news 2026/10/1 10:04:50

服务运营|MS‘26:强化学习+OR优化外卖平台的展示排序和路径规划

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张小明

前端开发工程师

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服务运营|MS‘26:强化学习+OR优化外卖平台的展示排序和路径规划

编者按:

你打开外卖App,看到一排餐厅。

你可能以为,这个顺序主要由广告、销量、评分、距离,或者平台想推哪家店决定。但从运营管理的角度看,排序还有另一层含义:它会改变订单未来要走多远、能不能顺路合单、会不会把某家餐厅的后厨压爆,也会影响几十分钟后骑手分布在城市里的什么位置。

换句话说,外卖平台上的餐厅排序,不只是一个推荐问题,也是一个物流问题。

这篇2026年2月发表在 Management Science 的论文《Integrated Fleet and Demand Control for On-Demand Meal Delivery Platforms》,讨论的正是这个直觉。


参考文献: Florentin D. Hildebrandt, Žiga Lesjak, Arne Strauss, and Marlin W. Ulmer. “Integrated Fleet and Demand Control for On-Demand Meal Delivery Platforms.” Management Science, 72(2), 2026, 932-954. DOI: 10.1287/mnsc.2022.02039.

传统配送优化通常从“订单已经来了”开始:顾客已经选好餐厅,平台再决定派哪个骑手、怎么取送、能不能合单。但这漏掉了一个更早的控制点:顾客还没下单时,平台已经通过页面排序影响了他会选择哪家餐厅。

假设顾客面前有三家餐厅 A、B、C。

如果他选 A,最近的骑手需要绕一段路;如果他选 B,刚好有一名骑手本来就要去 B 取另一单,新订单可以顺路合并;如果他选 C,这家餐厅此刻已经积压很多订单,备餐队列会继续变长。

对顾客来说,这只是三个餐厅选项。对平台来说,它们对应三种完全不同的线下履约后果。

论文的核心问题就是:在不删除选项、也不替顾客作决定的情况下,平台能不能把配送上更顺手、更不容易造成拥堵的餐厅放得稍微靠前一点?

一、一个被提前的物流决策

这项研究把外卖系统看成一条连续决策链:

顾客进入平台并输入地址 -> 平台读取餐厅队列和骑手路线 -> 平台设置餐厅排序,并为每个潜在选择准备暂定派单 -> 顾客选择餐厅 -> 餐厅备餐,骑手取送 -> 系统进入新的状态

最关键的一步,是“为每个潜在选择准备暂定派单”。

顾客还没决定点哪家,平台就先评估:如果他选 A,派谁;如果选 B,派谁;如果选 C,又派谁。只有先知道每个餐厅选择对应的配送代价,平台才知道哪家餐厅值得展示得更靠前。

论文把这个决策写成:xk=(σk,ιk).x_k=(\sigma_k,\iota_k).xk​=(σk​,ιk​).

这里,σk\sigma_kσk​是平台给第kkk位顾客展示的餐厅排序;ιk(r)\iota_k(r)ιk​(r)则是一个条件派单规则,表示“如果顾客选择餐厅rrr,订单将分配给哪名骑手”。

因此,这不是“推荐系统先排序、物流系统再接单”的串联关系。排序本身就需要看见餐厅和车队的实时状态。

论文把这个问题拆成三层:

  • 需求层:页面排序怎样改变顾客选择概率;
  • 履约层:一笔潜在订单怎样插入骑手路线、餐厅队列和合单计划;
  • 学习层:怎样给每个“餐厅-骑手”组合估计一个长期物流成本。

二、需求层:排序真的会改变选择

联合优化能够成立,首先要回答一个行为问题:餐厅排在第几位,真的会改变顾客选择吗?

作者使用了一家斯洛文尼亚外卖平台 2021 年 2 月到 7 月的顾客购买数据。清洗后,样本包含 861,349 次顾客选择。研究删去了使用搜索框或筛选器的记录,因为这类顾客目标更明确,不太受默认排序影响;这部分约占原记录的 22%。在后续模拟中,作者也保守地假设有 22% 的顾客不受排序影响。

作者用带展示位置效应的多项 Logit 模型描述顾客选择。直观地说,餐厅被选择的概率由餐厅自身吸引力、配送费、预计送达时间和展示位置共同决定。

一家餐厅rrr对第kkk位顾客的效用可以写成:
$$\begin{aligned}
u_{rk}(\vec{\alpha}) :=
&\ \alpha_{0r}

  • \mathbf{1}{{t_k>3pm}}\cdot \alpha{1r}
  • \alpha_2\cdot \text{Delivery Fee}{rk}\
    &+ \alpha_3\cdot \text{Earliest Delivery Time}
    {rk}
  • \alpha_4\cdot \text{Latest Delivery Time}{rk}\
    &+ \sum
    {\ell=1}^{21}\alpha_{4+\ell}\cdot \text{Display Ranking}(\ell)_{rk}.
    \end{aligned}$$

其中,Display Ranking(ℓ)rk=1\text{Display Ranking}(\ell)_{rk}=1Display Ranking(ℓ)rk​=1表示餐厅rrr被展示在顾客kkk页面上的第ℓ\ellℓ个位置,否则为 0。也就是说,排序σk\sigma_kσk​不是在模型之外影响选择,而是直接进入了顾客效用函数。

相应的选择概率为:
$$p_{rk}(\sigma_k,\vec{\alpha})

\frac{\exp(u_{rk}(\vec{\alpha}))}
{\sum_{r’\in R_k}\exp(u_{r’k}(\vec{\alpha}))}.$$

这里把σk\sigma_kσk​写在prkp_{rk}prk​中,是为了强调排序会通过展示位置变量改变效用,进而改变选择概率。

论文报告了一个很直接的结果:前五个展示位置与最后五个展示位置之间,选择概率相差约 10%。

这并不意味着平台能“决定”顾客吃什么。更准确地说,平台不能控制单个顾客的选择结果,却能改变大量顾客流向不同餐厅的概率分布。对物流系统来说,这一点概率变化累积成几百、几千笔订单后,就足以改变餐厅负荷、合单机会和城市里的骑手分布。

三、从履约到学习:用同一种价格衡量推荐和物流

接下来,平台还要知道:如果顾客选择某家餐厅,这个选择会给配送系统带来多大代价?

论文衡量的核心成本是延迟。对订单ooo,延迟可以写成:
do=max⁡{0, Todelivered−Toordered−δ}.d_o=\max\{0,\ T_o^{delivered}-T_o^{ordered}-\delta\}.do​=max{0,Todelivered​−Toordered​−δ}.

实验中,承诺配送时间δ=40\delta=40δ=40分钟。也就是说,39 分钟送到不产生延迟成本,45 分钟送到才产生 5 分钟延迟。

论文用一个 Q 值来连接需求和履约:
Q(Sk,r,v)=E[从当前时刻起的累计延迟∣Sk,顾客选择 r,订单分配给 v].Q(S_k,r,v) =\mathbb E[\text{从当前时刻起的累计延迟}\mid S_k,\text{顾客选择 }r,\text{订单分配给 }v].Q(Sk​,r,v)=E[从当前时刻起的累计延迟∣Sk​,顾客选择r,订单分配给v].

它回答的是:在第kkk位顾客到达时的系统状态SkS_kSk​下,如果顾客选择餐厅rrr,并把订单分给骑手vvv,从现在到一天结束,系统预计会产生多少累计延迟?

这里,Q 值不是“这名骑手送这一单要几分钟”。它还包含这次决策对后续订单、路线和车队灵活性的影响。

有了这个共同尺度,平台就可以做两件事。

第一,对每家餐厅,找到当前最合适的骑手:
vk∗(r)=arg⁡min⁡vQ(Sk,r,v).v_k^*(r)=\arg\min_v Q(S_k,r,v).vk∗​(r)=argvmin​Q(Sk​,r,v).

第二,把每家餐厅被选中的概率和它对应的未来延迟放在一起,选择期望延迟最低的展示排序:
$$\sigma_k^*

\arg\min_{\sigma_k}
\sum_{r\in R_k}
p_{rk}(\sigma_k,\vec{\alpha})\min_v Q(S_k,r,v).$$

这就是论文最重要的观点:排序负责改变“哪家餐厅被选中的概率”,派单负责决定“这个选择一旦发生要付出多少履约代价”,两者通过“未来累计延迟”被放到同一个优化问题里。

四、关键数字:联合优化带来了什么

论文结合两类数据做仿真:斯洛文尼亚平台数据用于估计顾客选择,爱荷华城(Iowa City)和科拉尔维尔(Coralville)的公开数据用于构建餐厅、顾客位置与城市路网。作者测试了 20 个规模,从 5 辆车扩展到 100 辆车。

他们比较了几类策略:

  • Balanced:类似实践中的派单规则,兼顾当前履约和车队平衡;
  • RL(F):只用强化学习做前瞻性车队控制,餐厅随机展示;
  • RL(F&D):同时优化车队控制(Fleet Control)与餐厅展示(Display);
  • 其他排序规则:按距离、餐厅负荷、预计送达时间排序,以及设置固定赞助位。

结果可以压缩成三句话。

第一,仅做前瞻性派单已经明显更好。RL(F)在全部规模上都优于Balanced。一个重要机制是合单:Balanced的合单比例不到 1%,而RL(F)大约为 2%-5%。前瞻性策略不只是让当前订单更快,而是在完成当前订单的同时,让车队在午餐和晚餐高峰前处在更好的位置。

第二,再加入需求控制,延迟继续下降。RL(F&D)在 20 个实例中的 18 个取得最低的平均延迟和平均最大延迟。相比只做车队控制的RL(F),加入展示优化后,每个实例的平均延迟至少再减少 1 分钟,平均最大延迟最多可再减少约 20 分钟。

第三,排序优化最终可以变成车队成本。在一个中等规模需求场景中,若平台要达到同样服务水平,RL(F&D)相比Balanced可少用约 4-6 辆车;相比只做车队控制的RL(F),需求控制还能再节省约 3-6 辆车。

这说明,页面上的排序调整并不是一个只停留在点击率上的变量。它可以一路传导,最后体现在真实的车辆数量、司机时间和配送容量上。

五、对平台管理的启发

这篇论文最有价值的地方,不是证明“应该永远把物流最优的餐厅排到前面”。更准确的启发是:推荐、广告和物流不该各自优化。

第一,排序有履约成本。一个餐厅被放到更靠前的位置,不只会带来更多曝光和订单,也可能带来更长的备餐队列、更少的合单空间和更高的骑手调度压力。

第二,赞助位不是纯收入项。固定靠前的位置既有广告价值,也有物流机会成本。需求低时,订单集中到少数餐厅可能增加合单;需求高时,它也可能把赞助餐厅变成瓶颈,使最大延迟迅速恶化。因此,赞助位价格不应只有一个静态报价,而应考虑时段、餐厅负荷、车队状态和服务压力。

可以把这个管理含义粗略写成:
$$\text{展示位净价值}

\text{广告收入}

  • \lambda\cdot \Delta \mathbb E[\text{Delay}].$$

其中,λ\lambdaλ表示平台把服务延迟、额外车队需求和用户体验风险折算成经营成本的权重。这个表达不是论文的主模型,而是对管理含义的翻译:卖展示位时,平台卖出的不只是流量,也是在改变履约系统的压力分布。

第三,需求控制可以是容量管理工具。平台不一定要靠增加骑手来改善高峰服务水平。它也可以通过温和调整展示顺序,把一部分订单引向更容易履约的位置,从而减少延迟和车队需求。

第四,平台治理不能只看效率。动态排序会改变不同商户获得订单的机会。论文发现这种不均衡幅度较小,并且比长期出售固定头部位置更公平,但现实平台仍需要考虑透明度、商户权益和用户对推荐可信度的长期感受。

这项研究提供的是严谨建模与大规模仿真证据,而不是平台线上 A/B 测试。现实中,排序变化可能影响用户退出平台、使用搜索、改选其他 App,也可能改变用户对平台推荐的长期信任。

此外,实验中的餐厅在主要设置里相对同质。真实平台还要面对菜系、价格、品牌、备餐能力和口碑差异。也就是说,这篇论文不应被理解为“平台可以简单地按物流效率重排所有餐厅”。

因此,更合适的理解是:当线上界面与线下履约存在稳定的因果链条时,平台需要把推荐、广告和物流放进同一个运营系统。外卖平台的排序算法不只是让顾客看见什么,也是在决定城市里的订单怎样流动。

页面上的一次顺序调整,最终可能变成路网里少走的一段距离、后厨里少排的一段队、骑手路线上的一次顺路合单,以及顾客手中仍然温热的一份饭。

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