外賣配送系統(tǒng)涉及到的不僅僅是一個(gè)算法的問(wèn)題，它背后還涉及到社會(huì)問(wèn)題和倫理道德問(wèn)題。例如：大數(shù)據(jù)殺熟的問(wèn)題，例如騎手被困在系統(tǒng)中的問(wèn)題，例如訂單分配的公平性問(wèn)題，例如配送費(fèi)用的定價(jià)問(wèn)題等等。本文嘗試在科普最基本的配送模型的基礎(chǔ)上，討論本次算法公開(kāi)所帶來(lái)的一些社會(huì)效應(yīng)。

0 美團(tuán)派單算法框架

幾天前美團(tuán)公布了外賣派單算法的基本框架，原文如下鏈接：

https://mp.weixin.qq.com/s/qyegF_r_SPGnkEdZqkVjxA

外賣派單算法的基本框架圖如下所示：

可以看到本次美團(tuán)公布的算法框架，也確實(shí)就是一個(gè)框架而已。顯然此次主要的受眾是騎手，商家和普通用戶。對(duì)于運(yùn)籌學(xué)/機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)研究者來(lái)說(shuō)，看到這個(gè)框架也只是了解一個(gè)大概，我們更希望看到背后運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型和算法原理，甚至是代碼。當(dāng)然這部分對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)本身就是安身立命之本，不可能完全公開(kāi)。本期小編就站在運(yùn)籌學(xué)/機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)研究者的角度來(lái)解讀本次美團(tuán)配送算法背后的原理，以及公布算法所帶來(lái)的一些社會(huì)效應(yīng)。

1 訂單分配算法基本模型

這里邊涉及到兩個(gè)問(wèn)題：1是需要對(duì)騎手到達(dá)時(shí)間進(jìn)行一個(gè)預(yù)測(cè)（這本質(zhì)上是一個(gè)預(yù)測(cè)問(wèn)題，可以采用機(jī)器學(xué)習(xí)方法來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)）；2是基于之前預(yù)測(cè)出的到達(dá)時(shí)間將訂單分配給騎手（這本質(zhì)上一個(gè)決策問(wèn)題，可以采用運(yùn)籌學(xué)的方法來(lái)解決）。

配送系統(tǒng)輸出的就是一個(gè)配送的方案，就是每個(gè)訂單由哪個(gè)騎手去配送。這個(gè)在我們專業(yè)術(shù)語(yǔ)中被稱為決策變量，可以由如下表達(dá)式確定：

在訂單配送中有一些規(guī)則是絕對(duì)不能違反的，在運(yùn)籌學(xué)中是通過(guò)約束來(lái)描述這些規(guī)則的。那么在訂單配送中主要就是2個(gè)約束，這2個(gè)約束也是很顯而易見(jiàn)的，如下所示：

約束1：一個(gè)訂單只能分配給一個(gè)騎手

這個(gè)很好理解我就不多解釋了，如下式所示：

其中為所有訂單的集合，為所有騎手的集合

約束2：一個(gè)騎手的配送能力上限約束

我們不能一下子給騎手安排太多的訂單，因此我們用一個(gè)常數(shù)，來(lái)描述騎手能接訂單數(shù)量的上限。另外每個(gè)訂單的工作量是不一樣的，有的訂單距離遠(yuǎn)工作量就大，有的訂單距離近工作量就小，所以我們還需要用 來(lái)描述每個(gè)訂單的工作量，相當(dāng)于給每個(gè)訂單做了一個(gè)加權(quán)。由此我們可以給出騎手配送能力上限約束：

目標(biāo)函數(shù)：所有訂單的延誤時(shí)間之和最小

:為訂單 實(shí)際配送到用戶的時(shí)間。

:為訂單 計(jì)劃配送到用戶的時(shí)間。點(diǎn)過(guò)美團(tuán)外賣的都知道，在我們剛下單的時(shí)候系統(tǒng)里馬上就有一個(gè)訂單預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是 。

為訂單實(shí)際配送到用戶的時(shí)間。

為訂單計(jì)劃配送到用戶的時(shí)間。點(diǎn)過(guò)美團(tuán)外賣的都知道，在我們剛下單的時(shí)候系統(tǒng)里馬上就有一個(gè)訂單預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是。

我們做配送算法的根本目的是什么？就是要讓所有訂單配送的延誤時(shí)間最小。所以我們的目標(biāo)就是希望 實(shí)際配送到用戶的時(shí)間和計(jì)劃配送到用戶的時(shí)間盡量接近，所以有如下目標(biāo)函數(shù)：

不難發(fā)現(xiàn)這里邊難點(diǎn)在于實(shí)際配送到用戶的時(shí)間不太好確定，它和訂單本身有關(guān)(訂單距離的遠(yuǎn)近，訂單商家出餐快慢)，還和路況有關(guān)(路上有沒(méi)有堵車)，還和天氣有關(guān)，還和訂單所處每天的時(shí)間段有關(guān)(例如中午飯點(diǎn)餐廳很忙，路上送餐的人也非常多)還和騎手有關(guān)（熟練的騎手和不熟練的騎手肯定配送有差異），還和訂單配送的客戶有關(guān)(例如客戶不在家，客戶手機(jī)無(wú)人接聽(tīng)等等)。

所以是一個(gè)隨機(jī)變量，嚴(yán)謹(jǐn)點(diǎn)的話 我們應(yīng)該將上式改寫為 期望的形式：

可以看到影響 的因素非常多，這些因素背后的機(jī)理也是多種多樣的，很多因素也是事先很難確定出來(lái)的。

所以從純學(xué)術(shù)問(wèn)題的探討來(lái)看，上面給出的訂單配送問(wèn)題是運(yùn)籌學(xué)中的廣義指派問(wèn)題。廣義指派問(wèn)題是NP-hard，因此想要精確地求解廣義指派問(wèn)題也是比較困難的。目前來(lái)說(shuō)求解大規(guī)模的廣義指派問(wèn)題的算法已經(jīng)有很多了，這類組合優(yōu)化問(wèn)題的算法已經(jīng)比較成熟了。

為了方便科普，這里我們給出的僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)化后的配送模型，本模型主要來(lái)自于參考文獻(xiàn)【1】，想要了解更多細(xì)節(jié)的內(nèi)容可以自行查閱參考文獻(xiàn)。

2 公開(kāi)算法的討論

評(píng)論觀點(diǎn)一：科技能改變我們的生活，運(yùn)籌學(xué)能提升我們的生活質(zhì)量，但科技并不能解決我們目前面對(duì)得所有問(wèn)題 （來(lái)源 知乎用戶 王源：https://www.zhihu.com/question/496861462/answer/2210858886）

可能很多騎手會(huì)說(shuō)“我不懂什么算法，我也不關(guān)心什么公開(kāi)算法流程和數(shù)據(jù)，我就關(guān)心你們得出的結(jié)果。”可能很多點(diǎn)餐用戶又會(huì)說(shuō)“我不懂什么算法，我也不關(guān)心什么公開(kāi)算法流程和數(shù)據(jù)，我就關(guān)心我能不能付出較低的配送費(fèi)用按時(shí)按點(diǎn)吃上外賣。”

OK，我覺(jué)得這個(gè)說(shuō)法沒(méi)有問(wèn)題。公開(kāi)意味著有了監(jiān)督，你不懂算法過(guò)程，自然有人能懂。例如馬航MH370出事的原因就是在于信息的不公開(kāi)。在馬航MH370出事之后，各國(guó)都強(qiáng)制在民航飛機(jī)上安裝 ADS-B系統(tǒng)（一種主動(dòng)雷達(dá)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)向空中廣播飛機(jī)的當(dāng)前位置 高度 速度等信息，任何人借助一些設(shè)備都可以收聽(tīng)這個(gè)廣播）。對(duì)于大多數(shù)普通人來(lái)說(shuō)你不會(huì)閑著沒(méi)事去收聽(tīng)每個(gè)航班的ADS-B信號(hào)，但是公開(kāi)本身就意味著總有人能收聽(tīng)，這就意味著有人能監(jiān)督，出了事情也會(huì)很快找到是誰(shuí)的責(zé)任，而不會(huì)重蹈馬航MH370的覆轍。

另外一方面對(duì)于我們這些研究者來(lái)說(shuō)，除了可以監(jiān)督之外，也可以利用這些數(shù)據(jù)和算法來(lái)自己研究配送算法，乃至于改進(jìn)配送算法，實(shí)現(xiàn)整個(gè)配送效率的提升。

最后是我個(gè)人的一點(diǎn)碎碎念，外賣配送問(wèn)題，快遞配送問(wèn)題，庫(kù)存管理等等這些背后所用到的算法都是運(yùn)籌學(xué)。而普通人對(duì)運(yùn)籌學(xué)沒(méi)有什么概念，但實(shí)際上運(yùn)籌學(xué)已經(jīng)深入到我們生活的方方面面了，只是更多的時(shí)候它是在背后悄悄地發(fā)揮作用普通人看不到，也了解不到。希望借助這次美團(tuán)公開(kāi)外賣訂單分配算法的契機(jī)，能夠更多的科普運(yùn)籌學(xué)，提升普通人對(duì)運(yùn)籌學(xué)的認(rèn)識(shí)。我堅(jiān)信科技能改變我們的生活，運(yùn)籌學(xué)能提升我們的生活質(zhì)量，但科技并不能解決我們目前面對(duì)得所有問(wèn)題。

評(píng)論觀點(diǎn)二："公開(kāi)算法"的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于算法本身的價(jià)值，透明也是一種力量（來(lái)源 知乎用戶 黃醫(yī)濕：https://www.zhihu.com/question/496861462/answer/2209708285）

美團(tuán)在做的，其實(shí)就是算法的透明化。說(shuō)實(shí)話，很多形形色色的算法與我們密切相關(guān)，我們卻不知道背后的算法是什么。買東西不一樣的人不一樣的手機(jī)，價(jià)格不同。打車同一個(gè)地點(diǎn)，換個(gè)手機(jī)價(jià)格不同。拼多多砍一刀就更不用說(shuō)了。

常說(shuō)你困在信息的繭房里，但是我們想知道的算法機(jī)制都被隱藏了，信息又有什么開(kāi)放性可言呢？我覺(jué)得之前騎手，平臺(tái)，商家和用戶之間出現(xiàn)矛盾，而且矛盾無(wú)法解決的原因就是因?yàn)樾畔⒉煌该鳌Ｄ呐率浅霈F(xiàn)問(wèn)題之后，我們甚至都分辨不出到底是誰(shuí)的責(zé)任。

至少現(xiàn)在一切都在陽(yáng)光下了，而一旦到了陽(yáng)光下，事情就必然會(huì)向好的方向發(fā)展。

無(wú)獨(dú)有偶，古巴比倫王頒布了漢謨拉比法典，刻在玄武巖上至今已經(jīng)三千七百多年了。三千七百多年過(guò)去了，我們今天重新審視漢謨拉比法典，它完美嗎？它不完美。

我們看看這幾條：

1 入室偷竊者死；2 修女喝酒開(kāi)酒店會(huì)被處死；3 奴隸忤逆主人，死刑。

從現(xiàn)代的眼光來(lái)看，這份法典包含了奴隸社會(huì)的殘余，它依然包含了對(duì)民眾的壓迫。但是漢謨拉比法典的意思是什么，是成文。一旦成文，雙方各有監(jiān)督。即使存在不公平，這種不公平在透明公開(kāi)之后也將被法律條文限制在一定的程度之內(nèi)而不是毫無(wú)限制的肆意妄為。這本質(zhì)上是古巴比倫貴族在向平民讓渡對(duì)法律的知情權(quán)和對(duì)法律的部分解釋權(quán)。

可以想象在沒(méi)有公開(kāi)透明的成文法之前，法律的本質(zhì)就是貴族說(shuō)啥就是啥，平民沒(méi)有和貴族討論的余地。至少在面對(duì)規(guī)則的時(shí)候是平等的，后續(xù)只需要慢慢改良規(guī)則本身就好了。

回過(guò)頭來(lái)我們?cè)倏疵缊F(tuán)的算法。美團(tuán)的這個(gè)算法完美嗎？不完美。

至少目前來(lái)看騎手和消費(fèi)者的矛盾不能解決：騎手希望安全并且多賺錢，消費(fèi)者希望配送費(fèi)少并且送得快。算法目前解決不了這樣的矛盾，不可能讓每一方都滿意，但這并不能說(shuō)明美團(tuán)公開(kāi)算法流程濕沒(méi)有用的。相反，就跟漢謨拉比法典一樣，算法透明化之后，本質(zhì)上是美團(tuán)把算法的知情權(quán)和解釋權(quán)給到了用戶和騎手。只有這樣騎手和用戶才能在與平臺(tái)的對(duì)話關(guān)系上形成對(duì)等。有矛盾有爭(zhēng)議就會(huì)有了迭代的方向，整個(gè)行業(yè)才會(huì)進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

【1】Liu, S., He, L., & Max Shen, Z. J. (2020). On-Time Last-Mile Delivery: Order Assignment with Travel-Time Predictors. Management Science.