基于顾客选择均衡的末端配送选址与定价问题研究

摘要

电子商务的迅速发展，创造了新的消费需求，但同时也增加了快递末端配送压力。在“互联网+”背景下，顾客要求快递配送实现个性化和多样化，而传统单一的送货上门配送模式无法解决末端配送效率低、成本高、顾客满意度低等问题。对此，设计合理的自提服务、改善送货上门服务质量，形成多元化的末端配送服务体系是整个快递行业亟待解决的重要问题。快递末端配送作为直接与最终顾客接触的唯一环节，逐渐成为影响消费者网购体验的关键因素。面对不同的配送模式，顾客常表现出有限理性的选择行为，或依赖传统的送货上门模式，或选择单一的自提模式，或选择多种配送模式。对此，本文首先分析了末端配送模式和顾客取货决策行为。接着从有限理性顾客出发，研究了末端配送模式选择中考虑不同顾客选择行为的随机反应均衡问题，探讨了两种顾客选择均衡。最后针对不同决策企业，研究了考虑不同选择均衡行为的自提点选址和送货上门定价问题，以期改善顾客对现有配送服务的体验，解决快递末端配送瓶颈。 首先，分析了末端配送模式和顾客取货决策行为。通过文献梳理和实际调研等方式，提出了送货上门和自提模式的分类标准，揭示了现有配送模式在运营过程中存在的问题，对比分析了不同配送模式的适用范围。同时，从顾客需求特征、决策影响因素和决策过程分析了顾客的取货决策行为，揭示了顾客在决策过程中，并非是完全理性人，具有决策偏差，表现出随机选择的有限理性行为。 其次，研究了考虑不同顾客选择行为的随机反应均衡问题。针对不同配送模式存在相关性问题，以顾客选择送货上门、有人值守自提及无人值守自提模式为例，将送货上门模拟成 M/D/1 排队系统，自提点模拟成不同 M/M/K/K 排队系统，采用 NL模型计算自提模式的效用函数，构建了三种配送模式的顾客选择模型，证明了末端配送系统存在基于 NL 模型的随机反应均衡(Nested Logit-Quantal Response Equilibrium，NL-QRE)且均衡唯一。针对顾客对送货上门存在依赖性问题，以顾客选择有人值守自提、无人值守自提模式为例，将自提点模拟成不同排队系统，采用前景理论修正自提模式的效用函数，构建了两种自提模式的顾客选择模型，证明了自提服务系统存在基于前景理论的随机反应均衡(Prospect Theory-Quantal Response Equilibrium,PT-QRE)且均衡唯一，并从理论上对比分析了有限理性 PT-QRE和完全理性选择均衡的差异性。数值实验验证了选择均衡模型的正确性，揭示了顾客理性程度和顾客对送货上门的依赖程度影响末端配送模式的设计。 再次，研究了基于顾客选择均衡的自提点选址问题。在探讨顾客随机选择行为和最优选择行为是否对自提点选址产生影响的基础上，为提高自提点运行效率和效益，考虑顾客选择有人值守自提模式、无人值守自提模式、送货上门模式时存在无法准确评估送货上门等待效用或自提损失效用的有限理性行为，构建了基于 NL-QRE的自提点多目标选址模型，设计了改进的NSGA-II，并与加权法和理想点做比较。为满足配送企业和顾客两个决策主体不同利益，考虑顾客选择自提点接受服务时对送货上门存在参考依赖和缺乏准确计算能力评估自提模式损失价值的有限理性行为，构建了基于 PT-QRE的自提点选址双层规划模型，设计了融合 NSGA-II和免疫算法的双层迭代算法。算例结果验证了模型和算法的有效性，揭示了顾客有限理性行为、送货上门价格影响企业自提点网络的运行效率和效益。 最后，研究了基于顾客选择均衡的送货上门定价问题。面对免运费自提服务企业的激烈竞争，为提高送货上门企业的收益，考虑顾客包裹被自提点拒绝的情形，建立了多种配送模式互相影响下的送货上门定价模型。针对基于 NL-QRE的送货上门定价模型，设计了投影梯度法、遗传算法和基于敏感性分析的局部搜索算法进行求解，算例结果揭示了不同类型顾客的送货上门定价策略存在较大差异。针对基于 PT-QRE的送货上门定价模型，设计了改进投影梯度法求解，并与遗传算法、多起点局部搜索算法作比较，算例结果揭示了 QRE 和PT-QRE 影响送货上门模式的定价策略，企业需明确顾客对送货上门依赖程度和顾客理性程度。

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