（交通运输规划与管理专业论文）公交优先策略博弈分析.pdf

摘要 作为低能耗、低污染、低能源占用、低事故率和低财政负担的交通方式，公交系统 是缓解大城市交通问题的最优选择，本文以政府可采取措施的策略选择研究为目的，应 用情景分析法，通过博弈思想对公交系统利益相关者的需求进行了研究，分析了公交优 先策略选择效果。 本文应用利益相关者理论对公交系统各利益相关者的需求与博弈选择限制策略进 行了分析，说明可持续发展公交优先的政府必须高度介入，政府主导是关键。对政府公 交优先的情景选择进行了拟定，建立了不同利益相关者针对某种优先情景的偏好选择函 数、公交优先措施政府目标函数、公交服务水平的测算指标，研究运营企业、不同收入 者收益测算的方法与参数确定方法。最后，基于现状基础数据的采集和分析，将理论应 用于西安市公交优先效果测算，表明西安市应走改善公交道路、站点、枢纽等基础设施 改变公交运营条件；对公交实施财政补贴、免税要求公交降价；出台控制交通负外部性 政策，鼓励出行者向公交转移的公交优先之路。 论文创新点主要体现在应用博弈理论对公交优先政府主导的分析和基于博弈思想 对不同公交优先策略的效果分析。 关键词：公交优先，利益相关者，博弈，情景分析，社会利益 a b s t r a c t a sak i n d o ft r a n s p o r tm o d e sw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so fl o w p o w e rc o n s u m e ， l o w - p o l l u t i o n ，l o w - e n e r g yo c c u p y , l o w - a c c i d e n t sa n d l o w - f i n a n c i a la f f o r d ，a na d v a n c e dp u b l i c t r a n s p o r tp r i o r i t ys y s t e mi st h eb e s tw a yt os o l v eu r b a nt r a n s p o r t a t i o np r o b l e m s ，h o w e v e r , t h e r ei ss o m e t h i n gw r o n gi nt h ed e c i s i o no fs t r a t e g ya n dp o l i t i c s t h ed e m a n do fs t a k e h o l d e r s i nt h ep u b l i ct r a n s p o r tp r i o r i t ys y s t e mi sa n a l y z e di nt h i sp a p e rb a s e do ng a m et h e o r y , a n da d e c i s i o n m a k i n gc h o i c em o d e lw h i c hi ss u i t a b l et ou s ei nt h ec h i n e s ec i t i e si s e s t a b l i s h e d b a s e do nt h es c e n ea n a l y s i sm e t h o d s t a k e h o l d e r s t h e o r yi su s e dt oa n a l y z et h ed e m a n do fs t a k e h o l d e r sa n dd e c i s i o n m a k i n g c h o i c eo fs t a k e h o l d e r s ，w h i c hd e m o n s t r a t et h a tt h eg o v e r n m e n ts h o u l dj o i ni nt h es u s t a i n a b l e p u b l i ct r a n s p o r tp r i o r i t ys y s t e m ，a n da c ta l li m p o r t a n tr o l ei ni t d e c i s i o n - m a k i n gc h o i c es c e n e o fg o v e r n m e n ti nt h e p u b l i ct r a n s p o r tp r i o r i t ys y s t e mi s s t i m u l a t e di n t h i sp a p e r , t h e p r e f e r e n c ef u n c t i o nw h i c hd i f f e r e n ts t a k e h o l d e r sp r e f e rt o c h o o s ei nt h ep r i o r i t ys c e n e ，t h e p u b l i ct r a n s p o r tp r i o r i t ys u b j e c tf u n c t i o nf o rg o v e r n m e n t ，t h ee s t i m a t i o ni n d e xo fp u b l i c s e r v i c el e v e l ，a n dt h eb e n e f i te s t i m a t i o nm e t h o da n dt h ep a r a m e t e r sf o r t h eo p e r a t i o n c o r p o r a t i o na n dd i f f e r e n ti n c o m ep e o p l ea r ea l s os t u d i e di nt h i sp a p e r f i n a l l y , o nt h eb a s i so f c u r r e n td a t a ，t h et h e o r ya n dm o d e l sa r eu s e dt ot h ep u b l i ct r a n s p o r tp r i o r i t ys y s t e mi nx i a l lt o b ev e r i f i e d ，w h i c hd e m o n s t r a t et h a tt h ei n f x a s t r u c t u r ei n c l u d ep u b l i ct r a n s p o r tr o a d ，s t a t i o n ， h u b ，e t cs h o u l db ei m p r o v e dt om a k et h ep u b l i ct r a n s p o r to p e r a t i o nc o n d i t i o n si nx i a nm o r e b e r e r ，a n dt h ep o l i c i e sw h i c hu s e dt oc o n t r o lt h ee x t e r n a lo ft r a f f i ca n dt h ef i n a n c i a ls u p p o r t s h o u l da l s ob ep u tf o r w a r da n ds u p p l yb yt h eg o v e r n m e n tt oe n c o u r a g et h et r a v e l e r s t r a n s f e r r i n gt op u b l i ct r a n s p o r t t h ei n n o v a t i o ni nt h i sp a p e ri st h eu t i l i t yo ft h eg a m et h e o r yw h i c hu s e dt oa n a l y z et h e g o v e r n m e n t - l e a d i n gp u b l i ct r a n s p o r tp r i o r i t ys y s t e ma n dt h ee f f e c ta n a l y s i so fd i f f e r e n tp u b l i c t r a n s p o r tp r i o r i t yp o l i c yw h i c hb a s e do nt h eg a m et h e o r y k e yw o r d s ：p r i o r i t yp u b l i ct r a n s p o r t ；s t a k e h o l d e r ；g a m et h e o r y ；s c e n ea n a l y s i s ；s o c i a lb e n e f i t 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 尕侄0 7 年占月7 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 导师签名： 球亿 印年6 月7 日 坳7 年 i 时，则政府在采取了措施之后获得了明显的经济效益；当e i ，则政 府采取的措施可获得了明显的经济效益。该经济效益不是通过政府的财政收入体现，而 是整个社会交通、经济费用的节约。因此，政府采取措施具有巨大的经济效益。 5 9 第四章实例分析 4 4 4 社会效益 政府采取措施对西安未来社会经济发展具有十分重要的作用。政府采取措施中基础 设施的建成投入使用，将极大改善西安城市环境和交通条件，产生十分巨大的社会经济 效益。公共交通与其他交通形式相比，高效、环保是其具有的突出优势。措施的实施建 设不仅解决交通问题，而且对周边环境影响很小。据统计，西安市由于机动车排放造成 的人体健康损失占全部排放污染源的一半，通过吸引人们放弃机动车乘坐公交更可以降 低污染，保护环境。可预期效果见表4 7 。 表4 7不同情景社会效益分析 情景社会效益 公平和效率：公交专用道、公交站点的改善、大型公交枢纽和公交保养场的改建或重建， 公交票价的降低，体现了对弱势群体的关怀，实现了社会公平；出行速度的提高，出行 时间的缩短，提高整个社会的效率：促进子项目沿线和周边的土地与房产开发，进而扩 大投资与消费，最终拉动g d p 增长而创造巨大的新增效益；对西安市城市布局、产业 情景 开发以及环境改善都将产生显著的效果。 节能和环保：一辆公交车的容量是其他出行方式的5 至1 0 倍。促进市民出行模式向公 共交通转移，减少了使用高排放的私人交通方式，构建高效快捷的城市交通体系，产生 显著的交通节约效益；公交车运行在隔离车道上而非混合车道，减少了交通拥阻、提高 了公交车和其他交通方式的燃油使用效率。优先的公共交通，更为方便快捷，减少了在 车站的等候时间，提高了燃油使用效率。 公平和效率：公交票价的降低，体现了对弱势群体的关怀，实现了社会公平；出行速度 的提高，出行时间的缩短，提高整个社会的效率； 情景 节能和环保：一辆公交车的容量是其他出行方式的5 至1 0 倍。促进市民出行模式向公 共交通转移，减少了使用高排放的私人交通方式，构建高效快捷的城市交通体系，产生 显著的交通节约和环保的效益。 公平和效率：公交专用道、公交站点的改善、大型公交枢纽和公交保养场的改建或重建， 公交票价的降低，体现了对弱势群体的关怀，实现了社会公平；出行速度的提高，出行 时间的缩短，提高整个社会的效率；促进子项目沿线和周边的土地与房产开发，进而扩 大投资与消费，最终拉动g d p 增长而创造巨大的新增效益；对西安市城市布局、产业 情景 开发以及环境改善都将产生显著的效果； 节能和环保：一辆公交车的容量是其他出行方式的5 至1 0 倍。促进市民出行模式向公 共交通转移，减少了使用高排放的私人交通方式，构建高效快捷的城市交通体系，产生 显著的交通节约效益；公交车运行在隔离车道上而非混合车道，减少了交通拥阻、提高 了公交车和其他交通方式的燃油使用效率。优先的公共交通，更为方便快捷，减少了在 车站的等候时间，提高了燃油使用效率。 4 5 不同情景目标函数的测算 根据公式3 3 4 ，计算不同情景目标函数的结果。 其中，根据德尔斐法对函数进行标定，然后对目标函数进行计算，得到表4 8 。 长安大学硕士学位论文 表4 8 不同情景目标函数测算值 情景情景一情景二情景三 z 0 4 o 2 0 4 z0 2 7 1 5 5 70 2 8 9 8 5 80 4 3 8 5 8 5 由上可见，m a x z = z 3 ，选择情景三的措施为“最佳策略”。 4 6 不同情景公交系统可持续性平衡检验 根据公交系统可持续性的平衡原理对各情景的公交系统进行可持续性分析，检验政 府措施的采取是否能满足博弈平衡的要求，从而保证公交优先的可持续发展。 表4 8 公交系统平衡检验 城市公共交通控制 经济利益与社会企业内部和政府扶三方博弈合作的动态 权与剩余索取权的 利益的平衡持的协调平衡调整平衡 平衡分布 政府对硬件设施 政府投入资金对公对不同层次的公交乘 乘客得到高品质、改善的投入在短 低价格的服务；乘期内通过社会出 交基础设施进行改客进行分类，根据不 情客数量增加提高企行费用的节省即 善，改善公交企业运 同的需求分析满意程 景 业收益；社会效率可得到回收；对与 营条件、降低运营成度，并在问卷中对调 提高，社会出行费 公交基础设施建 本。通过成本的节省查对象进行更细致的 用降低保证政府实 设相关的行业产 降低票价，提高公交调查。根据社会经济 现社会效益。生拉动；良好的乘 分担率，保证公交企的不断发展，对模型 业收益。可以进行动态调整。 车环境。 乘客得低价格的服 政府对公交企业政府对公交企业进 对不同层次的公交乘 务；企业得到政府 补贴、减免税费的行直接的经济补贴 客进行分类，根据不 情 补贴，保证企业收同的需求分析满意程 益：社会效率较高， 投入在短期内通或税费的减免，减轻 度，并在问卷中对调 景过社会出行费用企业经营的压力，通 查对象进行更细致的 人均污染、能源消 的节省即可得到过让利给乘客，提高 调查。根据社会经济耗降低，社会出行 回收；良好的乘客公交分担率，保证公 费用降低，实现社 的不断发展，对模型 会效益。 环境。 交企业收益。 可以进行动态调整。 乘客得到高品质、 政府对硬件设施政府投入资金对公 低价格的服务；乘 改善、对公交企业交基础设施进行改对不同层次的公交乘 客数量增加、企业 补贴、减免税费的善，改善公交企业运客进行分类，根据不 情得到补贴，提高企 投入在短期内通营条件、降低运营成同的需求分析满意程 景业收益；社会效率 过社会出行费用本；直接的经济补贴度，并在问卷中对调 提高、人均污染、 的节省即可得到或税费的减免，减轻查对象进行更细致的 能源消耗降低，社 回收；对与公交基企业经营的压力，让调查。根据社会经济 会出行费用降低， 础设施建设相关利给乘客，提高公交 的不断发展，对模型 的行业产生拉动；分担率，保证公交企可以进行动态调整。 实现社会效益。 良好的乘车环境。业收益。 6 1 第四章实例分析 通过检验，公共交通系统在采取公交优先措施系统的情景之下，均能满足博弈平衡， 因此，以上三个情景的公交优先均是可持续发展的。 4 7 本章小结 最后，将理论与模型应用于西安市公交系统，基于现状基础数据的采集和分析，通 过博弈模型计算，得到情景三公交分担率与公交乘客的满意程度最高，即在情景三公交 乘客与企业的利益最大，政府投入与经济效益之比略低于情景二，三个情景均有各自显 著的社会效益，通过目标函数的求解得到情景三为最优策略，最后运用博弈平衡检验三 种情景公交优先均具有可持续性。因此，本文认为就西安目前的公交系统而言采取情景 三中的措施是政府可实施的最优策略。从而验证了论文提出理论和研究方法的合理性及 实用性。 长安大学硕士学位论文 5 1 主要研究成果 第五章总结 随着城市交通问题的日益突出，公交优先作为缓解城市交通问题的最佳途径，越来 越受到人们普遍的关注，然而公交系统与多个利益主体相关，处理好利益相关者的关系 是公交系统可持续发展的关键，也是政府选择采取公交优先策略的基础。本文从公交系 统的利益相关者需求出发，深入分析公交系统采取不同措施所产生的一系列影响及效 果，取得了以下研究成果： ( 1 ) 本文应用利益相关者理论对公交系统各利益相关者的需求与策略进行了分析， 以科学思维的方法提出要保证公交系统的可持续性；通过对利益相关者角色与利益协调 的博弈分析，说明可持续发展公交优先的政府必须高度介入，政府主导是关键。 ( 2 ) 检索和总结国内外经验，分析公交系统可采取的措施，运用情景分析法根据 措施对政府公交优先的情景选择进行了拟定，建立了不同利益相关者针对某种优先情景 的偏好选择函数，应用l o g i t 转移曲线并定义满意度函数进行计算。考虑政府经济效益 和社会效益，构建公交优先措施政府目标函数。 ( 3 ) 深入研究不同情景对公交系统利益相关者特征的影响，特别区别不同收入水 平的乘客需求的差异，分析相关参数的变化规律。通过不同情景公交系统特征的变化， 测算公交服务水平的指标，对运营企业、不同收入者收益测算的方法与参数确定方法进 行研究，基于博弈思想对不同公交优先策略的效果分析。 ( 4 ) 基于现状基础数据的采集和分析，将理论应用于西安市公交优先效果测算， 表明西安市应走改善公交道路、站点、枢纽等基础设施改变公交运营条件；对公交实施 财政补贴、免税要求公交降价；出台控制交通负外部性政策，鼓励出行者向公交转移的 公交优先之路。 5 2 问题与不足 由于公交系统涉及的内容较多，与政府、企业、乘客有着密切的关系，涉及到社会 经济、政治、文化、环境等方面，影响的因素较多且相互之间关系错综复杂。同时公交 系统策略的选择研究尚处于起步阶段，没有系统的理论基础及成熟的实践经验。本文坷 第五章总结 公交优先策略选择的方法进行了初探性的研究，建立了相关的模型，但由于时间和条件 所限，使得本文的研究存在的诸多问题和不足，有待今后进一步深入探讨： ( 1 ) 公交系统是一个较为庞大的系统，涉及面广，本文较为宏观的对公交优先措 施进行了分析，没有将具体措施细化，通过排列组合设置情景。在今后可以更加深入的 分析，开发相关程序，通过计算机系统辅助完成决策。 ( 2 ) 任何措施的采取都会牺牲一部分人的利益，本文研究过程中，在计算投入时， 仅考虑了政府的具体资金的花费，对于公交优先策略采取后牺牲的那部分人的经济利益 优待今后进一步深入研究。 ( 3 ) 本文假设车辆速度提高后发车频率不变，研究公交企业成本的变化，忽略了 乘客数量变化对配车数要求的变化。对于模型中考虑公交客流与配车数的动态函数的研 究有待今后进一步深入探讨。 ( 4 ) 本文的社会效益的研究以定性为主，缺乏定量计算，还需要进行大量数据的 调查与分析，对模型中社会效益的量化的问题有待于今后开展更深入、详细的研究。 长安大学硕士学位论文 参考文献 1 】汪光焘推进优先发展城市公共交通战略叨城市交通，2 0 0 5 ，3 ( 4 ) ：1 - 2 2 】王元庆，张佳，陈至辰等论大城市交通的科学发展观 j 】城市交通，2 0 0 7 ，2 ( 5 ) ： 1 4 1 8 【3 】建设部，中国工程院，国际城市可持续能源发展市长论坛文集，2 0 0 5 1 1 1 0 【4 】建设部关于优先发展城市公共交通的意见( 建城 2 0 0 4 1 3 8 号) ，2 0 0 4 3 1 9 5 】陈龙公交优先技术及适应性研究 d 】杭州：浙江大学2 0 0 6 【6 北京公交新政惠及市民政府加大补贴凸现公益性h t t p ：w w w c h i n a n e w s c o r n c n g n n e w s 2 0 0 7 0 1 0 9 8 5 1 0 5 7 s h t m l ，2 0 0 7 1 9 7 】栾晓娜上海公交和轨交年内实现换乘优惠h t t p ：w w w n e w s 3 6 5 c o r n c n x w z x s h x w 2 0 0 7 0 2 t 2 0 0 7 0 2 0 2 1 2 7 9 1 2 1 h t m ，2 0 0 7 2 2 8 】昆明公交今年降价? 持i c 卡乘车将得更多实惠h t t p ：l l w w w , y n x i n h u a n e t c o r n n e w s c e n t e r 2 0 0 7 - 0 2 01 c o m e m 一919 9 8 7 7 h t m ，2 0 0 7 2 1 9 广州将效仿香港推行公交月票和周票制h t t p ：w w w c h i n a c o r n c n c i t y t x f f 2 0 0 7 0 1 2 5 c o n t e n t 一7 7 1 1 6 7 1 h t m ，2 0 0 7 1 2 5 【1 0 王炜，杨新苗，陈学武等城市公共交通系统规划方法与管理技术 m 北京：科学 出版社，2 0 0 2 【1 1 】( 美) 约瑟夫e 斯蒂格利茨公共部门经济学 m 】北京：中国人民大学出版社，2 0 0 5 【1 2 】王炜，过秀成等交通工程学 m 南京：东南大学出版社，2 0 0 0 【1 3 】周伟，j o s e p hs s z y l i o w i c z 迈向可持续发展的未来中国可持续交通发展战略与政 策选择 m 北京：人民交通出版社，2 0 0 5 1 4 】保罗r 尼文政府及非营利组织平衡计分卡( 美) m 】北京：中国财政经济出版社， 2 0 0 4 【1 5 张旭霞公共部门绩效评估【m ，北京：中国对外经济贸易出版社，2 0 0 6 【16 k i t t e l s o n & a s s o c i a t e s t c r p10 0 ：t r a n s i tc a p a c i t ya n dq u a l i t yo fs e r v i c em a n u a l ，2 n d e d i t i o n r ，t r b ，w a s h i n g t o n ，d c 2 0 0 3 6 s 参考文献 【17 】c h a r l e sl w r i g h t f a s tw h e e l s ，s l o wt r a f f i c ，u r b a nt r a n s p o r tc h o i c e s m 】t e m p l e u n i v e r s i t yp r e s s ，a m e r i c a 19 9 2 1 8 a m s h a r p ，c a r e g i s t e r , p w g r i m e s 社会问题经济学 m 】北京：中国人民大学 出版社，2 0 0 0 1 9 】( 美) 戴维波普诺社会学 m 】北京：中国人民大学出版社，1 9 9 9 【2 0 】雎国余，张立君，蓝一中国国有经济效益分析 m 】北京：中国经济出版社，2 0 0 5 【2 1 北京公交总公司，北方交通大学城市公共交通运营调度管理 m 】北京：中国铁道出 版社，2 0 0 4 2 2 ( 美) 约翰罗尔斯著正义论 m 】北京：中国社会科学出版社，1 9 8 8 2 3 】( 美) 詹姆斯d 格瓦特尼，理查德l 斯特鲁普，卢瑟尔s 索贝尔经济学 m 】北京：中 信出版社，2 0 0 4 【2 4 颜佳华等公共决策研究 m 】长沙：湖南人民出版社，2 0 0 5 2 5 】全贤唐，张健经济博弈分析 m 】北京：机械工业出版社，2 0 0 3 2 6 ( 美) 冯诺伊曼摩根斯顿博弈论与经济行为 m 北京：生活读书新知三联书店， 2 0 0 4 2 7 】普拉伊特k 杜塔( p r a j i tk d u t t a ) 策略与博弈【m 】上海：上海财经大学出版社，2 0 0 5 2 8 】宗蓓华情景分析在港1 ：3 发展战略中的应用叨上海海运学院学报，1 9 9 2 1 1 2 9 胡铁钧基于情景分析法的我国“十一五”期货运需求分析 d 】西安：长安大学2 0 0 4 3 0 】m i c h a e ld m e y e r ，e r i cj m i l l e r u r b a nt r a n s p o r t a t i o np l a n n i n g ，s e c o n de d i t i o n ： m m c g r a w h i l lb o o k c o ，s i n g a p o r e 2 0 0 1 【31 c j j1 5 8 7 ，城市公共交通站、场、厂设计规范【s 】 3 2 】潘海啸，杜雷城市交通方式和多模式间的转换 m 上海：同济大学出版社，2 0 0 3 3 3 】英国m v a 咨询公司c u b e t r i p s 用户使用手册 3 4 】孙涤祈愿刍议h t t p ：w w w n a n f a n g d a i l y c o m c n z m 2 0 0 7 0 3 0 8 j j g d 2 0 0 7 0 3 0 8 0 0 3 0 a s p ，2 0 0 7 3 8 【3 5 】迪米特里斯伯特西马斯，罗伯特m 弗罗因德数据模型与决策( 美) 【m 】北京：中信 出版社，2 0 0 2 5 长安大学硕士学位论文 3 6 】岳超源决策理论与方法 m 】北京：科学出版社，2 0 0 3 f 3 7 c v 布朗p m 杰克逊公共部门经济学北京：中国人民大学出版社，2 0 0 0 4 【3 8 】周伟，王选仓道路经济与管理 m 】北京：人民交通出版社，1 9 9 8 【3 9 】王元庆等西安市城市公共交通专项规划 r 】西安：西安市交通局，西安市公交 总公司，长安大学，2 0 0 6 4 0 】王元庆，陈至辰等西安城市综合交通改善工程公交子项目项目建议书 r 】西安： 长安大学工程设计研究院，长安大学b r t 研究中心，2 0 0 6 【4 1 】王元庆，陈建宗等西安世行交通项目公交子项目可行性研究报告 r 】西安：长安大学 b r t 研究中心，2 0 0 6 6 7 附录 附表1 ： 附录 公交乘客问卷调查表格 被调查人员的性别：。1 男性2 女性 a ) 您出行的目的是什么? 1 ) 上下班2 ) 上下学3 ) 经商和或旅游4 ) 休闲( 探亲，购物，等等) 5 ) 其他f 请注明) b ) 您这次出行的起点是哪里? 最近的十字路口，街道名或市民普遍 c ) 您这次出行的终点是哪里? 道的地名) d ) 您采用哪种方式到达这里? 1 ) 步行2 ) 自行车3 ) 公交4 ) 出租5 ) 轿车6 ) 自己开车 e ) 您到达这个车站需要多长时间? 1 ) 少于3 分钟2 ) 3 6 分钟3 ) 7 1 0 分钟 4 ) 1 0 分钟以上 f ) 您每周乘车经过本车站的次数是? 1 )