基于Logit效用函数的竞争选址的研究

1.1研究背景

随着国外零售业大面积进入中国、各种零售业态趋于饱和、网上零售业的快速发展等,使我国传统零售业面临着前所未有的机遇和挑战。中商情报网的《2012-2016中国零售业市场竞争分析及投资咨询报告》指出,零售企业从2011年开始就一直面临着高成本、高竞争、资源垄断、低回报、难扩张等难题。除了以上困难与压力,未来的五到十年内,零售业将迎来门店、物业租赁大批到期,续租成本上涨,租金甚至将达到30%-50%的增长速度。零售行业将迎来竞争最为激烈的十年,行业的未来充满了变数。在这种情形下,我国传统零售业面临着前所未有的机遇和挑战,传统零售业如何才能在竞争中立于不败之地,这个问题引起了许多专家和学者的关注。选址是零售业进入新市场或者进行市场拓展的第一步,因此如何选址成为零售业发展和保持竞争优势的关键。选址问题指的是如何选择一个或多个设施的位置,使得所考虑的选址目标达到最优的问题,它是工业布置、空间经济、区域科学、运筹学等学科的一个重要研究课题。选址问题不但是学者们广泛研究的活跃课题,也是企业和政府管理决策部门非常重视的问题。在西方国家,零售网点的选址被视为开业前所需的三大主要资源之一,零售网点的位置决定了门店的属性。门店的属性主要包括选址成本、地区内潜在顾客数量、市场环境和经营规模等,这些属性决定门店所能获得利润的高低。好的选址会给人民生活带来福利、降低企业成本、增加企业利润和市场份额、提高服务效率和竞争力,而过分随意的选址往往会带来很大的不便和损失。零售业经营的成败在很大程度上取决于店址的选择,因此,零售业被称为选址的产业。

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1.2研究意义

论文研究的基于Logit效用函数的竞争选址问题,丰富和发展了竞争选址理论。竞争选址问题己经有很多研究者从静态竞争、有预见的竞争和动态竞争等方面进行了研究,也得出了许多经典的模型与理论。但是,通过对国内外相关文献的研究发现,目前还没有人在竞争选址中同时考虑市场需求扩张和顾客选择行为对设施选址的影响,所以论文拟运用运筹学、区域科学和空间经济学等学科的知识对零售网点的选址问题进行建模分析。论文针对顾客选择行为的特点,运用定性分析和定量研究的方法来探讨Logit效用函数的参数拟合方式。论文将Logit效用函数运用到竞争选址模型中,用其表示顾客对设施的选择概率,推广了 Logit效用函数的用法,为以后的选址工作提供的解决思路和方法。通过对基于Logit效用函数的竞争选址的研究,能指导企业如何选址才能吸引更多的顾客,保持核心竞争力,提高经营效益。构建基于Logit效用函数的竞争选址模型,研究模型求解的智能算法,运用计算机软件进行模拟,能帮助决策者评估选址方案的优劣,从而做出科学决策。论文构建的模型更加符合现实的选址环境。在进行选址时,企业首先要评估选址区域内的需求量,通过各种方式获取顾客选择新设施的概率。论文中的模型不仅考虑了新建设施后,市场需求量随着整体设施效用的变化,而且考虑了不同顾客对设施的选择行为,使模型更加贴近现实。通过对设施吸引力和顾客选择行为的定性分析,为以后企业如何吸引顾客提供了思路。在竞争日益激烈和市场环境多变的现实选址环境中,论文的研究内容不仅适用于零售网点的选址,也适用于其他涉及顾客选择行为及市场需求扩张的选址问题。

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2 国内外竞争选址的相关研究

2.1选址理论

设施选址问题是运筹学、管理科学和计算科学等领域普遍存在的决策问题。这里的“设施”可以是工厂、机场、零售网点、学校、汽车站、银行终端和卫星等。目前,选址问题主要应用于交通、物流、公用设施、零售连锁业、通讯行业等领域。设施选址的决策过程是一个复杂的经济和社会行为,它与设施的特性、市场环境、运营现状和经营者的能力等因素有关[11]。物流节点选址问题在继承设施选址的理论与方法的基础上,结合物流节点的特性展开有针对性的研究,其实质上是设施选址问题的一种特例。因此,研究物流节点选址要总结和吸收既有设施选址的研究成果,并在此基础上幵展研究。选址理论由来已久,从现有的文献记录可知,早在17世纪早期,Feriniat[i2]就提出了一个着名的问题:已知一个三角形,在三角形内求一点,使此点到三角形的三个顶点的距离之和最小,后来被称为1-中值问题。Thunen以成本最小化为选址目标,研究了 “ Von Thunen circles”问题。Weber[l3]研究了平面区域内的仓库选址问题,以运输成本最小或仓库与顾客之间的总距离最小为选址目标。对于Weber问题,Isard[i4]在工业选址、土地使用和其他相关问题的基础上,进行了更加深入的研究。之后,Hakimi[7]研究了如何在网络中选定一个或多设施的位置,使设施与点之间的最大距离最小或总距离最小,定义了网络上的P-中值问题和P-中心问题。这篇具有代表意义的论文极大的激发了选址理论的研究,从此,研究选址理论的文献数目急剧增多。竞争选址模型起源于Hotelling⑴的模型,他运用经济学理论、地理学理论及博弃理论,研究了一条直线上两个冰淇淋商贩的竞争选址问题,此后,Ponsard[i5]从经济学的角度介绍了空间模型。ReVelle、Cohon和Shobrys[i6]研究了选址问题的多目标属性,即除了最小化费用、最大化利润外等选址问题的基本目标外,其他的一些目标也会影响到选址决策,从此幵始了多目标选址的研究。

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2.2竞争设施选址理论

自20世纪80年代后,竞争选址问题逐渐成为选址问题的热点方向之一。竞争选址问题是指市场中同时存在两个或两个以上的企业提供相同或者相似的产品或服务,同时争夺市场份额。企业的选址不仅会影响企业自身获取的市场份额,而且会影响

到竞争对手的市场份额,如何在竞争环境下提高自己的市场份额或利润是竞争选址问题的关键。竞争选址在现实中普遍存在,当企业要在一个已经存在竞争设施的区域新建设施时,或者作为先进入者阻碍其他竞争者进入的选址问题都是竞争选址问题。竞争选址问题是工业布局、区域科学、空间经济和运筹学等领域中的主流研究课题,它的研究起源于Hotdling的一篇文章,他讨论了两个卖冰激凌的小商贩的摊位选址问题,他假设所有的设施具有相同的吸引力,此时顾客会按照就近原则选择服务设施。尽管Hotelling假设市场是一个简单的连续线段,但它却反映了竞争选址的一些性质,给出了一些启发性结果。之后许多学者继承了 Hotelling的思想,从不同的角度研究了竞争选址模型,产生了许多经典模型与理论。竞争选址可分为静态竞争选址问题和动态竞争选址问题。静态竞争选址问题只考虑一个阶段的优化问题。动态竞争选址问题则考虑多个阶段的优化问题,它假设公司对别的竞争公司的选址反应时间为零,通常用Stackelberg博弈或Nash博弃研究。竞争选址研究主要分两类:一类是在竞争者(先进入者)已经安置设施的情况下,研究后进入者如 何选址才能满足选址目标,这是论文的研究重点;另一类的研究对象是先进入者,研究如何选址才能使在后来的竞争者进入同一市场时仍然获利最大,此类问题被称为预先抢占市场选址的选址问题。 …………

3基于效用函数的竞争设施选址模型构建...........16

3. 1既有竞争设施选址模型评述...........16

3. 2竞争设施选址模型假设与符号说明...........17

3. 3市场需求不变的竞争设施选址模型...........19

3. 4市场需求扩张及多设施竞争设施选址模型...........23

3. 5本章小结...........27

4基于效用函数的竞争选址模型求解及算例分析...........29

4. 1竞争模型求解算法...........29

4. 2竞争设施选址模型求解...........34

4.3新建设施对已有设施的影响...........39

4.4效用因素变化对选址的影响...........40

4. 5 本章小结...........42

5结论与展望...........43

5. 1研究结论...........43

5. 2研究展望...........46

4基于效用函数的竞争选址模型求解及算例分析

4.1竞争模型求解算法

竞争选址模型的求解主要有解析法和启发式算法两种。解析法主要是利用整数规划法、动态规划法、拉格朗日松她算法和分枝定界法等方法对模型求解精确解,一般适用于小规模竞争选址问题的求解。启发式算法是相对于最优算法而提出的,一般通过反复迭代的方式求解大规模问题的满意解。最优化算法可以求得问题的精确解,而启发式算法是基于经验或直观而构造的算法,它在可接受的花费(指计算时间和空间)下给出问题的一个可行解。启发式算法多用于非凸、非线性优化问题。常用的启发式算法包括贪婪算法、遗传算法、禁忌搜索算法、模拟退火算法、人工神经网络和奴群优化算法等。解析法的计算时间随规模的增加以指数速度增加,因此,解析法只适用于小规模问题的求解。现实生活中的竞争选址问题往往涉及因素比较多,而且规模也比较大,对于这样的问题,启发式算法就体现出了它的优越性,它能够在可接受的时间内得到一个相对满意的可行解作为问题的近似最优解。

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结论

零售业被称为选址的行业,选址问题也是零售业经营者面临的重大决策之一。设施选址尤其是零售网点选址仍将在未来较长的一段时间继续成为竞争选址的研究重点。由于零售网点的投资成本高、建设周期长和市场环境多变等特点,零售网点的选址正面临一系列的新课题。基于此,论文研究了基于Logit效用模型的竞争选址问题,现将相关研究成果总结如下:传统的竞争选址中,通常从企业的角度出发,研究企业如何选址获利最大或选址成本最小,没有考虑顾客的选择行为。论文将顾客的选择行为加入到竞争选址模型中,用Logit效用函数表示顾客选择设施的概率。Logit模型属于非集计模型,描述个体的选择行为。论文通过推导,将二项Logit模型表示成距离的函数,用来表示顾客选择新设施的概率。提出了在实际选址中求解效用函数的方法,即首先收集影响设施效用的因素,然后利用主成分分析法求出影响设施效用的主要因素,收集顾客对每种影响因素的评分情况,求解出每个设施的Logit效用函数的表达式,进而求出顾客选择新设施的概率。此项改进使模型更加贴近现实,更加符合实际情况。