1 引言 近年电子商务的持续发展驱动了线上冷链物流运输服务采购的快速增长,2025年我国冷链物流市场总规模预计达到8970亿元。国家明确要求“加快完善冷链物流标准和服务规范体系”。在整个运输过程中,不仅要关注产品的价格和数量,还需重视其易受损、易腐烂的特性[1,2]。故该市场对运输服务有多属性需求,即以价格、运输时间和服务质量等因素作为运输服务采购的准则。同时,越来越多的制造企业(托运人)通过电商平台将运输服务外包给合适的第三方物流公司(承运人),传统“一对多”交易模式下的低效配置严重制约着物流运输市场的发展,将市场结构扩展为“多对多”成为实现低成本、高效率运输服务采购的关键[3,4]。因此,需要设计一种合理的机制以实现冷链物流市场高效可靠的运输服务采购。 多属性拍卖是同时考虑价格和非价格属性的理论分析工具,作为有效的资源配置方式,已在采购决策问题中得到了广泛的应用,起到了降本增效的作用[5,6]。针对运输服务采购市场,近年来已有不少学者研究了多属性拍卖机制的优势和效率[7]。Hu等[8]提出了同时考虑运输成本和时间最小化的双目标模型,并使用分支界定法解决了胜者确定和数量分配问题。Xiao等[9]依据运输货物的重量和服务等多属性,设计了第二优先评分和VCG评分拍卖机制来确定获胜者以及支付金额,并证明所设多属性机制在实现社会福利最大化方面优于单属性机制。Zhang等[10]设计了考虑交货期、服务质量等多个属性的拍卖机制,并对未完成多属性要求的承运人设置了事后惩罚,实现了机制的有效性。以上多属性机制仅适用于“一对多”的市场结构,无法适用于现实中众多参与者之间供应与需求的问题,难以实现公平交易。 相较于单边拍卖,双边拍卖机制更能满足运输服务采购市场对公平性、时效性的要求[11]。Huang和Xu[12]最早将双边招标的形式纳入运输采购拍卖机制,设计了三种满足激励相容的多单位双边拍卖机制以实现最大社会福利。Liang等[13]研究了一种考虑数量折扣的双边拍卖机制,该机制能够在扩大交易规模的同时实现较大的社会福利。上述研究主要适用于静态的双边环境,而离线拍卖会导致交易时间、机会成本的增加,难以保证交易效率。基于此,王雅娟和王先甲[14]设计了一种可进行实时分配与支付决策的多单位在线双边拍卖机制,但其未考虑参与人的多属性需求,不能更好地适用于运输服务采购市场。 事实上,在运输服务采购拍卖的实际应用中存在交易成本,即一旦发生交易,拍卖人需承担一定的交易成本费用,通常包括促销费用、通行费用、意外风险成本和运输路线的信息搜集成本等,往往被忽略于拍卖机制的设计中。Xu等[15]最先将交易成本纳入单边拍卖机制设计中,证明了不考虑交易成本的拍卖机制会影响最终分配,并降低社会福利的实现。Sun等[16]将交易成本纳入双边拍卖机制,基于“一带一路”背景设计了考虑同质交易成本的双边拍卖机制,该交易成本仅与运输的道路相关。Guo等[17]针对双边货运市场,将参与人双方之间的交易成本分为同质和异质两种情况,设计了满足激励相容的双边拍卖机制。这些研究尚不能解决冷链物流运输服务采购双边市场中参与人具有多属性和即时交易需求的问题。 因此,本文以冷链物流运输服务采购市场为背景,在允许参与人能随时到达和离开拍卖平台的前提下,建立了考虑同质交易成本的多单位多属性在线双边拍卖机制设计模型,该模型以社会福利最大化为目标,以运输时间和服务质量是否匹配作为达成交易的约束条件,在此基础上,提出了多属性在线双边拍卖机制。研究表明,该机制不仅能实现参与人即时分配和支付决策,而且保障了托运人对多属性的不同需求。同时,可以吸引托运人和承运人自愿参与交易,激励他们报告真实的估值和成本,并保证双边拍卖市场的运输平衡和弱预算平衡,有助于促进公平有效分配,对于面向双边市场的运输服务采购具有较高的应用价值。 2 问题描述与假设 在线冷链运输服务采购双边市场由多个制造企业(托运人)、多个第三方物流公司(承运人)和一个电商平台(拍卖组织者)组成。由于冷链物流运输的对象为果蔬、肉类、水产品等冷链产品,在运输过程中存在易损坏特性,影响运输服务的时效和质量,因此,冷链物流运输服务采购的前提是满足托运人的多属性需求;同时,因达成交易的托运人与承运人之间存在交易成本,故本文将提出一种考虑交易成本的多属性在线双边拍卖机制,以实现冷链物流采购市场中的运输服务分配。为设计该机制,现做如下假设: (1)多属性在线双边拍卖是在有限、离散的时间周期T={0,1,…,t,…}上以密封价格拍卖的形式进行,现有m个托运人和n个承运人参与拍卖,记托运人集合为I,承运人集合为J,参与人均为风险中性。 (2)运输服务的非价格属性包括运输时间和服务质量,由一组离散值或连续的区间构成[18]。记托运人i∈I和承运人j∈J的非价格属性分别为w[,i]=(w[,ic],w[,ig]),w[,j]=(w[,jc],w[,jg]),w[,ic]和w[,ig]分别为托运人i对运输时间和服务质量的最低要求,w[,jc]和w[,jg]分别为承运人j提供运输时间和服务质量的最高标准。当承运人j的非价格属性w[,jc]和w[,jg]同时满足托运人i对其属性值w[,ic]和w[,ig]的最低要求时,承运人j才有资格与该托运人发生匹配。z[,ij]表示双方是否能够发生匹配,承运人j有资格匹配托运人i时,z[,ij]=1;否则z[,ij]=0。 例如,考虑在一个运输服务市场中,存在某托运人i对某条路线运输服务的非价格属性为w[,i]=(4,92),即w[,ic]=5,w[,ig]=92,表示对运输时间的最低要求为5天,对服务质量的最低要求为92;某承运人j对此运输服务的非价格属性为w[,j]=(3,94),即w[,jc]=3,w[,jg]=94,符合托运人i对非价格属性的最低要求,即z[,ij]=1,因此,该承运人有资格与之发生匹配。