链上镖师 / Chain Biaoshi

TRB|按需外卖配送平台:商家骑手顾客三边网络均衡

把顾客、骑手和商家放进同一张空间网络,评估平台匹配、路径和定价策略的系统影响

论文信息

论文题名:A three-sided network equilibrium model for on-demand food delivery services

作者:Kaihang Zhang,Jintao Ke,Xiaolei Wang

期刊/年份:Transportation Research Part B,2026

这篇 TRB 论文把即时餐饮配送中的顾客需求、骑手供给和商家上线决策放进三方网络均衡,用批量匹配和捆绑配送调度解释平台策略如何改变等待时间、利润、需求和劳动供给。

  • 01:研究对象是即时餐饮配送平台,核心矛盾来自空间异质性、骑手跨区取餐、订单捆绑配送和商家动态上线。
  • 02:模型采用 Stackelberg 领导者-跟随者结构:平台决定批量匹配和配送调度,顾客、骑手、商家基于效用选择进入或移动。
  • 03:数值实验基于 Grubhub 公开数据,比较随机捆绑、配送成本最小化和等待时间最小化三种调度策略。

研究背景

即时餐饮配送近年快速扩张,论文引用的市场预测显示,在线食品配送市场从 2023 到 2024 年的复合增长率为 11.5%。平台带来用餐便利、骑手灵活就业和餐厅新增收入,也带来城市网络中的复杂协调问题。

这类服务的难点来自三类参与者同时响应平台状态:顾客关心匹配和配送等待,骑手会选择等待点并决定是否进入市场,商家会根据市场条件决定是否在线。订单捆绑让一名骑手一次服务多个订单,空间流量关系随之变得更强。

论文的主线是把平台的批量匹配、捆绑配送路径选择和三方参与者行为合并到一个稳态网络模型中,用同一套框架评估运营目标与市场结果。

平台操作与顾客、骑手、商家三方均衡关系示意图

平台通过批量匹配和捆绑配送影响三方均衡变量,来源:Fig. 1

核心问题

论文关注的问题是:当平台可以控制骑手与订单束的批量匹配,并为多订单配送分配路径时,顾客需求、骑手等待与商家在线数量会形成怎样的稳态均衡,三种调度目标又会如何改变系统表现。

01顾客侧:商家吸引力、配送费、匹配等待和配送时间共同影响下单选择。

02骑手侧:预期收入、服务时间、前往等待点的时间和匹配等待影响空闲骑手流动。

03商家侧:订单收益、平台佣金和市场条件影响是否在线参与配送市场。

平台在模型中是领导者,目标通过两类操作实现:先在批量池中把空闲骑手和目标商家位置的订单束匹配,再把匹配后的订单分配到捆绑配送路径。三方参与者作为跟随者,用离散选择模型刻画响应。

三方食品配送流量守恒与供需均衡示意图

三方食品配送流量守恒与供需均衡关系,来源:Fig. 3

方法框架

模型把平台决策写成 stationary matching and dispatching 问题。均衡变量包括等待匹配的订单束数量、等待骑手数量和愿意在线的商家数量;决策变量包括批量匹配流和配送路径流。由于均衡条件嵌入优化,问题属于带均衡约束的数学规划。

1建立顾客、骑手、商家的效用函数,并用 logit 型选择描述参与和空间移动。

2用流量守恒连接订单需求、配送路径、骑手空驶和商家上线状态。

3分别定义随机捆绑 RBS、配送成本最小化 DCS、等待时间最小化 WTS 三种调度策略。

4用坐标下降思路交替求解配送调度子问题和批量匹配均衡子问题。

SMD 问题分解式求解流程图

SMD 问题的分解式求解流程,来源:Fig. 4

算法将原问题分解为两个相互喂入的子问题:给定匹配和均衡状态时求配送路径流,给定新的路径流时更新匹配流和均衡变量。论文报告大规模网络实验中约束违反平方和平均在 1×10^-4 量级。

案例或实验设置

数值实验使用 Grubhub 公开数据,数据包含订单和骑手工作排班等信息。作者先用 K-Means 根据地理坐标和周边餐厅数量划分区域,再连接相邻区域形成服务网络,用真实订单空间分布替代经典合成交通网络。

Grubhub 订单点位和 K-Means 区域网络划分

Grubhub 数据的区域网络划分,来源:Fig. 5

时间价值

20 $/hr

行驶速度

15 km/hr

数值实验参数表

数值实验主要参数设置,来源:Table 1

实验参数还包括服务时间 0.1 hr、批量匹配间隔 0.001 hr、固定工资 1 美元、距离工资 3 $/km、平均订单价格 25 美元、配送费 5 $/km 和佣金比例 0.2。这些口径支撑后续等待时间、利润和收入比较。

结果分析

结果部分先比较三种策略对骑手状态的影响。随机捆绑作为基准,配送成本最小化和等待时间最小化会改变骑手在等待、取餐、配送和空驶状态之间的分配,说明路径目标会反馈到供给稳定性。

三种配送策略下骑手状态分配对比

三种配送策略下的骑手状态分配,来源:Fig. 6

不同供给条件下三种策略的顾客等待时间拆解

不同供给条件下三种策略的等待时间比较,来源:Table 2

等待时间被拆成积单、匹配、取餐和配送环节后,策略差异可以追溯到具体服务阶段。供给充足与供给不足场景分别展示后,模型能识别问题来自匹配池、取餐调度、配送路径或订单积累。

三种策略下配送路径流覆盖范围比较

不同策略下的配送路径流覆盖,来源:Fig. 8

管理启示

管理层面的价值在于把平台目标转化为可观测的空间流量结果。成本最小化倾向于把订单、匹配和空驶流集中到更省成本的路径组合,等待时间最小化更强调快速服务与更小的服务延迟,两类目标会形成不同的路径结构。

DCS 策略下配送路径、匹配流和空驶流分布

DCS 策略下的空间流量分布,来源:Fig. 10

WTS 策略下配送路径和流量分布

WTS 策略下的空间流量分布,来源:Fig. 11

三种配送策略在利润、等待时间、需求、商家数、车队和骑手收入上的对比

三种配送策略的经营指标比较,来源:Table 3

论文进一步用敏感性分析考察捆绑容量、车队规模、佣金、工资和配送费。结论指向同一件事:平台调度、定价和激励会共同改变三方参与强度,政策评估需要同时看等待时间、利润、需求、商家数和骑手收入。

捆绑容量和总骑手规模对系统指标的影响

捆绑容量和总骑手规模对系统指标的影响,来源:Fig. 12

佣金、工资和配送费变化对系统指标的影响

佣金、工资和配送费对系统指标的影响,来源:Fig. 13

论文:A three-sided network equilibrium model for on-demand food delivery services

作者:Kaihang Zhang,Jintao Ke,Xiaolei Wang

期刊:Transportation Research Part B

链上镖师、先卜交通、先卜运筹通用论文ID

raw-000000184

保存此推文 ID,可在粉丝群内获取相关材料,未来更多功能敬请期待

先卜科技团队:常文婕、张巧巧、王一航、夏子帆、张晓乐、祁园园、张仁义