（交通运输规划与管理专业论文）城市中心区拥挤收费方案的事前评价研究.pdf

摘要 摘要 在当今中国的大多数城市，伴随着经济的高度发展，随之而来的是一系列 的社会闯题。其中，城市交通拥挤问题由于其与城市社会生活的密切关系，尤 为引起城市政府和居民的关注。 引起交通拥挤问题的原因是综合而复杂的，主要包括：机动车保有量显著 增长、城市居民出行特征显著变化、交通基础设施建设滞后、城市空间布局畸 形发展、交通管理体制存在深层次缺陷等。因此，单纯从增加供给的角度来解 决城市交通问题的效果已经相当微弱，有必要从交通需求管理的角度考虑解决 城市交通问题，交通拥挤收费作为一种行之有效的需求管理手段，将起到缓解 城市交通拥挤、控制个体化交通需求、提高城市交通运营效率的效果。 虽然交通拥挤收费已经受到了国内外学者的广泛关注并且已经得以实施， 但实施的范围仅局限于国外的少数城市，可借鉴的经验不多。另外，由于拥挤 收费的实施将牵动社会生活的方方面面，因此，在实施之前，对收费方案进行 事前评价是十分必要的。本文对于进行拥挤收费方案事前评价时应包括的内容 和采用的方法进行研究，具有重要的理论与实践意义。 借鉴国外的经验并结合我国的实施拥挤收费的目的和目标，本文确定的进 行拥挤收费方案事前评价的内容为的方案的有效性、方案的经济效益和方案的 可实施性、以及拥挤收费带来的其他影响分析四个方面。方案的有效性( 主要 包括方案的交通改善效果和环境改善效果) 以及方案的经济效益是可以通过的 定量的方法来确定的，本文采用交通规划软件建立交通需求预测与评价模型， 即对收费前后的路网运行状态进行描述，以得到通过收费而取得的交通改善效 果，进而据此得到通过收费取得的环境改善效果和经济收益。对于收费方案的 可实施性，参考国外的经验，本文确定了方案评价的内容、评价的主体、评价 的方法以及保障方案可实施性评价的配套政策和措施。最后，对由于拥挤收费 的实施而给中心区商业和土地利用带来的影响进行了分析。 关键词拥挤收费，事前评价，有效性，经济收益，可实施性 a b s 打a c t n o w a d a y s ，w i mm ee c o n o m i c 盘s td e v e l o pi l lr n o s to ft h ec 访船i nc h i n a ，a s e f i e so fp u b l i c 咖b l e m sc o m eo u t a m d n gm eo m e 璐，t h e 仃a f f i cc o n g e s t i o n p r o b l e mi se s p e c i a l l yf b c u db yt h eg o v 咖e m 锄d l h ec i t i z 吼b c c a 惦eo f i tc l o l y r c l 砷c dw i m m ep u b l i ch f c t h em 蝤。璐w h i c hc a 嘴et l l e 仃a 街cc o n g c s t i o na f ec o r n p o s i t e 锄dc o m p l e x ， t h e ya 把：t 1 1 en u m b 哪o fv t m i c l ea r ed b v i o 吣l yi n c r e 舔i l l g t h cc h 啪c t e ro f 仃a v e li s 0 b v i o i l s l yc h 粕g e d t l 】幛c o n s 衄l c t i o no ft r a 街ci i l 仔船帆c t u i sl a g g e d ，t l l es p a t i a l d i 嘶b u t i o fc 姆i sa b i l 0 蛐a ld e v e l o p i n g ，t h et r a 仿cm 柚a g e m e n ls y s t e me 】【i s t d e 印- s e a 钯dd e f e c t s ot l i ei 唧a c to f s 0 1 m i o no f 们衔cc 0 i l g c s t i i sv e f y 盘缸i f j 璐t d 印胁d s o n l l l e i n c r e 髂i n go f t l l es u p p l y s o w e h a v e t 0c o m i d e r l 量l e t m i ) m e m o d t o s o l v et l l e 倘cc o n g e s t i ，t h et r a m cc 伽g e s t i o nc h a 唱e 嬲eo fm ee 船c t i v c t m dm e t l o 凼w i l lr c l i e v et r a 伍cc o n g e s t i o i l ，c 叫昀lm d i v i d u a jt r a 伍cd e m a i l d 觚d i i n p r o v em ee 街c i 锄c yo f u r b 锄仃a m c t h e 仃a m cc o n g e s t i o nc h a 喀eh a v eb e e nf o c l l s e db yb o t hh 伽e 粕da _ b m a d a c a d e i n i aa n dh a v eb e e np m c t i c c d b u tt h e a j u t sas m a l ln 啪b e ro fc m e s 锄d l i t t l e e x p e r i e i i c ec o u l db el 姗e d ，m o r c o v e r t h ei m p l e m e mo f 仃a 伍cc o n g e s t i o n c t l a 曙e 州i li n n u e n c ce v e r yf i e l do f p u b l i cl i f e ，s oi ti sn e c e s s a r yt oe v a l 咄血ep l a n b 醣鹏i m p l 锄e n t n es t u d yo ft h ec o n t e n t 粕dm 劬0 do f 仃a m cc g c s t i o nc h a 玛e e v a l 眦t i o nh a v e 铲e a tt h e 伽e t i c a l 卸d p r a c t i c es i 驴i f i 伽c e d 印胁d s m ea b f o a de x p e r i e n c e 舳dt h ca i l l lo fi m p l e m 锄to f 仃a 街c c o n g e s t i o nc h a 曙ei no u fc o u 劬m a k es u 舱t h ec o n t e t l to f 电瞌衔cc o n g e s t i o nc h a r g e e v a l l l a t i o na r cv a l i d i 饥e c o n o m i cb c i l 娟t ，t h co p 眈顺l 时o ft l l ep l a n 粕dt h eo t l l c r a 饪融o ft l l ep l 舭1 h cv a l i d 时o f 伽ep l a l lw h i c hi n c l u d et h ei m p r o v e m c n to f 仃a 街c 觚d 朗v i r o n 咪呲狮dt l l ee c o n o m i cb e n e f i to f t h ep l 肌啪b et i x e d 锄。眦t ，s on i e p a p e ra d 叩tt l w 仃a n s p o n a t i o np l 锄s o 矗w a r et ob u i i dt l i et r a m cd e m a n dp t e s t 彻d e v a l u a t i 册m o d d s ，t 1 1 a ti s ，嫩k e 飘鹏t l l e 蛔瓶ci m p r o 、7 锄e 1 1 tt h r o u g l lt od 鹊c r i b e 仃a v e ls 诅t eo f t l l er o a dn 鸭粕dt 1 1 g c tt l l ei i l l p f o v e m e n to fe 1 1 v i r o 啪c 1 1 t 觚dt 1 1 e 。0 i 1 0 1 i l i cb e i i e f i t b e c 绷“i i i v o l v c dm a n yr c a s o n s ，t l l e p 印盯a d 叩t t h e c h a r a c t 鲥s t i cm e m o dt om 矗k es u r em e0 p c r a b i l 时o f t l l ep l a n ，i m ks u r et l l ec o n t e n t ， 也em a i nb o d y ，m em e l h o da n dl 量l e 鼬s 耐p o l i c yo f t l l ee v a l u a t i o n a t l a 鹂l 量l ep a p 盯 锄a l y s et l l ee 仃c c to f t l l eb u s i n e s sa 1 1 dl a i l d1 l s e di nt l l ec e n t e ra f i e rl l l ec o n g e s t i 鲫 c h a r g i l l gi m p l e m e i l t k e yw o r d s ：c o n g e s t i o nc h a r 寥，e v a i u a t i o nb e f o r ei m p l 锄e i l t ，v a l i d i 坝e c o n o m i c b e f i t ，o p e r a b i l 时 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：拯堑 日期：碑 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留送交论文的复印件，允许论文被套阅和借阅；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 躲遂避导师躲咝吼型阻 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 研究背景 交通系统是承担城市中人和物流动的载体。在当今世界，伴随着经济的高 速增长、城镇化进程的加快以及全球经济一体化的推进，交通系统已经由单纯 的运载功能转变成为承载城市社会、经济、文化、政治等活动正常运转的物质 基础，是城市基础设施的核心和灵魂。 那么，功能的增强也意味着压力的增大。城市交通在成为城市生活的命脉 的同时，系统本身存在的问题也不断的暴露，最主要的表现即为交通拥挤的形 成和日趋严重。特别是在中国的各个城市，随着机动车保有量的迅猛增长、城 市规模和形态的急剧变化，新一轮的交通拥挤已经形成并且来势凶猛、愈演愈 烈，现在已经形成了不仅大城市拥挤，中小城市也拥挤；不仅主要道路拥挤， 次要道路和街巷也拥挤的尴尬状况。 根据对武汉市交通状况的最新分析显示，2 0 0 6 年，武汉市中心区交通拥挤 加剧。据统计，高峰小时交通流量超过5 0 0 0 辆以上的路段迅速增加，从1 9 9 5 年的9 处增至2 0 0 5 年的5 5 处，2 0 0 6 年末增至6 0 处以上。交通拥挤的范围越 来越大，问题越来越严重【1 】。 交通拥挤所带来的社会问题有目共睹。主要表现为：道路资源的低效使用、 道路使用者出行时间和成本的增加、城市正常活动秩序的混乱、能源的过渡消 耗、城市环境质量的恶化等等。 与以往曾经出现过的拥挤不同，当今中国城市的交通拥挤现状，可以理解 为是一种在经济飞速发展拉动下的“体质性拥挤”，不再是单纯的供给和需求之 间的矛盾，拥挤的原因是源发性的、综合性的【2 】。具体分析如下： 1 机动车保有量快速增长 由于居民收入水平的提高和国家汽车产业化政策的推进，我国的机动车保 有量增长迅速。2 0 0 5 年，全国民用汽车保有量达到3 1 5 9 6 6 万辆，比上年增长 1 7 3 ，其中私人汽车达到1 8 4 8 0 7 万辆，比上年增长2 4 7 。具体如图1 1 所 示。北京市作为全国机动车拥有量最多的城市，1 9 9 7 年的时候就突破了l o o 万 辆，2 0 0 0 年则达到了1 5 0 7 万辆。根据交通管理部门数据统计，截至到2 0 0 7 年 3 月，北京市的机动车总保有量达到2 9 2 5 万辆。具体如图l - 2 所示： 图1 1 我国民用汽车及私人汽车增长趋势 f i g 哦l 一1t h ei n c r 嘲i n gt e l i d c yo f c i v i l i a l iu s c d 舳dp r i v 咖v e h j c k 图l 一2 北京市机动车增长趋势 f i g l l r e l 一2t h em r e a s i n g 衄d 锄c yo f v e h i c k j i ib e 狮g 2 城市交通需求特征显著变化 近年来，城市居民的出行强度总体呈增长趋势，出行距离和出行时间也都 大幅度增加。以北京市为例，在市区范围内，居民的出行率从1 9 8 6 年的1 6 1 次从日增长到2 0 0 4 年的2 4 2 次人日。1 9 8 以2 0 0 4 年间，北京市日均出行量 年均增长率为4 1 。与此同时，随着经济的发展，城市空间布局的拓展，道路 设施的完善及运载工具的快捷、舒适、安全度的提高，居民对出行的可达性、 准点率、快捷性和舒适性都提出了更高的要求。 另外，由于公共交通的供给能力不足、准点率较差、公交换乘枢纽的建设 滞后，使得公共交通的整体服务水平低于小汽车，而舒适、快捷、高效、安全 的小汽车和出租车在居民出行中承担的比例在大幅度的增加。反映在交通结构 2 第l 章绪论 方面，以北京市为例，近年来北京市慢行交通和公共交通的比例在逐年减少， 其中慢行交通从1 9 8 6 年到2 0 0 5 年减少了3 0 9 5 ，公共交通减少了o 1 ，基 本维持2 0 年前的分担比例不变。与之相反的是，小汽车和出租车的分担比例逐 年在增加。如图1 - 3 所示： 圈1 3 出行方式结构对比示意图 f i g u r e l - 3n e s k 时hm 印o f 埘pm o d c 蜘c t i h r cb c 细蹦1d i 位r e n ty e a 搭 3 交通基础设施建设滞后 相对于国外的许多城市，我国城市交通基础设施的建设情况严重滞后。我 国大城市的道路面积比例只有国外同类城市的1 ，3 l ，5 。以北京市为例，市区道 路网的密度、面积率与国外同类城市有很大的差距，在功能级配结构上也存在 明显的先天缺陷，市区路网调整和改造的余地很小，难以大规模的扩容。同时， 北京市的轨道交通建设速度严重滞后，自运营以来每年的客运量不断的增长， 极大的挑战着目前极其薄弱的轨道交通系统。 4 城市空间布局畸形发展 我国的大多数城市为单中心格局。城市中心区功能高度集中，开发密度高、 交通需求集中度大。特剐是近些年来伴随着城市中心区用地功能的调整，城市 中心区工作岗位将会大幅度增加。向心交通的趋势会进一步增强，加剧了城市 交通的拥堵。 5 交通管理体制存在深层次缺陷 我国目前的交通管理体制还存在着计划经济时代的影子，不同部门管理不 同的相关事务，并不适应新的服务型和公众参与型的管理模式的要求，缺乏科 学的官方平台或是规划框架，不利于从管理层面来疏导交通、缓解拥堵。 综上所述，城市交通拥挤现象的日趋严重及诱发拥挤产生的复杂原因，导 致单纯靠增加交通供给的手段来缓解拥挤的功效变得相当微弱，因此有必要从 3 北京工业大学工学硕士学位论文 交通需求管理的角度来考虑解决城市交通问题，交通拥挤收费作为一种行之有 效的交通需求管理措施，已经在国外一些城市得到了成功的应用，我国的各城 市也纷纷开展了对中心区拥挤收费的论证和研究。例如：2 0 0 5 年新一轮的上 海市城市交通白皮书近期政策实施要点中明确提出：对中心城拥挤道路或拥 挤桥隧实施道路收费，控制进入拥挤区域的交通流量，均衡越江通道和射线通 道的流量分布；深圳市整体交通规划( 2 0 0 5 ) 提出：研究中心城区等拥挤区 域道路收费。在中心城区等拥挤区域建设不停车道路电子收费系统，根据道路 的拥挤程度决定收费的范围和费率，调节车流量的空间和时间分布，改善拥挤 区域的交通状况；北京交通发展纲要( 2 0 0 4 2 0 2 0 ) 提出：针对城区不同地 区的资源条件、不同出行时段的交通特性和不同目的的出行需求，将对小汽车 实行分时分区弹性管理。必要时在交通特别拥挤区域有选择地实施通行收费制 度；苏州、杭州、广州等城市也相继提出了实施拥堵收费的设想，并在相关的 规划和战略制定过程中开展论证研究。本文正是基于国内各城市纷纷开展拥挤 收费研究的热潮下进行对拥挤收费方案事前评价的研究的。 本文依托于国家“十五”科技攻关计划城市中心区拥堵收费机制研究 课题，应用其基础数据与资料，运用交通规划、交通工程学、系统工程学、交 通经济学、环境经济学的理论与方法，研究对城市中心区拥挤收费方案进行事 前评价的内容与方法。 1 2 国内外研究综述 1 2 1 国内外关于拥挤收费的理论研究 拥挤收费理论从上个世纪2 0 年代出现以来，经过众多学者的探讨和论证， 研究的范围不断扩大、研究的领域不断深入、引入了众多其他学科的研究方法， 经历了纯理论研究到理论与实践相结合、理论为实践服务的逐步转变。具体来 讲，主要经历了以下几个阶段： 1 理论诞生阶段 这个阶段发生在上世纪二十年代，本阶段的城市道路拥挤收费只是一个概 念性阶段，代表人物是k n i g h t 和p i g o u 【3 1 ，他们以经济学上的边际成本定价理 论论述了道路收费的基本原理。 2 理论发展阶段 五十年代以后，西方国家的私人汽车的发展与普及，造成了严重的城市交 通拥挤问题，如何应用经济学的理论与方法来减轻道路拥挤的程度成了经济学 家关注的问题，有关于拥挤收费的理论与方法取得了一些突破性的进展，如英 国的w a l t c r 在1 9 5 4 年开始定量研究了拥挤道路的外部效果，并提出了短期边 际成本定价模型，并导出了最佳通行费；b e c k m 孤( 1 9 5 6 ) 等持长期分析的观 4 第l 章绪论 点，把道路收费与道路最佳投资结合起来，导出最优通行费与最优投资准则， 建立最优通行费与道路长期使用者之间的关系；w h l t e 瑙( 1 9 6 1 ) 、s m d ( 1 9 “) 和s h a r p ( 1 9 6 6 ) 对拥挤收费理论迸一步扩展。 3 实践应用的初始阶段 七十年代中期到八十年代初期，道路拥挤收费开始进入了实践化应用阶段， 一些城市出现了较为严重的交通拥挤，城市交通尾气排放产生的空气污染开始 得到真正意义上的重视。交通工程学家与政府决策者开始考虑把道路拥挤收费 付诸实践。这一时期的研究渐渐开始从经济学的研究领域得以延伸。研究领域 也由主要是静态研究转为动态研究。如v i c k 陀y 应用了确定性排队理论导出令 所有出行者具有相同交通费用的内生出发时间选择模型【4 i ，在此基础上提出了 动态收费理论；随后，动态模型进一步发展，h e n d c 璐o n 首先在动态模型中考虑 了出行者属性的差异【5 1 c o h e l l 考察了动态收费模型中消除排队的福利效果嘲。 4 理论与技术成熟阶段 八十年代以后，先进的电子收费技术得到大规模产业化应用，大规模拥挤 收费技术上的壁垒得以突破。这一时期相应的理论研究也取得了一些重大的突 破。以往的研究一般没有考虑路网的具体的拓扑结构，通常忽略了用户对收费 策略所做出的反应，一些学者利用数学规划的方法来研究这一问题。y 蛐g 和 l 舭l ( 1 9 9 6 ) 、y a n g 和b c l l ( 1 9 9 7 ) 利用双层规划和基于灵敏度分析的算法对拥 挤道路收费问题迸行了研究栩，a m o t t 等分析了行驶时问费用、理想到达时间、 计划延误费用不同的出发时间的决策模型。他还把出行属性差异和路径选择结 合起来进行考察。【8 1 我国对拥挤收费的理论研究主要开始于这一阶段，香港科 技大学的杨海教授和北京航空航天大学的黄海军教授运用最优控制理论对弹性 需求下的瓶颈收费模型进行了研究即；利用基于灵敏度分析的方法对静态收费 问题进行了研究：利用时空扩展网络方法对弹性需求排队网络的高峰拥堵模型 和最优收费问题进行了探讨；针对公共与个体两种收费方式并存的竞争系统， 进行了定价和方式划分【lo 】。 5 实践应用的发展阶段 上世纪末至本世纪初，拥挤收费的研究进入了更接近实践、更多为实践服 务的阶段。英国的d a v i db a n i s t e r 【l l 】以批判实用主义为基础，给出了伦敦拥堵 收费的理论和分析框架，强调了决策结果和合法性的重要，对拥堵收费的平等 与分配、可接受性、边界效应、对环境的影响等问题进行了研究。f e l i x 认为 拥堵收费政策在执行中存在两个困难：公众反对拥堵收费作为稀缺资源的分配 机制；对拥堵收费方案的潜在支持没有转化为制定相应政策的行为。因此，如 何获得公众对拥堵定价的支持和相应的行为方案成为拥堵收费的一个重要研究 分支。其中，代表性的成果有：s 帆1 l 的基于拥堵收费收入的公共交通投资和 5 北京工业大学工学硕士学位论文 减税方案；j e f f r e y 针对两节点两路线的路网建立了一个拥堵收费直接再分配 模型。 1 2 2 国内外关于拥挤收费方案评价的理论研究 目前，国内外对于拥挤收费方案的事前评价进行的研究不多，主要集中于 评价收费方案的系统构架、收费带来的交通改善效果的评价模型和收费带来其 他影响研究三个方面。 1 2 2 1 评价方案的系统构架研究 h 眦，n o m p s ，s t o e m o r s t 锄dz a n d b e r g i m 等人对基于收费方案必须满足 的一些操作层面的要求的进行了评价1 2 】【13 】【1 4 1 。他们的研究认为，拥挤收费涉及 出行者、收费管理者以及全社会三方的利益，理想的城市中心区拥挤收费方案 应该使三方都收益，即能够导向“三赢”的局面。因此对收费方案的评价应从 这三个不同的视角进行。具体内容为： 1 出行者视角 1 ) 用户友好性，2 ) 透明性，3 ) 私密性，4 ) 支付便利性； 2 收费者管理视角 1 ) 灵活性，2 ) 系统可靠性，3 ) 安全性与可执行性，4 ) 财务能力； 3 社会视角 1 ) 预期的社会效益，2 ) 对道路交通和环境的影响，3 ) 可实旌性，4 ) 与 其他收费系统的兼容性，5 ) 与收费区域空间结构的适应性，6 ) 公平性。 1 2 2 2 收费的交通改善效果研究 对于收费带来的交通改善效果，国内外众学者纷纷研究了不同的模型，不 同的模型可由以下的特征进行区分：模型的数学表示形式、内生出行者行为变 量的维数、是否考虑土地利用决策、道路和公共交通网络建模的详细程度、考 虑的收费措施等。经过分析，我们可以的将评价模型分为两大类：非集计网络 平衡模型和集计方式划分模型。 非集计网络平衡模型的理论基础为离散选择理论，这类模型能够同时考虑 出行者路径选择行为和交通方式选择行为。非集计网络平衡模型的缺点是模型 的计算时间会随着各种交通方式网络规模的扩大而增加，模型参数的标定需要 大量的数据支持。 集计方式划分模型的理论基础为数理统计学，这类方法不考虑出行者路径 选择行为，也无需建立交通网络模型。这类方法的优点是模型构造简单，能够 快速测试各种收费策略实施后的各种交通方式需求量的变化，标定模型所需的 数据也比较容易获得。 研究的代表人物有：g 锄t i l cn p a p o l a 柚d i a 、d ep a l n l a d l i n d s c y 等人 对非集计网络平衡模型的静态模型和动态模型分别进行了研究”1 6 】；陈来荣对 6 第l 章绪论 基于m n l 模型和g n l 模型的拥挤收费对交通结构的影响进行了研究【1 7 】； a 咖e l i l l s 锄dh u l t k i 狮t z 、g l a i s t e ra i l dg 瑚h a m 等人利用集计方式划分模型对收费 实施后的各种交通方式的需求量的变化情况进行了测算1 8 】1 1 9 1 。 1 2 。2 3 收费的其他影响分析 目前对于拥挤收费带来的其他影响分析主要集中于通过收费而带来的对于 收费区域的土地利用和商业的影响。 对于收费带来的对中心区商业的影响进行事前评价，通常采用的方法为陈 述性偏好的调查法，即对中心区的零售商和购物者进行调查，了解实施拥挤收 费对他们产生的可能影响，据此制定保障中心区商业优势的配套政策和措施。 对于拥挤收费对于城市土地利用的影响，v o l d 的方法是建立土地利用和交通的 相互作用模型( 2 0 j ，a d 锄s 则定性分析了实施拥挤收费将会使得交通由拥挤区域 转向非拥挤区域，从而引起城市土地利用的低密度蔓延，进而会降低中心区的 地位，引起城市周边地区的无序开发【2 l 】。 1 2 3 国外进行拥挤收费方案评价的实践经验 伦敦2 2 1 伦敦是英国的政治、经济、文化和交通的中心，也是英国最大的海港和工 业城市。世界十大都市之一，人口7 1 8 8 万，大伦敦面积1 5 8 0 平方公里。从上 个世纪9 0 年代开始，伦敦就是英国乃至全欧洲交通拥堵最严重的城市，每周因 交通拥挤而带来的经济损失高达2 0 0 4 0 0 万美元。为了解决交通拥挤问题，伦 敦市政府当局经联邦政府授权，从2 0 0 3 年2 月1 7 日开始，启用城市道路拥挤 收费系统。对于收费方案的事前评估工作实际上从2 0 0 1 年4 月就开始了，评估 的内容主要包括以下四个方面： 1 对道路交通的影响，包括对交通量的影响、对交通拥堵的改善、对小汽 车交通的影响及对其他交通方式的影响。 2 对伦敦经济的影响，主要包括收费计划对商家的运营和财政方面的影响、 对进入收费区域及周边的运营车辆的效率的影响、对大伦敦区域经济全面发展 状况的影响等。 3 对伦敦环境的影响，主要包括对伦敦空气质量的影响、对伦敦噪声的影 响、对城市整体人居环境的影响等。 4 对方案可实施性的分析，主要包括收费的公平性、收费系统对于公众隐 私的保护以及公交系统的服务水平等。 香港 香港是一个人口稠密、经济高度发达的港口城市，为了缓解交通拥挤，香 港政府交通署于1 9 8 3 1 9 8 5 年针对设计的三种收费方案带来的交通改善效果 和经济收益进行了事前评价。具体评价结果如下： 表1 1 香港拥挤收费方案预期改善效果 1 曲l e l - 1 而ee x p 喇e de 船c to f c o n g c s t i o nc h a r g ep l 粕i i lh k 香港拥挤收费系统方案a方案b方案c 方收费区域数目555 案采用潮汐式收费否是是 设 收费站数 1 3 01 1 51 8 5 计 平均付费1 5 6 01 8 2 02 0 8 0 预高峰时交通量变化 2 0 2 1 2 4 期总收益9 51 1 31 1 9 效 投资和运营成本6 3 86 2 86 6 3 果 投资收益比 1 4 81 7 91 7 9 爱丁堡【2 3 】 爱丁堡计划在近期将实施中心区拥挤收费。在实施拥挤收费之前也对收费 将带来的效果进行了评价。特别是对于拥挤收费对中心区商业的影响进行了深 入的调查研究。事前的相关研究认为( e d i n b u r g ec 时c e n 仃cm a i l a g e m e n t c o m p a n y ，2 0 0 4 ) ，尽管有些人会减少在收费时段内去中心区的次数，但他们会 增加在不收费时段去中心区购物的次数，在这种情况下中心区零售业的损失将 有所减少。中心区公共交通和其他交通设施的真正改善可能鼓励更多的人光顾 中心区并进行更多的消费。在收费前就注重这些交通改善措施的实施，拥挤收 费对中心区人流量和消费额的负面影响能够降到最小。 几乎所有调查中可以看出，可达性对去中心区购物的人们和零售商而言是至 关重要的。如果城市中心区要保持其应有的地位，必须要提高小汽车和公共交通 的可达性。此外，城市中心区作为购物中心的吸引力依赖于商铺经营的范围、商 品的质量以及多样性。预先采取一些措施来保持中心区商业的优势地位是必要 的。 1 2 4 理论与实践综述 根据以上对国内外相关领域研究的回顾，可以对国内外拥挤收费方案事前 评价的理论与方法的研究现状和发展趋势作如下的归纳和总结： 1 目前，对于拥挤收费方案评价的理论研究的仍集中于对于收费带来的交 通改善效果的评价模型的完善，然而基于现有模型的评价都需要大量的编程工 作，拥挤收费方案的事前评价作为一项极具实践意义的工作，需要研究一种更 具可操作性的评价方法。 2 伦敦、香港、爱丁堡等城市的对拥挤收费进行事前评价的经验给我们以 一定的启示，具有可参考的价值，然而每个国家的情况、每个城市的情况都不 8 第l 章绪论 尽相同，因此，在研究中，应首先确定我国各城市实旌拥挤收费的目的，方案 评价的每一个步骤都应是以实施目标为宗旨的。 3 拥挤收费的能否顺利实捷，所牵涉到的因素众多。目前的研究都只是片 面的集中于某一方面，缺乏对拥挤收费方案进行事前评价的全面内容和系统方 法，可以考虑将以上的研究内容进行分析整合和有益添加，确定进行拥挤收费 方案事前评价时应研究的完整内容，并根据各部分内容研究相应的评价方法， 以期对拥挤收费方案进行优化，保障收费的顺利实施。 1 3 研究内容 1 3 1 研究内容 对城市中心区拥挤收费方案的事前评价进行研究，其主要目的即为确定进 行方案事前评价时所应研究的内容、以及基于各部分内容的研究方法，以期对 收费方案进行优化，得到可实施性强、负面影响较小的城市中心区拥挤收费实 施方案。具体研究内容如下： 1 城市中心区拥挤收费方案事前评价的内容 阐述拥挤收费的概念和基本理论依据；分析国外各城市实施拥挤收费的目 的并结合我国经济社会发展目标和城市交通发展战略，从公共政策的角度确定 我国城市中心区拥挤收费的实施目的和目标；根据实施的目的、目标和拥挤收 费方案通常包含的内容，确定对城市中心区拥挤收费方案进行事前评价应研究 的内容。 2 城市中心区拥挤收费方案的定量评价 通过对现有评价方法进行分析和收费对出行行为各阶段的影响，以及基于 方案评价的连续性和可操作性的考虑，确定根据四阶段法采用s e m 和 s u m 交通规划软件建立交通分配与评价模型，对收费的实旌为路网的运行的 状态( 评价指标主要为负荷度、速度) 、大气污染物的排放的带来的改善效果， 以及对收费带来的经济收益进行定量评价，并以北京市二环以内核心功能区为 例进行测算，并根据测算结果提出了方案的优化措施，以及基于优化措施的进 一步的评价方法。 3 城市中心区拥挤收费方案的定性评价 除了方案的交通改善效果、环境改善效果以及经济收益以外，可实施性也 是对方案进行评价的关键。参考国外城市进行方案可实施性评价的步骤，确定 了进行城市中心区拥挤收费方案可实施性评价的内容、评价的主体、评价的方 法。以及保障方案可实施性的配套政策和措施。 4 城市中心区拥挤收费方案的其他影响评价 拥挤收费的实施将对中心区的土地利用和商业造成影响，因此对拥挤收费 9 北京工业大学工学硕士学位论文 对土地利用和商业的影响进行评价是十分必要的。本文介绍了基于对收费区域 内典型商铺进行调查进而分析拥挤收费对于中心区商业影响的方法，并以苏州 古城内第一百货为例，分析了收费对于中心区商业的影响，并研究了基于保障 中心区商业优势的配套政策和措施。最后，定性分析了收费对于中心区土地利 用的影响。 1 4 研究意义 城市中心区是城市功能高度聚集的地区，城市居住人口和就业岗位最为集 中，建筑开发密度最高，最能体现城市的面貌和城市的活力，同时也是交通拥 挤最为严重的区域。对城市中心区实施拥挤收费，不仅有利于发挥城市功能， 充分发掘现有道路设施资源的潜力，提高道路设施的通行能力和服务水平，有 效的缓解中心区交通拥挤状况，而且能够优化交通结构，初步实现交通外部成 本内部化，体现社会福利性和公平性。 与此同时，在城市中心区实施拥挤收费，将会带来一系列的负面问题。诸 如：新的交通拥挤的形成、公共交通的服务质量短期下降、公众对于政府决策 支持率的降低、损害低收入人群的利益、中心区的商业利润下降、用于收费的 硬件设备损害城市风貌等。 因此，在制定拥挤收费政策之初，决策者应对所制定的收费方案进行事前 评价研究，定量的阐明收费方案将带来的交通改善效果、环境改善效果以及收 费的总收益，确定合理的收费费率，以获取公众对于收费更多的支持；同时， 对方案本身的可实施性和收费带来其他影响进行定性评价，将有利于收费实旖 进程的顺利推进，逐步优化收费方案，降低收费带来的负面影响。本文的研究 对我国还处于城市中心区拥挤收费研究启动阶段的各个城市的研究工作，具有 重大的理论价值和现实意义。 1 0 第2 章拥挤收费方案事前评价的内容 2 1 拥挤收费的基本原理 2 1 1 拥挤收费的概念 城市道路拥挤收费理论是交通经济学的一个重要分支，多年来一直是经济 学家与交通工程专家与学者重要的研究对象之一。所谓的拥挤收费，就是利用 经济学中的价格机制原理，在特定的时段和路段对车辆实行收费，从时间和空 间上来调节交通量，减少繁忙时段和繁忙路段道路上的交通负荷，同时还将促 使交通量向高容量的公交系统转移和抑止小汽车交通量的增加，达到缓解交通 拥挤的目的。拥挤收费本质上是一种交通系统需求管理措施，是通过经济手段 对交通需求加以调节，提高整个城市交通系统的运营效率，减少由于交通拥挤 带来的交通延误与交通污染，实现整个社会效益的最大化。拥挤收费的实施既 不是完全消除拥挤，而是使城市交通系统维持一个良好的交通供给与需求动态 均衡。长远来看，城市道路拥挤收费还会对整个城市社会经济产生广泛而深入 的影响。 城市道路交通拥挤收费划分为广义的交通拥挤收费和狭义的交通拥挤收 费。广义的交通拥挤收费是指为了解决城市严重的交通拥挤问题，而对城市道 路使用者从车辆拥有到道路使用的全过程中的收费，它不仅包括道路使用费， 而且包括为解决城市交通拥挤采取的其他形式的拥挤费用或税收。如增加车辆 购置税、燃油税、车辆配额和拥车证制度等；狭义的拥挤收费就是指交通出行 者在进入交通拥挤区域的时候，必须支付的那部分道路拥挤费用，是指在拥挤 的城市道路上，对道路交通使用者征收一定的费用，将边际个人成本提高到边 际社会成本水平，用于补偿由于该交通的加入而给社会带来的外部不经济，以 期通过提高出行者的交通出行成本，促使交通出行者重新选择自己的出行行为， 减少交通需求，从而使得原来拥挤的城市道路的交通需求与交通供给相适应， 最终实现缓解拥挤的一种交通需求管理措施。 交通拥挤收费是被城市交通管理部门和经济学家普遍看好的一项城市交通 调控手段，是交通需求管理的重要内容。在一定程度上，可以抑止城市交通需 求的过快增长，保持交通需求与交通供给的平衡。由于出行交通量的减少，可 以降低能源消耗，同时对城市环境保护也有较为重要的意义。节约交通基础设 施投资和有限的城市土地资源。进行收费后，还可以为城市基础设施建设开辟 新的资金来源。合理的收费价格有利于调整交通结构，减少交通出行，实现交 通需求在时间和空间上的平衡。 2 ，1 2 拥挤收费的基本理论依据 拥挤收费理论依据是经济学中的边际成本收费理论。如果把城市交通系统 看成是一个市场，那么各种车辆是这个市场的需求方( 城市道路使用者) ，道路 与设施就是这个市场的供给方，道路主管部门( 道路所有者) 有出行的生产者 和使用者双重身份，同是交通市场中的消费者和生产者。【2 4 】【2 5 】【2 6 1 这样就可以通 过市场中的均衡理论来确定合理的道路收费价格2 7 】【2 蜘。 各种出行方式的出行成本根据与道路交通量之间的关系还可以分为固定成 本和可变成本。其中出行者的时间成本、使用成本、道路设施的养护费用和外 部成本随道路交通量变化，在经济学中称之为可变成本。可变成本中的时问成 本、使用成本和外部成本与道路交通量是一个与拥挤交通流特性有关的函数关 系；而道路基础设施建设成本与出行量没有直接关系或者关系难于量化，可以 认为道路基础设施建设成本是固定成本。【2 9 】因为边际成本是总成本的导数，所 以出行边际成本的大小只受可变成本的影响，是边际时间成本、边际车辆使用 成本和边际道路设施养护费的总和【3 0 】【3 l 】。 埘：垡丝丝：q ：4 陀+ 9 垡丝鬯2 蛔 。 蛔 ( 2 1 ) 式中，m c 为边际总成本，等于边际时间成本m ，r c 、边际车辆使用成本 q 掣婴 m u c 和边际道路资源占用成本m p c 之和。 d 2 是边际成本与平均可 变成本的差额，也就是理论上的拥挤费，表示新增加的一个道路使用者使道路 上现有交通流量蟛承担的额外费用。 如果考虑交通流状态的变化规律，各种成本在不同的交通状态也有所不同。 对于时间成本，道路交通量在稳定流后，平均时间成本随着交通流的增加而增 生丝坚! o 加，即 掣 ，边际时间成本曲线始终位于平均时间成本曲线的上方。当 交通流蟛趋近道路最大通行能力时，边际时间成本趋于无穷；对于车辆使用成 本，车辆有一个经济车速。对于普通小汽车，经济车速通常被认为是6 0 k l i l 左右，其他大型车辆的经济车速通常在4 0 l ( r n l l 左右。【3 2 1 当道路上交通流量很 少时，车辆行驶速度超过经济车速，车辆的燃料消耗较多；当城市道路交通流 处于拥挤流状态时，车辆的使用成本明显增加。我们认为车辆使用成本随道路 上的交通流量的规律为u 型：对于道路的养护费用，根据w j l t 盱的研究成果口3 1 ， 道路养护成本与道路上的交通流量成正比，因此分摊到每次出行的平均道路养 第2 覃拥挤收费方案事前评价的内容 护成本可以认为是一个常数，所以边际道路养护成本等于平均道路养护成本。 刚因为机动车辆尾气排放产生的外部成本虽然是客观存在的，但是它游离于交 通市场之外，也就是说尾气排放的外部成本成本控制主要取决于政策，对交通 市场的供求规律的影响是可以忽略的。所以，对于机动车尾气排放的外部成本 在交通供求均衡分析中不予考虑。 由于交通市场的特殊性，图中的边际成本曲线m c 与交通市场的供给函数 s 是重合的。根据市场均衡理论，短期需求仅仅受出行价格的影响，交通需求 曲线d 是单条递减的曲线。为交通市场的需求函数。 这样我们就可以得到交通市场中的平均可变成本与边际成本曲线，如图 2 1 所示。从图中可以发现，在道路交通为自由流时，平均可变成本随着交通量 的增加而增加；进入阻塞流以后，平均可变成本曲线出现反转。需求函数d 与 供给函数s 交于e ，与平均成本曲线交于【厂。e 是交通市场的供需平衡点，相 应的市场价格p + 。p + 包含了拥挤费、平均出行时间成本、车辆使用成本和道 路设施养护成本。如果不实行拥挤收费，偏低的市场价格不能真正反映出行的 真实社会成本，此时的均衡曲线在u 达到平衡。【，点的交通流量大于e 点，道 路的交通拥挤逐渐加剧。 随着社会经济的发展，交通需求函数d 有上升的趋势，加剧了城市交通供 rr 求矛盾。如果不实行拥挤收费，均衡点将是平均可变成本曲线的上半部分的“。 这时候交通处于一种极不稳定的状态，客观条件稍有变化，道路就容易出现交 丌 通拥挤甚至阻塞；如实行道路拥挤收费，均衡点将在点q 处，对应的交通量将 小于交通容量，需求函数即便有一个比较大的变动，交通能够维持在正常状态。 以上是用边际成本理论对城市道路拥挤收费的基本解释。虽然城市道路网 络的供求规律要复杂得多，城市交通的成本结构、成本的变化规律、各种交通 流状态下的交通供给曲线和交通需求曲线变化规律也有待于进一步探索，但基 本原理是一致的。在城市交通供求结构失衡的时候，实行城市道路拥挤收费， 能够使城市交通资源得到合理充分的应用。 北京工业大学工学硕士学位论文 图2 一l 平均可变成本与边际成本曲线 f i g m 弓2 一lo l n ，co f a v e m g ea l t e f a b l ec o s t 锄dm a r g i n a lc o s t 2 2 拥挤收费实施的目的和目标 目的的达到和目标的实现是任何一个项目研究的宗旨。对拥挤收费的方案 进行事前评价研究，关键的一个标准就是通过该方案的实施，收费前设定的目 的和目标是否得到了很好的实现。因此，对拥挤收费的实施的目的和目标进行 分析是十分必要的。 2 2 1 拥挤收费的实施目的 拥挤收费作为缓解城市交通拥挤的直接而有效的需求管理方法，已在国外部 分城市实施。但各城市在实施拥挤收费之初所设定的目的各有不同，具体如表 2 1 所示。 表2 1 世界各国城市道路实施拥堵收费的目的 1 曲l e 2 l1 1 1 ea i l no f t l l ec o i l g e s t i c h a r g ei n i p l 锄蚰ti l ie v e r yc 晦 实施目的 典型城市 减少交通产生的不良影响，保护现有能源 斯德哥尔摩 调节交通需求，缓解交通拥堵新加坡、香港 作为交通需求管理综合措施的重要组成部分，其收费为 其他交通需求管理措施提供经济支持 伦敦 筹集建设资金，增加财政收入奥斯陆 国外实施拥挤收费的目的，可以概括为：减少交通产生的不良影响，诸如噪 声、环境污染、交通事故等，保护能源和环境，实现城市交通的可持续发展；调 节交通需求，缓解交通拥堵，减少私人小汽车的使用，优先发展公共交通；作为 1 4 第2 覃拥挤收费方案事前评价的内容 交通需求管理综合措施