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 （长安大学，陕西 西安 710064）
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
0 引言
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。
向量评估BBO算法保证了单个目标中高HSI的栖息地信息共享的能力，同时为多项HSI优于平均水平的栖息地提供了合理共享信息的概率。向量评估BBO算法在优化过程的初始阶段探索能力强，收敛速度快，但易陷入局部极小值。
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，若资源整合，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。
通过深化设计+图纸的策划应用，实现幕墙工程深化设计策划书以及专业的图纸的最优化，切实的保障后续开工的顺利进行。
表5为在优先联盟结构下，即两个企业共用自提点情况下单独配送和共同配送的利润情况。
国内有肖亮等[7]在物流企业合作中运用合作博弈模型。王云鹏等[8]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[9]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[9]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[10]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。
第三，学生自身忽视小组合作学习方式的重要性，参与度不高.小组一般情况下都是由4～6人组成，其中一本有社交能力比较强，成绩比较好的学生，也有社交能力弱，成绩较差的学生.在进行某个知识点的合作探究的时候，成绩比较弱的学生往往不参与，仅仅在旁边听，或者是处在走神状态，根本没有参与到小组中来.如此便不会得到能力的提升以及知识的巩固.
式中：φi是联盟博弈φ（ζ,v）的沙普利值。
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。
图1 自提点合作模式图
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。
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。
（1）假设多家终端自提点上级配送中心相同且只有一个；
式（4）和式（5）中：IL表示为电感电流状态量；VC为电容两端电压状态量；Vg为输入电压状态量；Vo为输出电压状态量。
（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Owen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
c1—单位快递收益；c2—单位建设成本；c3—单位车辆成本；c4—单位运输成本；n—客户点数量；N—快递自提服务点集合；i∈N—快递自提服务点；Qi—快递公司i的快递量；d0i—配送中心到快递公司i自提点的距离；dij—快递公司i自提点到快递自提点j的距离。
按照经验公式：
自提点 i的营业额C1i=c1·Qi；
自提点i的建设成本
自提点i的运营成本
自提点运营利润
1.3 构建合作博弈模型
针对末端配送系统，对多个终端自提点建立一个合作博弈模型，本文引入如下：
（1） 局中人集合：
其中
｝表示第i个终端自提服务点。
（2） 一个联盟
其中1≤i1＜i2＜…＜ik≤n，任意S⊆N，即S⊆N是一个联盟。
其中：Q=∪l∈HBl。这样Owen值可为已经形成小联盟的企业提供更合理的分配方案。
①v（Φ）=0，且
虽然国别与区域研究在外语学科的地位得到了确立，但是外语界对它的认识和接受经历了曲折发展的过程。笔者的个人经历就很好地反映了这一点。
②对任意S⊂N，有
③
“一站式”司法确认机制，是建立在法官对调解活动全程指导、提前介入、预先审查、全程监督和一体化联动基础上的工作机制。在运行过程中，面临以下法律问题：
（4）
表示自提点联盟中合作的对策分配，xi是联盟中第i个参与者的个体收益。
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Shapley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。
根据生产过程的特点，将制造资源划分为特征资源和辅助资源两大类。其中，特征资源指根据制造活动执行必需的资源对象，如生产状态、刀具、毛坯、工艺方案等；辅助资源指除了特征资源以外的所有资源。约束条件包括生产过程中影响制造活动执行的各类条件等。
设n为自提服务点的个数，则2n-1为除去空集后的非空联盟集的个数。N为所有自提服务点一起合作的总联盟，ζ是合作企业数小于N的联盟。令φ ζ,（）v为合作博弈联盟ζ中v的特征函数，用来表征v对联盟ζ的边界贡献值。对于给定特征函数v，可以确定出特定分配，即沙普利值为：
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。
工程机械的使用环境异常复杂，其金属结构承受复杂的交变载荷，在全寿命周期内容易发生疲劳损伤，同时疲劳损伤也将使表面产生裂纹。含有疲劳裂纹的损伤结构成为单个工程机械整体中最薄弱的环节。
现用一组具体数据来说明如何利用Shapley值为联盟内各个配送自提点进行利益分配。
有一末端自提配送系统由一个配送中心和3个自提服务点构成，自提点1的快递量为100，自提点2的快递量为200，自提点3的快递量为150，配送中心到各自提点以及自提点之间的距离固定，利润计算公式中参数取值可根据快递自提点的情况而定，本文取c1=6.2,c2=30,c3=20,c4=0.66。具体布局如图2所示：
在农田水利的工程当中采用该技术，可有效避免过度使用地下水资源，防止出现地下水位过低的现象。在采用该技术的过程中采用科学的生态搭配技术，能够有效的达到农田灌溉的效果。
表1 联盟前各个自提点的利润值c（）i
联盟后的利润如表2所示：
图2 末端自提服务配送系统图
表2 联盟后参与者的利润值
根据联盟后各个联盟的利益分配策略，首先计算他们的特征函数值如表3所示：
表3 各联盟下的特征函数
通过表3的计算，得出所有联盟的边际贡献如表4（a）、4（b）、4（c） 所示：
表4 （a） 自提点1的Shapley值收益
表4 （b） 自提点2的Shapley值收益
表4 （c） 自提点3的Shapley值收益
根据Shapley值计算公式，得到3个自提点进行合作情况下的利益分配为 φ1（v）=92.6，φ2（v）=190.6，φ3（v）=122.2，即3家企业可分别获得比单独配送多92.6,190.6,122.2的收益。且根据合作博弈对核心的定义，验证本利益分配方案在该合作博弈的核心内，因而该方案是一个合理的分配方案。
2.2 欧文值（Owen） 下的利益分配
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：
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与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。
设有限参与者集合
为分割后的联盟集合
｝为联盟下标的集合，且满足：
首先，传统的课程教材中对理论基础知识讲解较多，对专业知识的推导细致，而对此专业课程对应的工程实践涉及较少，教师在传统的课堂教学中对教材的依赖性较高，对工程实践接触较少；
（1） Bk∩Bl=Ø；∀k,l∈M,k≠l；
（2）
则形成新的合作博弈Λ=（N,Ξ,）v ，对于参与者i，其Owen值如下：
（3） v（S）表示联盟S通过对其中的成员进行协调而达到最大收益，并且满足：
对于本文利用Shapley值分配下的案例，联盟分割可分为以下五种情况：3个自提企业分别建立自提点，B1=｛1｝,B2=｛2 ｝,B3=｛3｝；1和2企业共用一个自提点B1=｛1,2｝,B2=｛3｝；2和3企业联合建立自提点，B1=｛1｝,B2=｛2,3 ｝；1和3企业联合建立自提点，B1=｛1,3｝,B2=｛2 ｝；以及｛1,2,3｝三个企业共同整合到一个自提点。如图3所示：
以图3（2）为例，自提企业1和自提企业2进行联盟，共用一个自提服务点，其形成的小联盟为B1，但其自提点共用，由配送中心到自提点的配送可选择自营配送或多家共同配送。例如在该联盟分割情况下，有｛1｝｛2｝｛3｝分别单独配送，也可｛1,2｝,｛2,3｝,｛1,3｝,｛1,2,3 ｝进行共同配送的情形，因而要利用Owen值分析在哪种联盟情况下获利最大，从而对各个企业的收益进行利润分配。
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[1]。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[2]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[3]将合作博弈引入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[4]通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[5-6]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。
联盟前各自提点单独运营时所获得的利润如表1所示：
在存在联盟分割的情况下优先联盟中企业与其他企业进行联合配送后其特征函数如表6所示：
通过利用上式进行计算，得到每个企业在不同的联盟分割下的Owen值如表7所示：
近几年，水稻连年增产、种植面积不断扩大，水稻产业得到了大力的发展，也取得了显著的成效。但是栽培的品种单一，病虫害发生加重等问题，难以确保水稻的稳定发展，为此，我们对省内近期育成的水稻品种进行对比试验研究，进一步客观、科学的鉴定品种的特性特征及综合表现，筛选出其中的优良品种，提高粮食综合生产力，推动农场经济的快速发展。
综上计算，当联盟情形为N=｛｛1｝,｛2｝,｛3｝｝时，Ow1=92.6，Ow2=190.6，Ow3=122.2，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，其获利分配和Shapley值下的利益分配相同。当联盟情形为
｝时，Ow1=118.5，Ow2=220，Ow3=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。联盟情形为
以及
与前者类似，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。
图3 联盟分割情况下末端配送自提系统图
表5 联盟结构下各个自提点的利润值
表6 各联盟结构下共同配送的特征函数
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。
表7 各自提点不同联盟结构下的Owen值
表8 共同配送模式Shapley值和单独配送模式下分配方案的比较
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。
表9 Owen值下的分配方法与Shapley值下的分配方法比较
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N
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
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。
很快，到了怀孕的中后期，怀着双胞胎的肚子大得吓人，走路都十分艰难。我的肚皮像一层被绷紧的牛皮纸，连丝丝缕缕的血管都看得非常清楚。医生不敢再让我吃营养丰富的食品了，怕胎儿在母体里生长过大，给母体造成伤害。但两个胎儿每天都要消耗大量的养分，不吃营养丰富的食品，对胎儿的发育势必造成不良的影响。我只好暂时将医生的警告抛诸脑后。
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。
从宏观上看，河南省缺乏专门的促进战略性新兴产业专利发展的总体战略，部分构想也只是蕴含于河南省知识产权整体发展的战略之中，从而在主政策与子政策之间就出现了断层；战略性新兴产业专利布局和其他产业知识产权类型布局之间，也缺少应有的融合与衔接。这种单一而非综合的专利布局，无法形成合力，收到“1+1>2”的效果。从微观上看，在战略性新兴产业专利布局中，知识产权管理部门、公司管理层、市场部门、研发部门对于构建专利组合，形成层级分明、功效齐备、要素完整的企业专利格局的整合度不足，专利布局设计的科学性也有待检验，因而导致对于战略性新兴产业所涉企业的自主创新能力提升应有的推动力无法得到充分的释放。
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。
参考文献：
[1]王硕，张文涛，冯淑贞.我国快递配送末端自提点发展模式分析[J].综合运输，2018,40(7)：88-92,126.
[2]Anupindi R,Bassok Y,Zemel E.A general framework for the study of decentralized distribution systems[J].Manufacturing and Service Operations Management,2001,3(4)：349-368.
[3]A Kazemi,M H Fazel Zarandi,S M Moattar Husseini.A multi-agent system to solve the production planning problem for a supply chain：a genetic algorithm approach[J].International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2009(44)：180-193.
[4]Shapley L S,Shublk M.A method for evaluating the distribution of power in a committee system[J].American Political Science Review,1954,48(48)：787-792.
[5]Holmberg K.Exact solution methods for incapacitated location problem with convex transportation cost[J].European Journal of Operational Research,1999,114(2)：127-140.
[6]Jia N X,Yokoyama R.Profit allocation of independent power producers based on cooperative Game theory[J].Electrical Power&Energy Systems,2003,2(5)：633-641.
[7]彭育松，周敏.合作博弈下的共同配送利益合理分配模型[J].云南财贸学院学报，2006,22(1)：60-64.
[8]王云鹏，卫振林.基于快递末端服务合作联盟的利益分配研究[J].武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2017,39(1)：599-602,618.
[9]李泉林，黄亚静，鄂成国.“农超对接”下配送中心与n个超市的合作机制研究[J].运筹与管理，2017,26(3)：27-35.
[10]孙红霞，张强.具有联盟结构的限制合作博弈的限制Owen值[J].系统工程理论与实践，2013,33(4)：981-987.
Research on Express End Service Alliance and Profit Distribution Based on Cooperative Game
CAI Rong,HU Dawei (Chang'an University,Xi'an 710064,China)
Abstract: The emergence of self-pick-up mode in express terminal delivery greatly solves the problem of“the last mile delivery”.However,the establishment of numerous and diverse self-service stations not only takes up a large amount of resources,but also increases the cost of distribution and traffic burden due to its niche self-service distribution.In this paper,a cooperative game model of self-pick-up alliances was established to integrate terminal distribution resources,and Shapley value and Owen value were respectively used to distribute the profits of enterprises under the two conditions of joint distribution between enterprises and joint distribution of self-pick-up stations.The results show that the game allocation strategy in this paper can provide decision support for the benefit allocation of self-service alliance enterprises under resource integration.
Key words: terminal distribution;self-service model;cooperative game;profit distribution
中图分类号： F618
文献标识码： A
文章编号： 1002-3100（2019）10-0009-06
收稿日期： 2019-08-01
作者简介： 蔡 榕（1993-），女，陕西西安人，长安大学汽车学院硕士研究生，助理研究员，研究方向：配送路径优化、博弈论；胡大伟（1963-），本文通讯作者，男，北京人，长安大学，教授，博士，研究方向：交通运输系统规划、运输系统仿真。