将理论模型向智能体仿真模型转换。使用状态图、行动代码等定义智能体行为（见图4）。

2 数据与结果

2.1 数据来源

研究数据来自2018年10月重庆市某小区的调查问卷。最终回收有效问卷283份，该数据被用于进行聚类分析与离散选择模型的数据拟合，从而确定在仿真模型中定义的相关参数与变量。

2.2 模型参数与变量设置

2.2.1 消费者智能体参数

不同消费者的年龄、性别、月可支配收入、消费频率、消费时间、消费金额、出行时间等参数的分布相同，反映在仿真模型中即参数设置不同。文中用k-means算法对所有调查样本从年龄、收入、性别、消费频率、金额、消费和出行时间等方面进行聚类，得到4个类型的典型消费群体（见表2）。由于消费者类型所代表的人口和消费特征各不相同，在选择时其偏好也不一样，因此需对于各聚类分别进行离散选择模型拟合。在SPSS软件中进行logistics回归，可得到各类消费者的效用函数，通过离散选择模型可求得每个消费者前往各超市的概率。

2.2.2 超市智能体参数

根据该住区内的实际情况，识别出4个超市。根据开放地图坐标拾取定义其经纬度，根据经验数据定义超市的最大容量、最低营业额和平均营业额（见表3）。根据问卷调查样本数据定义出各超市的品质性、丰富度、价格水平、促销情况、服务态度及熟悉度，分数越高表示消费者对超市的某一指标越不满意（见表4）。同时，从问卷分析中可识别出便利性与消费者距超市远近有直接关系，因此直接使用消费者到超市的相对距离作为便利性的量化指标。超市的最低营业金额、中等营业金额和最大容量3个阈值由对超市经营者的访谈与经验数据确定，以超市面积为基数进行估计。超市营业收入在最低营业额阈值以下代表亏损，最低到中等营业额之间代表能产生一定盈利，高于中等营业额表示达到较好利润水平。

表2 聚类分类与各聚类特征

表3 通过开放地图与经验数据确定的参数

表4 通过问卷分析确定的参数

2.3 模拟结果与分析讨论

在Anylogic模型中输入设置的参数，可模拟出各超市的实时消费人数及月经营状况。模型时间为小时，即模拟近1年该社区的消费情况，结果如图5所示。

在该小区中，你我他超市的经营状况最佳，通过模拟可知其平均月销售额达246123.172元，同时也是吸引客流最多的超市，其最大客流量超过60人。月营业额排名第二的是邻佳，其次是龙凤，金福的销售额最少。

从超市容量看，金福、邻佳2家超市全年内未出现实时人数大于超市最大容量，即超市过于拥挤的情况。对于龙凤超市和你我他超市而言，其模拟出的拥挤次数分别为6次，5次，由于这是1年内的数据，即通过模拟，2家超市约2个月发生1次拥挤情况（0.5次/月）。考虑到你我他是附近最大、物品最齐全、最有品牌效应的超市，而龙凤超市是唯一在居住区内部、便利且有稳定客源的超市，2个超市偶尔出现的拥挤情况也正常。说明现有超市分布基本满足消费者正常需求，在此区域内再增加超市业态并非明智选择，或使各超市过度竞争，运营更困难。而如果选择关闭盈利不佳的金福超市，会使拥挤概率变为现阶段的3倍，使该社区超市的供应服务愈发紧俏。

而就商家盈利水平而言，除金福超市，其他3个超市营业额均在超市最低营业额以上，其中你我他和龙凤超市达到高盈利水平。模拟出各超市的累计月营业金额超出各超市最低营业金额之和。说明该社区消费者的正常消费可支撑超市的正常盈利与运行。金福超市如能选择正确的竞争策略，可吸引你我他、邻佳、龙凤3家超市竞争者的顾客，提高自身客流量和营业额，可使社区内所有超市都能正常盈利。如果优化金福超市的经营策略，不仅能吸引更多顾客，改善其经营状况，也能分担你我他、龙凤等超市溢出的人流，避免拥挤，使顾客需求得到更大满足。

图5 Anylogic软件中的模拟结果

3 结语

通过构建影响消费者进行超市消费的因素指标体系，建立消费者在超市消费选择行为理论模型与智能体仿真模型，应用案例进行仿真模拟与验证。可发现本文建立的智能体仿真模型能对社区超市适配性进行较好评价。案例社区的超市容量能满足该社区消费者需求，同时消费者的消费能力也基本可支持超市运营，只存在部分不均衡的情况。

本文建立的多智能体仿真模型可对地区内的社区超市总体规模容量和超市竞争策略适配性进行评价。作为研究与规划社区超市的方法和工具，本文能帮助城市规划者对超市进行更好的规划布局，判断超市容量规模的适配性，也能帮助超市经营者进行差异化策略选择，增强自身竞争力，使社区超市更符合居民需求与偏好。