混合交通条件下道路拥挤收费研究与影响分析报告

《混合交通条件下道路拥挤收费研究与影响分析报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混合交通条件下道路拥挤收费研究与影响分析报告（38页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 . . . 东北皇家立顿大学毕业设计论文混合交通条件下道路拥挤收费研究及影响分析 林阿笨指导教师职称：小丽 专 业： 交 通 运 输 答 辩 日 期：20XX04月01日20XX4月32 / 38摘 要混合交通作为一种客观现象, 在不同国家和不同时代,混合交通的含意不尽相同。经济发达国家,公路上行驶的基本是汽车,混合交通指小型汽车与车速相对不及的大型车所组成的交通,就是混合交通在此时表示速度差；在我国,混合交通所指的是自行车、机动车、行人等等组成交通情况。混合交通容易引起交通的拥堵、交通事故增加、城市环境不断恶化、运输效益下降等等很多问题,很大程度的影响道路交通秩序,降低道路通行能力,为道路

2、交通管理增加难度。 交通未达到拥挤,道路类属于纯公共产品。任何交通出行者都享有对道路的使用权,不能以任何方式侵犯其他人的道路使用权利,不能取代或排斥其他的道路使用者同时使用道路。以上平衡,交通出现拥挤时,就具有了排他性。综上,当供需达不到平衡的时候,拥挤就发生了。道路拥挤发生的时候,它的属性变成了一种准公共产品。也就是说,在用户使用道路空间资源的时候,总是感知自己的出行行为是一种独立的个体决策,往往会忽略能出行外部成本的存在,而出行外部成本恰恰表明出行的非独立性。运用价格的调控对交通需求达到调节和限制的目的,即拥挤收费实质。在部分特殊线路或者区域里的车辆收缴费用,分别从时间和空间上给交通量进行

3、分流,进而减少了路段的堵塞的产生,交通系统保证在最好的状态,达到道路有限空间被最大化的使用,同时最大化了社会效益。本文所做的主要工作如下：1、简要介绍了本课题的研究背景以及研究意义； 2、对交通拥挤的有关理论进行介绍； 3、混合条件下拥挤收费细致研究； 4、结合相对成功的案例,对市进行交通量研究。关键词：混合交通；道路拥挤；收费AbstractMixed traffic is an objective phenomenon, the so-called mixed traffic in different countries and different times its meaning is

4、 different. In economic developed country, road is the basic car, mixed traffic is especially high speed small cars with less speed of large car of traffic vehicles, that exists between the speed; in China, the mixed traffic is a motor vehicle, bicycle, pedestrian composition of mixed traffic, the m

5、ixed traffic caused traffic congestion, traffic accidents increase, city environment worsens ceaselessly, carriage benefit drops and a series of problems, serious influence on road traffic order, reducing the traffic capacity, an increase in road traffic management. In the traffic has not yet reache

6、d the crowded road, belong to the pure public goods. Every traveler enjoys the right of way use, not in any way to violate other people right to the road, not replace or exclusion of other road users at the same time using road. However, when the traffic congestion appeared, but also has the exclusi

7、ve. That is to say, when the user uses the road space resources, always perceived their travel behavior is a kind of individual decision-making, tend to ignore that of their non independent travel outside the existence of cost.Congestion pricing is to use economics price mechanism on traffic needs t

8、o be adjusted and restricted to a specific area or line, the vehicle fees, from the time and spatial separation of traffic volume, reduce peak sections and time period, the traffic system in the optimized, thereby achieving road space resources are fully utilized, the society realizing the benefit m

9、aximization objective.Key words：Mixed Traffic; Traffic Congestion; Charge目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 绪论11.1 研究背景和研究意义11.2 国外研究现状31.2.1 国外研究现状31.2.2 国研究概况51.3 主要研究容与技术路线61.3.1 研究容61.3.2 技术路线7第2章 交通拥挤收费基本原理阐述82.1 交通拥挤概念以及成因82.2 拥挤收费理论的提出82.2.1 道路拥挤收费的概念92.2.2 道路拥挤收费的经济学原理102.2.3 拥挤收费的意义122.3 道路拥挤收费的分类1

10、32.4 本章小结14第3章 混合交通条件下拥挤收费研究153.1 混合交通拥挤收费对象的确定153.2 混合交通拥挤收费方式的研究163.2.1 按时间划分拥挤收费方式163.2.2 按空间划分拥挤收费方式183.2.3 按技术划分拥挤收费方式193.3 本章小结19第4章 城市道路拥挤收费实施的影响分析204.1 国外案例概况204.1.1 案例背景介绍204.1.2 具体实施围204.1.3 案例城市道路主要特点224.1.4 实施后的影响分析224.2 经验借鉴244.3 市道路拥挤收费实施的研究254.3.1调查方案设计及所得数据254.3.2 拟定拥挤收费的措施294.4 本章小结

11、30第5章 总结与展望315.1 论文工作总结与创新315.2 研究展望31致 32参考文献33第1章绪论1.1 研究背景和研究意义随着社会经济的迅速发展和城市化进程的加快,我国机动车拥有量急剧增加,城市交通活动日益频繁,道路交通量的增长速度远远超过了交通基础设施的建设速度,城市交通供需关系不平衡的矛盾日益尖锐,由此导致的交通拥挤现象已经成为许多大城市普遍面临的严重问题。当今社会,汽车已经成为了人类生活不可缺少的组成部分,甚至可以说带给人们生活方式颠覆性的变化。随着城市社会经济与建设的加快,交通需求的结构和特征也发生了重大的变化,回顾我国近几十年来汽车产业的发展历程可以看出,中国的汽车产业时代

12、已经到来。汽车在带来方便和快捷的同时,也带来了另外一个必然的结果城市机动化。随着经济与社会的发展,城市机动化将是一个不可避免的趋势1。城市机动化的发展就像一把双刃剑,给我们的生活带来了诸多便捷,也带来了不可避免的负面效应。城市机动化发展程度越高,随之而来的相应交通需求量也就越大；而持续高速增长的交通需求,使满足交通供求关系动态平衡的难度越来越大。当今世界,道路供给与交通需求之间的矛盾已经愈演愈烈,而随着城市机动化的发展这一关系更难维持。没有哪一个城市在建设时能够不加限制地去满足机动车的增长,交通拥挤问题在世界大围受到了广泛关注,已经成为了一个全球性问题2。交通拥挤是指交通需求超过道路的交通容量

13、时,超过容量的部分交通滞留在道路上的交通现象,因此,缓解城市交通拥挤的过程就是解决城市交通供求关系不平衡的过程。许多国家企图通过新建道路或扩建原有道路来加强交通供给,从而解决交通需求与交通供给之间的矛盾。然而,实践证明,单纯新建、扩建道路增加交通基础设施并不能达到缓解交通拥挤的目的。这是由于城市特别是市区土地资源的短缺不允许无限制的扩充路网规模,而且交通设施的落成会诱发新的交通量。陷入不断建路不断拥挤的恶性循环,使拥挤问题不断升级。因此,交通学者纷纷转向交通需求管理的研究,希望通过交通政策的导向作用促进交通参与者交通选择行为的变更,以减少或分散需求使供需平衡。混合交通拥挤收费是针对交通拥挤的时

14、空特性在特定时段和路段对车辆实行收费,使收费后出行成本可能大于其出行收益的出行者重新做出选择,或者避开高峰时段出行,或者避开收费路段出行,或者改变出行方式出行,得到免费使用道路的权利。从而从时间和空问上来引导和调节交通量,减少繁忙时段和繁忙路段的交通负荷,同时还将促使交通量由小汽车向其它大运量交通方式转移,抑制小汽车交通量的增加,达到缓解交通拥挤的目的。理论和实践表明,实行城市交通拥挤收费可以在不影响用户综合付出的条件下产生一定的经济效益和社会效益,不仅可以缓解道路拥挤,而且可以把拥挤收费的收入作为新的财政来源支持交通基础设施建设。然而,交通拥挤收费问题不仅仅是一个交通问题,作为一种经济手段它

15、存在着敏感性,是一个关系到社会经济、政策、出行者心理的综合问题,因此正确认识交通拥挤收费、制定交通拥挤收费策略以及分析交拥挤收费后的影响具有实际意义。交通拥挤收费的基本原理是什么?拥挤收费的对象如何确定?拥挤收费的方式怎么选择?拥挤收费的费率是多少?收费以后会带给道路上的出行者什么样的影响?基于有待解决的上述问题,本文对城市交通拥挤收费进行理论性研究,具有重要意义。针对现阶段的交通拥挤问题,许多专家学者展开了研究,归纳起来主要有两种解决方案：第一,以交通供求矛盾为出发点,通过新建或改建原有道路使道路增加容量,即扩大交通供给；第二,加强交通需求管理的概念,拥挤收费就是其中的一种政策,如图1.1所

16、示。图1.1交通拥挤控制策略作为交通需求管理的一项重要容,道路拥挤收费管理政策发展至今,对解决拥挤问题具有十分重要的理论和现实意义。拥挤收费的目的是利用经济学中价格机制的作用提高出行成本,减少交通出行。执行拥挤收费,能够迫使出行者做出选择,从时间上和空问上分散交通量,实现交通供给与交通需求在一定时期的平衡,缓解高峰小时高峰路段的交通负载,并使得整个城市路网在达到流量平衡的同时总出行成本也最小；合理调整交通方式结构,通过差别定价抑制私人小汽车交通量的增长,促使交通量向大运量、高效的公共系统转移；确保公民出行权,提高客货运输的安全性,保证交通系统有效运行；减少污染和能耗,提高居民生活环境质量,改善

17、城市生态环境。1.2 国外研究现状1.2.1 国外研究现状 1、理论概况拥挤道路使用收费的概念最初是由英国经济学家Pigou于1920年提出来的3。从那以后,交通拥挤收费问题在理论研究和实践上受到研究人员越来越多的重视。目前,国外对交通拥挤收费的理论研究主要有两个方面：一个是研究交通拥挤收费的定价模型,另一个是研究实施拥挤收费以后对交通出行行为的影响。交通拥挤收费的定价模型分为静态拥挤收费模型和动态拥挤收费模型两类。静态拥挤收费以边际社会成本理论为拥挤收费研究的基础。截止至今天,关于静态拥挤收费的理论成果己经比较成熟,但是仍然存在某些局限性,例如无法分析车辆消涨,无法区别出行者时间价值的差异性

18、,无法描述出行者的出发时间自由。除此之外,关于静态拥挤收费理论的现有研究成果,大都主要集中于从经济学角度、社会福利角度分析收费对出行方式或者路径选择行为的影响,而少有从交通性状本身出发的研究理论。从边际成本角度分析,用户之所以坚持在拥挤路段出行,主要在于他们仅仅考虑自己的边际个人成本,而没有支付他们给其他用户所带来的以交通拥挤、交通事故、噪声和污染等形式体现的外部不经济,即用户没有为其出行支付全部社会费用,这种部分支付将导致网络的潜在需求过高和交通量的无节制增长,从而造成路网中某些路段上流量达到饱和或过饱和状态4。因此,通过对用户征收一个通行费,费用的大小等于边际社会成本和边际个人成本之差,以

19、保证用户在做出决策时考虑自己出行的全部成本,使部分用户放弃拥挤路段出行,达到缓解交通拥挤的目的。静态拥挤收费原理是易于理解的,它只是对于空间维的交通问题进行了静态考虑,应用交通网络配流原理,确定出定价以实现交通资源的最优分配。然而,由于静态拥挤收费原理没有考虑路段通行能力的硬性约束,并且出行需求不随时间发生变化,因此不能分析车辆排队的消涨过程。也不能分析出行者关于出行时间的决策行为,而这两点恰恰是现实交通系统中的常见现象。所以一些学者认为在考虑交通流量在拥挤收费情况下的空间分布时,更应该考虑到交通状态随时间变化的情况,实现动态的收费体制,于是动态模型应运而生动态拥挤收费的主要思想是通过对道路网

20、中发生拥挤的个别道路进行收费,用不同时间不同收费费率来影响道路使用者的出发时间和路径选择方式,使道路网上的交通流重新分布趋于均衡。这种策略主要是依据路网中道路通行能力和交通需求来确定收费费率。在动态收费方式下,一定时刻的收费水平等于不收费平衡时该时刻用户的等待时间费用,这样就能以收费取代排队等待时间费用使平衡条件满足。总行程时间费用中,由于消除了排队等待时间费用而使整个系统达到社会最优5。瓶颈模型是生出发时间的排队拥挤模型,清晰的论述了排队拥挤的消涨过程和用户的出发时间决策,但其中严格的假设条件使模型过于简化,为增强模型的现实性,近年来,一些学者对动态模型进行了改进和扩展。 2、实践概况在城市

21、交通拥挤收费理论研究逐步完善的情况下,一些国家对城市交通拥挤收费进行了实践探索,并取得了一定的成绩。 世界上第一个正式启用道路拥挤收费的国家就是新加坡。新加坡的拥挤收费实践研究发展到今天最现代化的电子收费道路系统,发展了将近20年。新加坡整个城市占地647.5平方公里,设置了一个近600公顷的中心区作为收费区域,收费从早上7:30到晚上7:00实施；在高速公路或外环路上,从早上7:30到晚上9:30实施收费。除了公共车辆、高载客率的小汽车外,进入收费区域的车辆必须缴纳费用。新加坡拥挤收费依靠电子道路收费系统实现,可以在银行、加油站和自动取款机等地方购买现金卡或充值,电子装置安置在汽车挡风玻璃上

22、,在经过收费站时自动扣除费用。经过二十多年的运行,结合其它交通管理政策措施,拥挤收费政策在新加坡实施效果显著,高峰小时交通量下降了45,出行速度提高到50-60kmh。使用公交的出行比例增加到了60以上,达到上班总出行的45,汽车合乘比例也大大提高。挪威政府分别在奥斯陆、特斯赫姆、卑尔根都实施了道路拥挤收费政策6。奥斯陆采用的是环行收费系统,对进出划定收费环线的车辆收取拥挤费用。奥斯陆实施拥挤收费措施后,使得进入城市中心商业区的交通量减少了7左右,同时每年也为奥斯陆政府带来了6亿克朗的财政收入。特斯赫姆也是按区域设定收费环,通过车载装置与电子收费站点相连接,在车辆驶入时自动扣除费用；收取费额设

23、定上限以保证频繁使用者避免高额账单。该政策的实施,让特斯赫姆城区高峰时段交通量迅速下降了10个百分点,公众的支持度也越来越高。1.2.2 国研究概况我国对交通拥挤收费的研究起步较晚。到目前为止处于理论研究的起步阶段。且研究主要集中干拥挤收费和交通分配的理论关系上,缺乏对收费策略和收费影响的系统性研究,对交通拥挤收费政策在中国的可行性、公平性和有效性还存在争议。目前交通大发展带来的拥挤问题越来越严重,作为在削减交通拥挤方面成效显著的交通拥挤收费策略已经很紧迫的摆在我们面前,市为实行交通拥挤收费策略已经编写了市实旅交通拥挤收费的可行性研究报告7,进行了收费区域和收费费率的优化设计,、这样的特大城市

24、也有实施交通拥挤收费策略的意向,在这种情况下,对交通拥挤收费进行系统的研究实为必要。 1、理论概况在国,近几年也有不少学者在研究拥挤收费问题。其中科技大学的海教授和航天航空大学的黄海军教授对拥挤收费理论的研究做出了较大贡献,他们的研究成果在国际上也比较有影响力。主要研究成果有：基于边际收费原理,建立设置路段通行能力的硬性约束的拥挤收费模型,并将模型从单一路段推广至一般网络；将搭车、HOV专用线与静态收费问题组合起来进行研究,得出了收费可以诱导人们搭乘和选用公共交通工具的结论；在弹性需求下当瓶颈的通行能力为常数时,运用最优控制理论证明了动态收费体制的实施确实可以消除所有排队现象；建立双层规划模型

25、,利用灵敏度分析的算法对静态拥挤收费问题进行了研究；应用时空拓展网络方法将经典的瓶颈模型从单一路段扩展剑一般网络上,探讨了弹性需求下排队网络的拥挤问题和最优收费模型构架；研究了利用拥挤收费的收入补贴公交建设的可能性,还研究了公交车的体触拥挤问题。清华大学的悼钧基于双层规划原理建立了次优收费模型。中南大学的志纯、谷强等对弹性需求下的拥挤道路收费问题进行了研究,研究了网络扩容和拥挤道路使用收费组合问题,建立了混合交通条件下基于用户均衡原则和车种分离函数的最优模型,并运用了基于步长加速法和惩罚函数法的启发式算法8。王强等人对拥挤收费政策的实施影响进行了研究。 2、实践概况政府在19831985年,就

26、开始试验针对私家车收费的电子收费系统,实验历时一年,投资4000万港元。尽管结果表明电子收费系统在经济、技术等方面的表现优于其它方案,但政府最终还是没有实施这一政策。原因是遭到了公众的反对,多数私家车主认为电子收费系统的实施侵犯了公民的出行隐私权。和由于城市的现实拥挤问题也在交通拥挤收费的研究和探索上走出了第一步。在20XX印发的市城市交通白皮书中,已经提到针对道路拥挤收费的行动计划。在20XX,由市建交委牵头,正式启动了中心区交通拥挤收费综合技术研究项目,计划将利用不停车道路收费电子系统的技术手段,建立完善的收费管理机制,并根据道路拥挤程度决定收费围和费率。总的来说,国外对拥挤收费的理论研究

27、涉及方面广,研究成果也颇为丰富,而我国对交通拥挤收费的研究起步较晚,基本处于起步阶段,尚未形成适用于我国交通情况的系统的研究成果。目前,由交通大发展带来的拥挤问题已经越来越严重,决定了对交通拥挤收费进行系统研究的紧迫性与必要性。鉴于我国的具体情况,对混合交通条件下尤其是不同交通方式互相干扰的收费问题的研究尚不成熟。本论文将针对混合交通条件下的拥挤收费问题作初步研究,在相互影响的出行阻抗研究基础上,主要研究固定需求条件下适合城市道路网络的混合交通收费模型。1.3 主要研究容与技术路线1.3.1 研究容第二章为交通拥挤收费的基本原理。首先阐述道路拥挤收费的概念。然后运用经济学理论分析城市道路的属性

28、问题,由城市道路的外部性引出边际成本定价原理,对拥挤道路使用收费理论进行较为详细的阐释。提出城市道路拥挤收费的合理性与必要性。最后,基于时空维度对道路拥挤收费进行分类,对两类已有理论模型一一静态收费和动态收费分别进行定性描述与定量推导。第三章为混合交通拥挤收费研究。首先分析混合交通情况下拥挤收费对道路的影响。再理论与实践相结合分别讨论了对谁收费,怎样收费两个关键问题。第四章和第五章为道路拥挤收费的实施效果研究。先以已成功实施拥挤收费城市一一伦敦为例,介绍背景介绍、具体实施围、案例城市道路主要特点,进而对案例相关配套措施进行分析,总结实施效果,对比我国现状,为准确分析即将实施拥挤收费城市可能的交

29、通影响提供参考。继而在有限的城市交通条件下拥挤收费的研究,针对市三好街这个特定对象进行分析定位,拟定方案通过理论联系实际的方式真正了解拥挤收费的涵以及操作之中的注意事项。1.3.2技术路线图1.2 论文的技术路线第2章 交通拥挤收费基本原理阐述2.1 交通拥挤概念以及成因交通拥挤是指一段时间道路交通需求超过了该条道路通行能力,而超过道路通行能力的那部分车辆滞留在道路上的交通现象9。当道路上的交通需求很少时,交通流一般为自由流,车速达到最大为Va；而随着交通量不断增加,交通密度逐渐提高,当交通密度达到一定的程度时,车辆之间的干扰增大,自由流开始变得混乱,车速就随之降低；交通量增加到最大流量qc=

30、Q而道路发生饱和；之后,交通密度随着交通量的继续增加也开始不断增大,车速继续下降致使交通量开始不断减小；随着交通拥挤的进一步加剧,需求增加部分超过了道路上瓶颈点的交通容量而无法通过,形成等待行列,整个交通流发展为停滞状态,最后交通量为零,便形成了交通拥挤。上述过程如图2.1所示。一般将B点记为拥挤开始发生的起点。图2.1 车速- 流量关系图对于交通拥挤的具体定义在各国尚无统一标准,每个国家根据本国交通条件及特征都有自己关于拥挤的判别标准。实际上,发生交通拥挤的本质是因为道路上的交通供求关系之间的不平衡,往往是因为道路供给不能满足道路E的交通需求而引起的,或者是因为遇到某种突发性干扰使得道路供给

31、能力发生偶发性地暂时下降而造成的。2.2 拥挤收费理论的提出道路拥挤收费的理论最早在1920年出版的福利经济学中就有被提到,道路收费思想即源于此。文中,Pigou教授通过列举两条道路的例子,首次提出了征收道路拥挤费的思想。Pigou首先假设甲地与乙地间有两条道路相连,其中一条道路距离短、狭窄、通行能力小；另一条道路距离长、宽阔、通行能力大。出行者将在两条道路上进行选择,根据边际社会成本与边际个人成本的差额得到外部不经济补偿值,在狭窄的那条道路上对通过车辆征收与该补偿值等值的拥挤费,狭窄道路上的部分车辆就会转移到宽阔的道路上去。这样,最终分配的车流量达到平衡状态,两条道路的走行时间将会相等,社会

32、的福利将增加。2.2.1 道路拥挤收费的概念城市道路拥挤收费是交通需求管理一系列措施中的重要一项,近几年来受到了广泛关注。拥挤收费的基本机理是：作为交通需求管理的一种手段,减少进入收费区域的过量的交通需求；从时间和空间上对交通流分布进行调节,敦促部分车辆改变行驶路径绕过收费瓶颈段选择其他道路,优化网络中的流量分布；改变出行时空分布,优化居民出行结构,迫使高峰时段出行向非高峰时段转移；促使私人小汽车出行向高效率、大运量的公共交通系统转移,从而实现道路的有效利用,达到缓解道路拥挤的目的；拥挤收费所得收益还可用于扩建现有路网或者补贴公共交通系统。换言之,城市道路拥挤收费政策利用市场经济学中的价格机制

33、原理来限制交通需求,通过经济杠杆的调动、调节作用,采用收取费用的方式对不经济或过度的出行者道路成本感知进行纠正,将由于道路拥挤产生的外部效应予以部化,从而缓解交通拥挤10。城市道路拥挤收费按畴可以分为广义的交通拥挤收费和狭义的交通拥挤收费。本文主要对狭义的城市道路拥挤收费进行讨论。狭义的拥挤收费是指在城市拥挤道路或者拥挤区域,将道路使用者的个人边际成本通过征收额外费用的方式提高到社会边际成本水平,以补偿整个社会因该出行者的加入而产生的外部不经济,纠正资源配置。出行成本提高了,交通出行者必然会从节省成本的角度出发重新选择自己的出行行为,这样原本的交通需求就减少了,原来拥挤的城市道路因为达到了供给

34、与需求的平衡也变得不再拥挤,从而达到了缓解拥挤的目的11。道路拥挤收费相当于是整个道路通行费的一个部分,道路拥挤收费与传统意义上的一般用于补偿成本支出的道路收费有所不同,拥挤收费的收入可以认定为附加收益。路拥挤收费是通过收费,在时间和空间维度重置交通流量,通过适时引导和调节交通需求来缓解交通拥挤,这里的财政增加只是副产品,而且交费者可以参加收费收入的再分配；传统的道路收费收取的费用大部分用于为公路建设偿还贷款本息。道路拥挤收费与其它形式的道路使用交费例如汽油税、牌照费也不同。道路拥挤收费随着出行的时间、地点及道路饱和度的变化而变化,它的作用就是对整个社会为该次出行承担的损失即社会成本做出补偿。

35、两者的具体区别见表2.1所示.表2.1道路拥挤收费与传统道路收费的区别收费类型传统道路收费道路拥挤收费收费时间全天拥挤时段收费目的还贷引导和调节交通需求收费道路符合要求的规划修建道路拥挤路段或区域 城市道路拥挤收费具有以下诸多优点：能够直接减少路网中高峰时段的拥挤；从交通出行角度增加了交通方式选择项,促使运输多样性发展；提高了道路安全性；减少污染物排放、提高空气质量、降低能源消耗。除了这些理论上的优点,拥挤收费在应用上也表现出较大的实效性,得到了越来越多经济学家和交通运输研究人员的广泛推崇,被视为未来若干年交通科学的热门课题。但是,交通拥挤是一个复杂的问题,决定了针对它而提出的拥挤收费本身的复

36、杂性,同时还要考虑影响拥挤的其他经济因素和非经济因素。因此,拥挤收费要达到最佳效果,除了对其自身理论的不断完善与深入,更需要将它与其它交通管理政策措施互相结合12。2.2.2 道路拥挤收费的经济学原理交通未达到拥挤,道路类属于纯公共产品。任何交通出行者都享有对道路的使用权,不能以任何方式侵犯其他人的道路使用权利,不能取代或排斥其他的道路使用者同时使用道路。以上平衡,交通出现拥挤时,就具有了排他性。举个例子,一条拥挤的道路上,一辆已占一定道路的车,其它车辆就不能剥夺其的使用道路的权利,可是要想进入该道路就必须利用间隙才能进入道路达到利用该道路资源的目的。综上,当供需达不到平衡的时候,拥挤就发生了

37、。道路拥挤发生的时候,它的属性变成了一种准公共产品。也就是说,在用户使用道路空间资源的时候,总是感知自己的出行行为是一种独立的个体决策,往往会忽略能出行外部成本的存在,而出行外部成本恰恰表明出行的非独立性。运用价格的调控对交通需求达到调节和限制的目的,即拥挤收费实质。在部分特殊线路或者区域里的车辆收缴费用,分别从时间和空间上给交通量进行分流,进而减少了路段的堵塞的产生,交通系统保证在最好的状态,达到道路有限空间被最大化的使用,同时最大化了社会效益13。根据外部效应产生的后果对于承受者的损益而言,外部效应在经济学上可分类为：有益则称为正外部效应或外部经济,有害有损失则称为负外部效应或外部不经济。

38、道路拥挤的外部不经济,也就是指出行个体在出行时一般只考虑自己的个人边际成本,而忽视了自己的出行行为会直接影响到他人的福祉,也没有承担相应的义务,随着交通密度的增大,更引起行车时间、交通安全、环境污染的增加。图2.2描述了交通流量与车速之间的关系。随着交通密度增加,交通量增大饱和下降,直到最后达到交通完全停滞状态。图2.3描述了交通量与社会成本之间关系。随着交通量的增长,社会平均成本呈现逐渐增大的趋势。拥挤收费的经济本质是将拥挤带来的负外部效应部化,用收费来抵消这部分没有得到道路使用者成本补偿的负外部效应14。图2.2 车速一流量关系图 图2.3 成本一流量关系图拥挤收费问题原理可以通过经济学中

39、的边际理论和供需平衡原理来阐明。从行为科学角度分析,拥挤道路上行驶的用户往往首先感知的是其个人成本并且愿意为这些成本支付费用,而事实上社会成本还包括拥挤带来的诸如延误、交通事故、污染以及能源耗之类的其他影响,使得社会福利遭受损失,也不能合理配置使用道路资源。因此将边际社会成本和边际个人成本之差定为收取的费用,以此补贴外部不经济,从而使城市道路网络的使用达到最优。拥挤收费为边际社会成本与边际用户个人成本之差,用图2.4表示。图中标志定义如下：MSC曲线表示单个的旅行者带给整个路网上用户的边际费用,即边际社会成本；MPC曲线表示在一定交通需求量下路网上每个旅行者的平均出行费用,即边际个人成本曲线；

40、D曲线是交通需求曲线,相对于交通量而言是个严格递减的函数10。需求曲线D与MSC曲线交于A,与MPC曲线交于F,对应的成本分别为C1、C2,交通量分别为Q1、Q2,没有收取拥挤费用前,出于自身成本考虑每个出行者一般会选择F点作为感知与支付的临界点,此时出行用户以比Q2小的交通量出行所获得的效益将大于个人成本,但是这些交通量带给系统中其他成员以及社会的外部不经济却被忽略了,事实上每一位出行者都将以实际费用B=Q2出行,远大于他所感知的费用F=Q2,此时从图中就可看出用户的出行给整个系统带来了B,的利益损失。因此,在E点以后超过Q2的交通量给社会带来了ABF部分的福利损失,超出Q2的也有相同损失。

41、同时,小于Q2交通量时因为没有充分地利用路网的潜在消费者剩余也达不到系统最优。以AE段作为拥挤费用,将出行者的成本增加纠正到A处即边际社会成本,使交通流量回归到最佳平衡值Ql。图2.4 拥挤收费原理图通过以上分析可知,拥挤收费的原理是通过对特定时间特定用户收取拥挤费用,利用经济手段对个人出行社会成本进行重置,合理引导用户更理性地选择出行方式,迫使出行者放弃出行或改选其它线路,从而解决城市的交通拥挤问题。道路拥挤收费政策通过改变出行方式或者出行路线可以大大降低拥挤路段的交通量；不想改变出行选择的用户就需要支付一定费用,而所得资金也可用于城市交通基础建设或者补贴用于提高公交服务水平,从而达到双赢局

42、面。2.2.3 拥挤收费的意义拥挤收费的直接原因是政府希望通过经济手段来缓解城市交通的拥堵,减少或疏散交通量,降低交通事故的发生、环境的污染和能源的消耗15。实施拥挤收费的意义可以概括为以下几个方面： 1、减少交通拥挤区域的交通量。通过收费的方式,限制交通需求的任意发展。提高出行者进入该区域或路段的出行成本,促使高峰时段一部分交通放弃出行或转向其它途径,从而减少拥挤收费区域的总的交通出行。 2、改善拥挤收费区域的交通状况。通过拥挤收费控制了交通出行需求,使得交通供求之间的矛盾缓和,从而降低区域的交通拥挤程度。 3、优化交通方式结构,增加城市公交出行。与私人交通相比,公共交通方式车载量大、人均占

43、道少、成本低廉且运输效率高,针对小汽车的拥挤收费会促使一部分出行者选择公共交通,有利于交通出行结构的合理化发展。 4、缓解拥挤收费区域停车需求的紧状况。拥挤收费减少了收费区域的私家车数量,相应的停车场数量也会随之减少,保证了供需平衡。 5、为进一步发展城市公共交通提供资金。通过拥挤收费取得的收入资金可以投入到城市公交建设,更好地改善公共交通基础设施建设,提高公交服务的水平。 6、减少拥挤带来的其他影响i实施道路拥挤收费还可以减少时间延误,减少环境污染,降低能源消耗等各种负外部影响。2.3 道路拥挤收费的分类交通拥挤是道路交通运行故障的最直接表现,就其本质而言是由交通供需矛盾引起的,即一定时间想

44、要通过道路的车辆数接近或超过道路通行能力而又得不到及时疏通所引发的车辆滞留现象。交通拥挤之所以成为全世界大中城市面临的共同问题,主要是因为在道路系统中存在着低通行能力的道路组成部分,即交通瓶颈。当瓶颈上游的交通量大于瓶颈处的通行能力时,拥挤不可避免。 1、常发性拥挤与偶发性拥挤 根据拥挤发生的周期可将其分为常发性拥挤和偶发性拥挤。常发性拥挤：是在某些特定时期和在某些特定位置经常发生的交通拥挤现象。主要是在道路上固定交通瓶颈处由于特定时空的过大交通需求超过较低通行能力而发生的。这种固定存在的交通瓶颈一般是由车道减少、交织路段短、道路横截面窄、标志短缺、视线不良,互通式立交桥或交叉口不符合标准等道

45、路几何缺陷造成的。通过长期的观察、分析可以比较准确的掌握固定瓶颈的具体位置,甚至可以估计出拥挤发生的可能时间段,因此,一般采用预案管理和现场指挥相结合的方式对这类交通拥挤进行管理。偶发性拥挤：是由于诸如事故或其它特殊事件造成道路实际通行能力下降而引起的交通拥挤现象。主要是在通行能力临时下降的随机交通瓶颈处由于交通流受到干扰变的不稳定而发生的。这种随机产生的交通瓶颈一般是由交通事故、车辆抛锚、恶劣的天气、道路养护、道路修筑,大型活动等突发交通事件造成的。由于这种交通拥挤在时间和空间上都具有很强的随机性,因而交通拥挤发生前后交通流三个基本参数的变化是突变的,速度下降迅速,占有率上升也很快,流量低于

46、道路的通行能力且表现持续下降的趋势。由于这种交通拥挤产生的时间和地点都是随机的,因此,只能依靠现场的组织、协调指挥等手段对其进行管理。 2、用户拥挤和系统拥挤根据拥挤影响的对象可将其分为用户拥挤和系统拥挤。用户拥挤：是指用户在出行过程中由于自由行驶状态受到道路交通流影响而发生不可接受延误时的状态。系统拥挤：是指道路系统的在线交通量的总延误超过一定标准时的状态。一般来说,它侧重于道路的充分利用率。基于拥挤的这种概念,在衡量一条道路是否拥挤时,需要从两个方面进行考虑,从用户拥挤方面考虑可以获得出行道路或是路网的实际阻塞情况,而从系统拥挤方面考虑可以获得出行道路或是路网的拥挤是因为道路面积不够所致还

47、是道路没有被充分利用所致的情况。本文提出的城市交通拥挤收费策略是一种从宏观上调控拥挤的方法,因此应该针对具有时间性和空间性的常发性拥挤,且更侧重于对全局性的系统拥挤的改善,也就是使出行需求对交通资源的利用更加充分与恰当。2.4 本章小结在本章中,首先分析了交通拥挤的概念,给出了拥挤成因的界定出行者因对出行所产生的边际成本进行错误估计而盲目加入拥挤队伍。然后,阐述了拥挤收费理论的概念,在深入分析城市道路经济属性的基础上,运用经济学中的边际成本理论,阐明拥挤收费的经济学原理,提出通过拥挤收费这一需求管理方式来缓解交通拥挤问题具有十分重要的现实意义。最后对拥挤收费进行分类进行了简单的介绍。第3章 混

48、合交通条件下拥挤收费研究混合交通指的是汽车与非机动车或车辆与行人,在同一道路上混行的交通。突出表现是,交通秩序乱,车辆速度低,通行能力差,严重影响车辆和道路的功能作用。 混合交通,一种客观现象, 在不同国家和不同时代,混合交通的含意不尽相同。经济发达国家,公路上行驶的基本是汽车,混合交通指小型汽车与车速相对不及的大型车所组成的交通,就是混合交通在此时表示速度差；在我国,混合交通所指的是自行车、机动车、行人等等组成交通情况。混合交通容易引起交通的拥堵、交通事故增加、城市环境不断恶化、运输效益下降等等很多问题,很大程度的影响道路交通秩序,降低道路通行能力,为道路交通管理增加难度。综上所诉,如何以及

49、通过那些措施来减少混合交通相互之间的干扰,达到交通事故率的目的是当前普遍关注的问题。 3.1 混合交通拥挤收费对象的确定 根据交通的实际情况,判断究竟对错综复杂的道路上的交通方式中的哪种交通方式进行收费应该遵循以下原则： 1、对时空消耗比较大的交通方式应该首先考虑征费。交通供给很难满足日益增长的城市交通需求,始终处于劣势。为了单纯满足个人出行的方便舒适而牺牲大部分人的利益,过度消耗已经极为稀少的道路时空资源显然是不合理的。只有对时空消耗比较大的交通方式采取收费才能从根本上削减需求缓解交通拥挤,时空消耗越大收费越多才能真正体现道路时空资源利用的公平性。 2、交通方式的可替代性原则。通过对某种交通

50、方式征收一定拥挤费后,使得原来采用这种交通方式的出行者的出行成本提高,那么当这部分出行者的出行成本大于其出行效益时他们极有可能改用其他出行成本比较低的交通方式来代替原来的交通方式。要求我们在分析确定收费对象的时候,应该分析出行者的这种选择,保证征收拥挤费的交通方式有其他交通方式可以替代。 3、公平性原则。在贫富差距有逐步扩大趋势的今天,更严重的是低收入阶层的绝对收入水平出现下降,这种情况要求我们确定拥挤收费对象时一定要考虑弱势人群的利益,保证绝大多数低收入阶层在实施拥挤收费后出行效益获得提高。因此,对低收入阶层采用的交通方式一般不收费,体现社会的公平性。 4、与实际相结合的原则。虽然道路上的交

51、通方式是小异的,但是具体到某一城市,各种交通方式在运输中所起的作用可能是不同的。因此,在实施拥挤收费确定收费对象的时候,还应该结合城市本身的实际情况,进行科学的分析论证。 根据以上拥挤收费对象的确定原则以及各种交通方式的分析比较,得出以下结论：步行是人类最原始的交通方式,人们无论采用哪种交通工具和任何目的出行,出行的起终点都离不开步行。步行的时空消耗较小,且当出行距离在0200m围时,步行有其绝对优势,不可以被其他交通方式替代,所以不可能把步行的行人作为收费对象。自行车具有方便、灵活和环保的特殊性,其时空消耗也不大。在200500m的短途交通出行中,具有其它交通方式不可替代的优势。公交车的时空

52、消耗最小,运输效率最高,且选择公交车出行的出行者部分都是城市居民中的低收入阶层,所以公交车不但不应该是拥挤收费的对象,而且应该考虑将收费所得的一部分用于实现公交优先的资金补贴。摩托车的时空消耗比较大,仅次于小汽车,且其对交通秩序的干扰较大,事故率高,尾气排放量高,对大气环境污染严重,在混合道路中应该被严格控制。按照道路的实际情况,如果摩托车出行比例较高,成为造成交通拥挤的重要因素时,就要将摩托车作为拥挤收费的对象,但是收费费率相对于小汽车可有所折减。小汽车的时空消耗是所有交通方式中最高的,而中距离和长距离的小汽车出行可以由自行车、公交车代替,且小汽车使用者一般是高收入的小部分人,对其收费不影响

53、社会公平性,所以应该首当其冲将小汽车列为拥挤收费对象。需要注意的是是否对小汽车中的出租车进行拥挤收费存在争议,有人认为出租车作为一项商业服务具有特殊性,它不能随便更改出发时间和出行路径避开收费时段和收费路段,如果让乘客承担拥挤收费会引起乘客的强烈不满,社会舆论压力可能非常大,如果让出租公司承担拥挤收费又会产生高峰时段高峰路段拒载现象,使出租业务受到抑制,所以建议对出租车最好不要收费。3.2 混合交通拥挤收费方式的研究 一般来讲,可以从不同角度把城市交通拥挤收费划分为各种各样的方式,各种拥挤收费方式都有其不同的特点和适用性,对不同的收费方式加以比较,有利于在实施拥挤收费措施时,做到因地制宣、实事

54、。下面本文就从按时间划分拥挤收费方式、按空间划分拥挤收费方式、按技术划分拥挤收费方式这三个角度对城市交通拥挤收费方式进行详细研究。3.2.1 按时间划分拥挤收费方式城市交通拥挤收费方式按时间可以划分为：高峰时段固定收费和延长时段阶梯收费。1、高峰时段固定收费 混合交通拥挤收费不同于传统意义上的道路收费,传统意义上的道路收费一般针对的是高速公路或者大型桥梁,其收费目的初期是为了回收公路、桥梁的建设资金,后期是为了赢得利润。因此,为了筹措更多的资金,传统意义上的道路收费时间是24小时不间断的。而混合交通拥挤收费是在交通严重拥挤的情况下才考虑实施的,通过对拥挤围部分使用者收费来引导和调节交通需求,达

55、到缓解交通拥挤的目的,增加财政收入只作为副产品。所以拥挤交通拥挤收费的收费时间不再是连续的24小时。应该视城市常发性交通拥挤的发生周期而定。 任何交通流量总是随时闻不断发生变化的,一般来说其时间分布成马鞍形,即存在一个早高峰和一个晚高峰,这是由于以上班和回程为目的的出行在时间上相对集中造成的,因此交通拥挤更容易发生在这两个高峰时段,它们是实施拥挤收费的重点时段。所以可以考虑这样一种收费方式：通过连续一周工作日的全日交通量调查确定需要收费的路段或区域的早晚高峰小时,其中早、晚高峰分别是早晨或傍晚连续一小时交通量大,将这两个高峰小时作为收费的基础时段。考虑到如果仅对这两个高峰小时进行收费,出行者极

56、有可能略微提前或推迟出发时间就可以避开收费,那么收费时段前后时间的交通量会极为敏感地增加,收费可能只是使高峰小时在时问坐标上产生平移。而没有真正缓解交通拥挤。因此,可以在高峰小时前后各延长半小时也作为收费时段,使有到达目的地时间限制的出行者必须重新考虑新的出行路线甚至出行方式,降低收费时段前后时间上交通量的敏感性。由于这种拥挤收费的持续时同较短,共四小时,早高峰和晚高峰各两小时,一般不再考虑时变收费,收费费率保持一个固定值。我们称这种拥挤收费方式为高峰时段固定收费,其优点在于收费只在高峰时段进行,且持续时间较短,公众的可接受性较高,费率保持不变,可操作性强16。 2、延长时段阶梯收费 但是,高

57、峰时段固定收费也存在一些缺点,如对于早晚高峰不明显的拥挤路段或区域不适用,而且费率不随时间变化,不能对道路上的交通量变化做出动态反应,缺乏弹性。更严重的是由于收费时问较短,可能引起部分到达目的地时间不受约束的车辆在收费区外等待直到不收费才进入,反而产生新的排队拥挤。因此,可以考虑这样一种收费方式：将收费时间延长至整个昼间,且在对某一路段或区域实施拥挤收费的过程中,按照一定单位时间段标准将收费时间划分成若干段,每一时间段的收费费率是相同的,而不同时间段的收费费率是不同的,高峰时段费率最高,平峰时段视实际交通量对高峰时段费率打个折扣,从而用短时间不变,长时间可变的过渡形式实现固定费率向时变费率的转

58、化。我们称这种拥挤收费方式为延长时段阶梯收费,其优点在于变固定费率为时变费率,考虑到高峰时段收费对非高峰时段交通拥挤水平的影响,更加合理和贴近实际。同时由于延长了收费时间,缩短了高峰时段与非高峰时段出行成本的突变性差异,可以有效避免在高峰时段界限上收费区交通量的突然增加或突然减少。3.2.2 按空间划分拥挤收费方式 城市交通拥挤收费方式按空间可以划分为：瓶颈道路收费和限制区域收费。 1、瓶颈道路收费 混合道路网中总是存在一些瓶颈道路,它们或者是由于本身物理特征的局限性造成其通行能力较低,或者是由于在城市交通中承担重要作用而被过多的出行者使用造成其本来并不低的通行能力不能满足过度需求。在这些瓶颈

59、道路上,一旦上游交通量大于其通行能力时极易形成排队拥挤。对于这些路段我们可以提出这样的收费方式：首先对城市现有交通状况做一次全面的调查分析,按照道路上交通负荷度、道路上车辆速度、道路上行车延误和道路上排队长度等指标确定出城市道路网中存在常发性拥挤的瓶颈道路,在这些道路的瓶颈处设置收费控制点,一旦车辆行驶至一个收费控制点就对其征收一定的拥挤费,从而影响交通出行者重新考虑出行时间、出行路线或出行方式。我们称这种拥挤收费方式为瓶颈道路收费,其优点在于这是一种离散性的单点收费,各瓶颈独立收费,可以分别调整每一个收费点的收费费率和收费时间,一个瓶颈的交通拥挤消失即可不再对其收费,其他瓶颈的收费不受影响,

60、而且还可以根据早晚高峰交通潮汐规律改变收费针对的方向,灵活性大。 2、限制区域收费一般来说,混合交通多发生于大城市的城市结构中总是存在一个或几个中心区,这些中心区往往是城市经济、政治、文化等功能的核心区域,区域的交通特性表现为：首先,中心区的公共设施用地所占比例很高,拥有大量商业金融机构、行政办公楼宇、文化娱乐场所,是社会经济活动高度密集的地方,以工作、购物、娱乐为目的的出行吸引力很强,潮汐性、向心性交通表现明显：其次,中心区的特定地理位置决定其一般是城市道路网和公共交通网的枢纽地区,过境交通量与中转交通量特别大；第三,中心区是城市峰值地价所在地,用地紧,交通建设用地面积小,交通容量小,再加上

61、中心区混合交通比例较大,许多游逛的行人随时穿越中心区各种干道,机动车、非机动车、行人互相干扰严重,造成到道路服务水平低下。因此,可以考虑这样一种收费方式：根据路边设施和道路网结构确定城市中心区,对该中心区的交通状况做一次全面的调查,当该中心区所包含的主干路路段上的交通负荷度出现拥堵,车速低于15kmh时,可以用一个环形的边界线将该中心区封闭起来作为控制区域,将收费控制点设置在进入该区域的通道上,对进入该区域的小汽车进行单向收费。我们称这种拥挤收费方式为限制区域收费。在这样的收费方式下,原来穿越中心区而过的车辆会重新做出路径选择考虑避开收费区域,而对那些目的地在中心区的小汽车用户,只要配备完善的

62、公共交通系统,他们也会重新考虑出行方式,过境交通量和向心交通量都得到抑制17。3.2.3 按技术划分拥挤收费方式城市交通拥挤收费方式按技术可以划分为：人工收费和全自动收费。1、人工收费人工收费是在收费路段或区域的入口处设置收费卡口,有专门工作人员对进入该收费路段或区域的车辆进行收费,车辆必须在收费卡口处停车交纳一定拥挤费方可驶入。人工收费操作简单方便、技术要求低、设备投资少,但是其有两个不利的因素,一是,为建设收费亭必须占用珍贵的城市土地资源。二是驶入车辆在交纳拥挤费时必须停车,会造成交通停顿,产生延误。 2、全自动收费全自动收费系统由车载智能卡、收费点门架装置、计算机中央处理器三部分组成。全

63、自动收费的优点在于整个收费过程全部由电子通信系统和计算机系统控制完成,无需任何人工的介入,车辆通过收费站时无需停车或减速,从而减少交通延误和排队以及无谓的消耗和污染。而且费用是用户提前预缴赋值在卡上的,没有收费员直接与钱币接触,杜绝徇私舞弊、胡乱收费的现象,收费效率更高。3.3 本章小结 本章是论文的一个重点,按照对谁收费如何收费的思路对真正实施混合交通拥挤收费时要考虑的实际问题进行了研究。经过分析比较确定混合交通中的拥挤收费对象。本章从时间、空间、技术角度对城市交通拥挤收费的方式进行划分,比较各类收费方式的不同特点和适用围,说明实施拥挤收费措施时要因地制宜的选择收费方式。第4章 城市道路拥挤收费实施的影响分析城市道路拥挤收费政策,是交通需求管理的一种新手段。它能否解决或者缓解交通拥挤问题,需要对其实施影响进行全面分析才能得出结论。研究过程中除了要科学确定收费费率、正确认识交通拥挤的巨大外部不经济以外,还要特别关注拥挤收费实施效果的分析和研究。在世界上众多大城市都存在交通拥挤问题。交通拥挤制约了城市的经济发展