基于AHP和CPI的北京市出租车价格评价及预测.docx
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1、基于AHP与CPI的北京市出租车价格评价及预测摘要基于北京市的相关数据,为能够尽最大限度符合北京市各类人口出行要求,本文从北京市常住人口数量、选择出租车出行比例、居民消费价格指数、居民人均可支配收入、北京市地区生产总值和北京市汽油价格等方面来进行研究出租车价格的制定与评价。首先,为了建立一个关于出租车价格标准合理性的综合评价模型,本文采用层次分析法建立模型来分析近五年的价格情况。首先,建立评价出租车价格合理性的主要指标,并对指标进行遴选,建立层次递阶结构;其次,建立各级评价指标的判断矩阵,并求得权重;最后,采用线性加权法,将价格标准合理性评价指标所得评价值与相应的权重系数加权,其加权和作为判断
2、价格标准合理性的综合评价值。通过分析,我们发现从2010年至2013年,综合评价值逐渐减小,即价格制定不合理化加重;但同时,我们可以看到,2014年综合评价值有回转趋势,与实际情况符合较好。其次,为了建立一个用来预测出租车价格变化的预测模型,我们采用了主成分分析法来分析未来的价格变化。首先我们建立了出租车价格与几种重要影响因素之间的关系,得到了出租车的价格模型。然后为了对未来的价格进行预测,我们建立了各个影响因素同时间的回归方程,实现对未来相关因素的预测。通过预测的因素和上述建立的价格模型我们得到结论:未来几年的北京市出租车价格将会有一次提价。最后我们对模型的优缺点和推广性进行了分析,证明我们
3、的模型有良好的实用性,对其它一些类似的问题也具有一定的参考意义。关键词: 层次分析 主成分分析 综合评价模型 预测模型目录一、问题的背景与重述 11.1问题的背景 11.2问题的提出 1二、问题分析 2三、模型假设 3四、符号说明 44.1基于层次分析法的综合评价模型的符号说明44.2基于主成分分析法得价格预测模型符号说明5五、模型的建立与求解 65.1基于层次分析的综合评价模型65.2基于主成分分析的预测模型 20六、模型的评价与改进286.1综合评价模型 286.2价格预测模型 29七、模型的应用与推广30八、参考文献30附录 31一. 问题的背景与重述1.1问题的背景随着经济的发展,交通
4、网络逐渐完善,人们的出行也越来越便捷。作为交通网络的重要组成部分,出租车成为市民生活出行中不可缺少的一环。而出租车的价格定位是影响人们出行选择交通方式的关键因素。北京作为我们的首都,人口密度大,出租车使用率高,因而,北京市内的出租车的价格变化影响范围广,影响力度大,受到人们的广泛关注。鉴于此,制定合理的出租车价格与评价体系,对于提高居民的生活幸福度,维护社会的稳定、共同促进经济社会发展有着重要的意义。1.2问题的提出在上述背景条件以及题目给出的提示下,我们需要解决一下两个问题: 问题一:确定评价出租车价格的主要指标,建立关于出租车价格的综合评价模型,评价其合理性。问题二:首先,对北京居民消费价
5、格指数、北京地区生产总值、北京地区常住人口数量、北京地区居民人均可支配收入、国内汽油油价等出租车价格的影响因素进行实证探究,找到影响出租车价格的主要指标。然后,建立出租车价格与主要影响因素或指标之间的数学模型,通过对未来几年主要影响因素或指标的预测,对出租车的价格变动趋势进行预测。二. 问题分析对于问题一,我们采用层次分析法,首先,建立评价出租车价格合理性的主要指标,然后对价格标准合理性评价指标进行遴选,建立收费标准合理性评价的层次递阶结构;其次,建立各级评价指标的判断矩阵,并求得各评价指标的权重;最后,采用线性加权法,将价格标准合理性评价指标所得评价值与相应的权重系数加权,其加权和作为判断价
6、格标准合理性的综合评价值。至此,可建立出价格标准合理性综合评价模型。对于问题二,我们采用主成分回归分析法,首先,建立影响出租车价格的指标体系,利用MATLAB软件对各指标数据进行折线图描述,初步观察各指标的影响;其次,建立主成分分析模型,提取主成分,获得影响出租车价格的主要指标,建立出租车价格与主要指标之间的回归分析模型;最后,建立了各个影响因素同时间的拟合方程,并通过拟合方程预测出未来几年内北京市出租车价格的变化。至此,可建立出价格预测模型。三. 模型假设1. 未来的几年之内,北京市的出租车数量基本不变。查阅资料发现,在最近的十年之内,北京市的出租车总量稳定在6500069000辆之间。因此
7、可假设北京市的出租车数量基本不变。2. 北京市出租车在北京市五环之内均匀分布。通过查阅资料,了解到北京市的出租车绝大多数在五环之内出行,五环之内路况相似,因此可假设出租车均匀分布。3. 调价前后,市场对出租车的供应量和需求量基本保持不变,出租车的载客率也基本不变。4. 调价前后,出租车的耗油量基本保持不变。5. 流动人口对出租车价格基本无影响。由于北京市流动人口与常住人口(含常住外来人口)的比率很小,因此我们假设流动人口对于北京市出租车的出行量的影响课忽略不计。6. 北京市民选择的固有出行方式保持不变。由于城市地理状况和居民生活习惯在短时间内不含改变,而且,两地之间采用的出行方式也相对固定,
8、所以可假设在未来几年内北京市民选择的固有出行方式保持不变。7. 未来几年之内,北京市出租车的本身成本保持不变。8. 未来几年之内,出租车的人均行驶里程基本保持为9公里。四. 符号说明4.1基于层次分析法的综合评价模型的符号说明符号说明单位C0北京市年度出租汽车数量万辆C北京市年度民用汽车拥有量万辆C1北京市年度公共交通车辆运营数万辆C2北京市年度私人汽车拥有量万辆M1城镇居民家庭年度人均交通和通信消费支出元M城镇居民家庭年度人均现金消费支出元N1北京市出租车年度客运量亿人N北京市客运车年度总客运量亿人R1出租车占民用汽车的比例/R11出租车与公交车数量比例/R12出租车与私家车数量比例/R2交
9、通支出占总支出的比例/R3出租车出行比例/R4出租车客运量占总客运量的比例/V1出租车占民用汽车的比例评价值/V2交通支出占总支出的比例评价值/V3出租车出行比例评价值/V4出租车与公交车数量比例评价值/V5出租车客运量占总客运量的比例评价值/Y价格标准合理性综合评价值/Pi第i个一级评价指标权重/Pij第i个一级评价指标的第j个二级评价指标权重/4.2基于主成分分析法得价格预测模型符号说明符号说明单位X1北京市居民消费价格指数X2北京市地区生产总值万元X3北京市常住人口万人X4北京市居民人均可支配收入元X5北京市汽油价格元X11X1的标准化/X22 X2的标准化/X33X3的标准化/X44X
10、4的标准化/X55X5的标准化/Z1第一主成分/Z2第二主成分/Z3第三主成分/五. 模型的建立与求解5.1基于层次分析的综合评价模型5.1.1层次分析法为了能对出租车价格标准进行定量分析,进而建立一个关于出租车价格标准合理性的综合评价模型,本文采用建立综合评价模型的常用方法层次分析法。层次分析法的一般步骤: 首先,要确定待评价对象的评价指标,建立综合评价递阶结构; 其次,基于已建立的层次递阶结构,根据当前的实际情况及分析者的主观认识,确定各级评价指标的判断矩阵,并求出各评价指标的权值; 再次,根据当前实际情况和分析者的认识,确定各评价指标所对应的评价值模型; 最后,采用线性加权法,将各评价指
11、标所得评价值与相应的权重系数加权,其加权和作为评价对象的综合评价值,建立基于层次分析法的综合评价模型。5.1.2数据的收集与分析通过对价格标准合理性评价指标的遴选,确定出租车占民用汽车的比例、交通支出占总支出的比例、出租车出行比例和出租车客运量占总客运量的比例作为价格标准合理性评价的一级指标,出租车与公交车数量比例、出租车与私家车数量比例作为价格标准合理性评价的二级指标,据此建立收费标准合理性评价的层次递阶结构。数据的收集分析如下:1. 通过查阅中华人民共和国国家统计局【1】可得:指标/万辆20102011201220132014民用汽车拥有量449.72470.53493.56517.115
12、30.83公交车辆运营数2401124478258312759028331私人汽车拥有量371.51387.29405.55424.95435.79出租汽车66646666466664667046675462.表1 20102014年北京市车辆类型数量统计2. 通过查阅中华人民共和国国家统计局官网【1】以及中国发展门户网【2】可得:指标/元20102011201220132014城镇居民人均现金消费支出19934.521984.424045.92627528009城镇居民人均交通和通信消费支出3420.93521.23781.5410644073.表2 20102014年北京市城镇居民家庭人均
13、消费支出3. 通过查阅2015年北京交通发展年报【3】可得:图1 历年交通出行方式构成据此,可得北京市出租车出行比例为:指标20102011201220132014出租车出行比例6.7%6.7%6.6%6.5%6.2%表3 北京市出租车出行比例4. 通过查阅中华人民共和国国家统计局官网【1】以及2015年北京交通发展年报【3】可得:指标/亿人20102011201220132014北京市客运车总客运量68.9872.2676.1680.4881.58北京市出租车客运量6.906.966.996.996.685.表4 北京市总客运量及出租车客运量统计5.1.3价格标准合理性评价指标体系构建5.1
14、3.1价格标准合理性评价指标遴选(1)出租车占民用汽车的比例R1民用汽车一般是包括私人用车、政府用车、企业用车、农用汽车,是相对于军用汽车、警用汽车、特种用车等来说的。在北京市公路上,民用汽车公路占有率几乎为100%,而出租车占民用汽车的比例反映了出租车的公路占用率,对于出租车的行驶、定价有着重要影响,是分析价格标准合理性的重要指标之一。道路上的民用汽车又可大致分为出租车、私家车和公交车,鉴于出租车与二者的比例反应不同的内容,出租车占民用汽车的比例R1需按出租车与公交车的比例R11和出租车与私家车的比例R12讨论。(2)交通支出占总支出的比例R2交通支出占总支出的比例反映了居民所能承担的交通
15、出行费用的能力,是判断价格标准合理性的直接因素。(3)出租车出行比例R3出租车出行比例反映了北京市居民出行特征,即对出租车出行的倾向度,是分析价格标准合理性的重要指标之一。(4)出租车客运量占总客运量的比例R4出租车客运量占总客运量的比例可以反映出租车对于客运量的分流能力,是分析价格标准合理性的关键指标之一。5.1.3.2 价格标准合理性评价体系构架根据价格标准合理性评价指标遴选分析,出租车占民用汽车的比例R1、交通支出占总支出的比例R2、出租车出行比例R3和出租车客运量占总客运量的比例R4是评价价格标准合理性的一级指标,其中一级指标出租车占民用汽车的比例R1进一步分为出租车与公交车的比例R1
16、1和出租车与私家车的比例R12两个二级指标讨论。综上可得,收费标准合理性评价指标体系构架为:图2 价格标准合理性评价指标体系表5.1.4运用层次分析法(AHP)确定评价指标权重1、建立成对比较矩阵基于已建立的价格标准合理性评价的递阶结果,根据交通统计数据及分析者的认识建立判断矩阵。其中,一级指标间相互关系判断矩阵为:二级指标间相互关系判断矩阵为:2、计算权重及判断矩阵的权向量、最大特征值(1)权重及最大特征值计算步骤:对于n阶判断矩阵A 求A中各列的和,对每一列进行归一化处理,得到:其中, 对的各行求和,得到特征向量:其中, 对向量做归一化处理,得到权向量:其中,即为权重值 求判断矩阵最大特征
17、值 其中, 计算权重,判断矩阵的最大特征值利用MATLAB编程求解各判断矩阵的权向量及最大特征值,计算结果如下:3、判断矩阵一致性检验以下是简单的解释一致性的概念:我们在对比几个指标的时候,需要对指标进行两两比较,如果得出一个结果:AB,BC,我们必须得出AC,反之则一致性不成立。更精细点,如果:A比B重要值为3,B比C重要值也为3,那么A与B比较,值应该为6,但是如果最终不是6,是5,或者7之类,也会在某种程度上影响一致性。所以需要检验对比矩阵的一致性,确保两两比较的时候,没有出现以上的错误。一致性指标(Constant index)公式:4、计算随机一致性比率检验一个矩阵的一致性指标为矩阵
18、的随即一致性比率,计算公式为:R.I.表示:平均随机一致性指标,这个是一个常量,根据阶数可以在量表里查询。表5 AHP方法中平均随机一致性指标R.I取值参考表阶数12345R.I000.520.891.12表5 AHP方法中平均随机一致性指标R.I取值参考表经计算可得:由于,判断矩阵一致性比例小于0.1,所以两个判断矩阵具有良好的一致性, 计算的权重是可以接受的.到这里,就完全将R1,R2,R3,R4四个一级指标的权重和R11,R12两个二级指标的权重计算出来,而且其效度是可靠的。各级指标权重值如表6所示:项目一级指标权重值Pi二级指标权重值Pij收费标准合理性出租车占民用汽车的比例0.096
19、7出租车与公交车的比例0.25出租车与私家车的比例0.75交通支出占总支出的比例0.5550出租车出行比例0.2516出租车客运量占总客运量的比例0.0967表6 价格标准合理性评价指标权重值表5.1.5综合评价模型的建立5.1.5.1确定价格标准合理性综合评价值Y收费标准合理性综合评价模型是通过一定的数学模型或算法将多个指标的评价值“合成”一个综合评价值,实现对收费标准合理性的综合评价。线性加权求和法因计算简单而广泛采用。设为第个一级评价指标所得的评价值,为第个一级评价指标的第个二级评价指标所得的评价值,将收费标准合理性评价指标所得评价值以相应的权重系数来加权,其加权和作为收费标准合理性的综
20、合评价值:其中,为第个一级评价指标对总目标的权重,为第个一级评价指标的第个二级评价指标权重。 综合评价值的大小与收费标准合理性呈正相关关系,即综合评价值Y越大,收费标准合理性越高。5.1.5.2各评价指标评价值的确定(1)出租车占民用汽车的比例评价值V1的确定查阅文献得知,一线城市人口数量与出租车数量的最佳比例是400:1。并且通过查阅资料,我们可得下表:年份20102011201220132014常住人口(万人)1961.92018.62069.32114.82151.6最佳出租车数量(辆)49047.55046551732.55287053790出租汽车(辆)666466664666646
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