基于合作博弈的快递终端服务联盟构建及利益分配研究

蔡榕 胡大伟

摘要：快递终端配送中自提模式的出现大大解决了“最后一公里”的问题。然而现在纷繁多样的自提点的建立，不仅大量占用资源，且其小众的自营配送形式不但增加了配送成本，也加重了交通负担。通过建立多个自提点联盟的合作博弈模型来整合末端配送资源，并分别通过Shapley值和Owen值对企业间只进行共同配送和在企业共建自提点并进行共同配送两种情况下的企业利润进行分配。结果表明，所研究的博弈分配策略能为资源整合下自提联盟企业的利益分配提供决策支持作用。

关键词：终端配送;自提模式;合作博弈;利益分配

中图分类号：F618

文献标识码：A

0引百

随着电子商务越来越成熟的发展，快递物流业务量增长速度明显提升，而顾客追求的是物流时间短，取货方便，但在城市配送中，快递“最后一公里”的瓶颈问题日益突出，这也是阻碍配送效率进一步提高的最主要因素。对比于传统末端配送下快递员蹲点值守的交付方式，自提服务可以解决投递时间不对称、快递员等待时间长、包裹丢失等问题，因而提高一次配送成功率，增加快递服务的灵活性。为“最后一公里”问题的解决提供思路。

然而目前市场上关于快递末端配送的自提模式纷繁复杂，类型多样。例如国内有京东的京东派，淘宝天猫布局的菜鸟驿站，顺丰速递的丰巢自提柜等;国外有亚马逊与连锁便利店合作的自提小店，日本7-11连锁便利店等。不同类型的自提点在处理能力（主要指自提点的容量、服务类型）、建设成本、覆盖半径、对顾客的吸引力（服务时间、便利性）等方面有差异显著。

随着越来越多的企业开始尝试自提服务，越来越多的自提点虽然能满足数量庞大的客户群体，但也存在许多问题。如若客户同时有多个快递，则取货可能要往返于多个自提点之间，反而造成不便，且由上级配送中心向自提点送货过程中可能出现灰色地带，即有的地区重复设点，而有的区域可能并未覆盖自提点，这不仅造成资源浪费，且不利于物流企业降低配送成本，增加不必要的人力物力。

针对上述问题，开展关于终端共同配送模式构建和自提点共建的快递末端自提服务点的资源整合变得十分必要。通过快递终端共同配送，不仅可以提高快递物流的配送效率和服务水平，对降低快递企业的终端服务成本，有效节约物流系统资源，改善城市交通状况和生态环境都能够起到积极作用。这样，各个末端快递公司之间则形成了博弈或合作关系，若資源整合，即需要各企业之间分工协作，形成合作联盟，外包或分派自己车队进行共同配送或者统一建立自提点，使得共同收益最大的情况下使自己的损失成本最小。因此，各个自提点之间形成一种合作博弈关系，多个快递服务自提点实现联合且将其形成联盟后的利润合理分配，能为末端物流共同配送管理和资源整合提供有效措施。

自提模式最早出现在欧美等发达国家。早在多年前就开始通过收派点（Collection and Delivery Point，CDP）推广包裹自提服务。近年来，已经有国外学者将合作博弈运用到供应链管理中，Anupndi等在共享库存的问题上运用合作博弈的思想，并且利用二元性分配机制使共享库存能够促进供应链整体利润水平的提高。在共同配送方面，A.Kazemid等将合作博弈引人共同配送且对企业利润合理分配，总结了共同配送对企业联盟战略意义。关于联盟利益分配理论，最早是由Shapley等过计算参与者对联盟的平均边际贡献而获得的Shapley值来进行利益分配。Holmberg，Jia等将Shapley值法、Nash均衡法和加权重心法运用于共同配送的企业利益分配上，并分析了各自分配方法对于共同配送的利弊。

国内有肖亮等在物流企业合作中运用合作博弈模型。王云鹏等针对物流末端快递企业建立了以实现联盟效用最大为目标的利益分配博弈模型。李泉林等对“农超对接”背景下供应链中对配送中心与超市形成的联盟利益进行了合理分配。彭育松等对共同配送合作企业间的利益分配建立了合作博弈理论模型，利用Shapley值方法对各方利益进行了分配。针对Shapley值分配的局限性，孙红霞等改进具有联盟结构性质的合作博弈，通过两阶段分配方法重新定义了限制Owen值。

本文研究多个快递自提点合作博弈下的资源整合问题，虽然关于自提点的研究已经很多，但通过合作博弈对多个自提点联盟合作的定量分析还不多见。本文对多个配送企业的自提点共同配送和企业间合作建自提点再共同配送两种情况，分别建立合作博弈的利润模型;依据它们的合作关系与需求分布建立了特征函数，并通过Shapley值和Owen值对合作联盟后的自提点合理的利润分配;最后通过数值算例进行了必要的验证与分析。本文的结果将为我国“最后一公里”的终端配送自提管理提供重要的理论依据与技术支撑。为自提企业联盟的利益分配提供决策支持作用。

1终端配送自提点合作博弈模型

1.1问题提出和模型描述

本文中参加博弈的是配送终端的各个自提服务点，例如在同一地区范围内，有菜鸟驿站、京东派、顺丰丰巢自提柜，便利店代收点以及其他多个自提服务点，它们所处位置、规模大小可能不同，并且由配送中心到自提点配送都是自营配送。现要将所有自提点的资源整合，整合办法有两种：（1）对不同企业的自提点直接进行共同配送;（2）不同企业联合共建自提点后再对其进行共同配送。这样，参与共同配送或共建自提点的企业形成合作联盟。因而怎样构建这个联盟并在获益最大的同时，保证自身的利益最大化，是本文首要解决的问题。

自提点共建模式中的一个基本结构如下：一个上级配送中心和n个企业的自提点，它们构成一个终端配送系统。对于各个快递公司而言他们自己进行对终端自提点的配送工作，配送中心到自提点的过程如图1（a）所示，经过联盟后，由于多家配送企业的上级配送中心相同，因而可以按上述两种整合办法对联盟的企业进行共同配送或共建自提点后再共同配送，如图1（b）、1（c）所示。

每个自提点的成本分为建设成本和运营成本。运营成本包括从配送中心到达自提服务点的运输成本和企业雇佣的车辆成本。运输成本与送往每个自提点的快递量和其之间的路径有关。车辆成本与每家快递公司的快递量有关。

对于由配送中心和自提点构成的终端配送系统，作出如下假设：

（1）假设多家终端自提点上级配送中心相同且只有一个;

（2）假设同一区域一个快递企业只有一个自提点，且只计算区域内该企业自提点的运营利润，不考虑整个快递企业的利润;

（3）假设每个自提点的快递量固定且独立，并且能够全部满足;

（4）配送中心和每个自提点之间的路径固定;

（5）假设参与共同配送和自提点共建的联盟能够成立。

本文构建了一个由1个配送中心与多个企业自提服务点的合作博弈模型，通过这种合作博弈的shapley值和0wen值，提供了多个自提服务点进行联盟整合资源和利润的合理分配机制，从而提高配送资源利用率，降低终端配送成本。

1.2参数设计

2模型求解及利益分配

当多家配送企业的自提点形成联盟后，如何对其进行利益分配，即要求合作博弈的解，本章分别通过sh印1ey值和Owen值来实现更加合理的利益分配。从而对多企业自提点共建模式提供依据。

2.1沙普利值（Shapley）下的利益分配

shapley值是求解合作博弈模型中最重要的利润（或成本）分配策略，在很多方面都有应用，它是一种通过边际贡献的简单平均建立了合作博弈中联盟的利润（或成本）的合理分配方案。

2.2欧文值（Owen）下的利益分配

但在某些情况下，存在优先联盟，即可能两家距离较近的自提点达成协议，共用一个自提点，费用根据联盟的利益进行分配。联盟存在分割情况，此时就要用具有联盟结构的合作博弈进行求解，且需要用Owen值进行利益分配。

具有联盟结构的合作博弈是指在某些情形下，局中人为在合作过程中获取更多利益而形成数个小联盟，并制定了规则来约束这些参与者的行为。在参与合作时，这些小联盟中的参与者们均以一个局中人的身份出现，选择同时与其他联盟进行合作或者不合作。各小联盟内部的参与者不能與其他小联盟中的参与者单独合作，但小联盟内部可自由组合，这种合作形式称为联盟结构。

2.3不同分配方案的比较

2.3.1自提企业单独配送和共同配送的比较

用Shapley值在共同配送模式下对自提企业联盟进行分配和自提企业单独配送比较结果如表8所示。

由表8可见，在Shapley值分配方法下自提点1、2、3形成的共同配送联盟收益比自提点1、2、3单独配送分别多92.6，190.6，122.2。表明对自提企业建立共同配送联盟可有效提高收益，降低成本。且用Shapley值对联盟利益的分配能尽可能保证方案的公平合理性。

2.3.2共同配送下企业联盟Shapley值分配和共建自提点的Owen值分配比较

Owen值用于对多家企业共建自提点情形下共同配送联盟的利益分配。Shapley值下的共同配送联盟和Owen值下的共建自提点联盟比较如表9所示。

由表9可见，在企业共建自提点形成合作联盟情况下进行共同配送比直接进行共同配送获利更高。例如当联盟情形为Ⅳ=（{1}.{2}，{3}）时即表示三个自提企业均没有共同合并自提点，直接进行共同配送，其获利分配92.6，190.6，122.2和Shapley值下的利益分配相同。当企业进行共建自提点时，如联盟情形为N={l}，{2，3}）时，获利为118.5，220，217.8，可知在2、3企业共用自提点的情况下进行共同配送时，该两个企业更占优势。即共同合并自提点在进行共同配送情况下，优先联盟会占更多优势。因而，终端快递企业在选择自提点时，可根据自己的地理位置、建设规模优势来决策与之合作的企业或选择共同配送的企业从而达到更高的获益。

Shapley值和Owen值都有效根据不同的情况对不同企业的利润进行合理的分配。在快递自提企业只进行共同配送的情况下，面对多种联盟情况，可直接用Shapley值对不同联盟下的企业利润值进行分配。若快递自提企业之间存在优先联盟，即多家企业想联合共用一个自提点，此时在具有联盟结构的合作博弈下，用Owen值对其进行的利益分配，自提企业能根据自身优势选择对自己更加有利的企业进行合作。且联盟之间并不只考虑自身利益，还能提高联盟整体与其他联盟在分配大联盟时的讨价还价的能力。各企业也可根据值的结果结合自身条件来更加合理地选择合作对象来提高自己的利益。

3结论

本文通过分析目前自提点的现状，对终端自提点联盟可构成情况下的资源整合做了量化分析。建立了多个自提点联盟的合作博弈模型，并分别通过Shapley值和Owen值对只进行共同配送和在共用自提点并进行共同配送两种情况下的企业利润进行分配。通过分析，发现本文提出的对于终端自提企业的资源整合方案能有效降低快递企业联盟成本，各企业成员在加入联盟后利润也明显提高。因而各企业可根据Shapley值和Owen值的结果结合自身条件来更加合理地选择合作对象以提高自己的利益。该结论为快递自提的联盟企业在配送中利益分配提供思路。

由于本文重点在于对多个自提企业联盟的利益分配问题，弱化了模型部分，在自提点过多的情况下可采用建立车辆路径问题模型的方法来计算联盟利润，还有未考虑自提点快递量变化等情况，这些问题将在未来的研究工作中加以改进。