京市交通拥堵的社会成本分析

京市交通拥堵的社会成本分析京市交通拥堵的社会成本分析 摘要 本文旨在评估北京市交通拥堵导致的社会成本 为交通资源使用 定价和交通政策的制定提供依据 借鉴国际通用的交通成本核算方法 利用北 京大学环境科学与工程学院环境经济学小组 2007 2008 年对北京市二 三 四 环路和典型拥堵路段交通状况实地监测获取的车流量和车速数据 估算拥堵的 社会成本 并分析了北京奥运会交通限行政策拥堵缓解效果和社会成本节约 结果表明 北京市 2008 年全年因拥堵导致的时间延误成本 燃油消耗成本和大 气污染物排放损害总和至少约为 50 250 亿元 大致是北京市 GDP 的 0 5 2 5 与 2007 年相比 2008 年北京市道路拥堵状况总体上有所缓解 道路改 造和以地铁为代表的公共交通建设发挥了重要作用 2007 年 好运北京 和 2008 年奥运各阶段交通限行措施效果显著 时间延误成本减少 40 50 燃油 消耗和污染物排放也大幅降低 鉴于道路拥堵导致的大量社会损失 北京市政 府应进一步强化研究和制定有效的交通管理政策 特别是着眼于长期有效的公 共交通系统建设 关键词 交通拥堵 社会成本 交通限行政策 北京 中图分类号 X196 文献标识码 A 文章编号 1002 2104 2011 01 0028 05 doi 10 3969 j issn 1002 2104 2011 01 005 20 世纪 90 年代以来 北京市机动车数量迅速增加 交通拥堵问题严重 据北京市交通部门统计 2000 年以来 机动车保有量以年均 11 1 的速度增长 从 2000 年 151 万辆增加到 2008 年 350 万辆 至 2009 年底已超过 400 万辆 并 以每天 1 000 辆左右的速度增长 2006 年 全市严重交通拥堵路段多达 31 个 其中一半左右发生在二 三 四环路 1 在道路资源给定的情况下 道路交 通使用定价的不合理是导致拥堵的最主要原因 拥堵 大气污染 噪声等社会 外部成本难以定量衡量和内部化 边际私人成本小于边际社会成本 道路资源 的 价格 往往过于低廉 从而导致机动车的使用大大增加 道路严重超载 因此 对包括拥堵在内的交通外部成本核算对于了解交通使用的真实成本 进 行交通政策的费用效益分析具有重要的意义 国外对交通成本的研究始于美 国学者 Vickrey 2 与中国现状相似 20 世纪 60 年代美国交通迅速发展 交通资源使用的定价不合理导致严重的拥堵和污染 Vickrey 率先讨论了利用 交通定价解决拥堵的问题 交通社会成本核算则兴起于 20 世纪 80 到 90 年代 其中美国联邦公路总署 FA 和欧洲运输部长联合会 ECM 进行了大量相关研究 包括对交通使用的社会全成本进行核算 3 6 通过行为模型分析交通需求量及需求弹性 7 以及评价交通政策的执行和社会 经济影响 5 8 10 目前国内对交通外部成本的讨论尚少 尤其缺乏定量评 估结果 本文基于对北京市典型道路车流量和车速的实际监测 借鉴机会成本 和内涵价值等核算方法 分析了拥堵导致的时间延误损失 燃油消耗损失 大 气污染增排量 为北京市制定合理的交通政策提供依据 1 研究方法 拥堵 导致时间延误损失包括机会成本和内涵成本 6 机会成本即驾车 乘车者在 拥堵发生的时间内从事其他活动所可能产生的最高价值 内涵价值 edonic Value 是指拥堵状态下驾车 乘车者感官和舒适度的效用损失 与此同时 拥 堵还会导致机动车在怠速或缓行时额外增加燃油消耗和污染物排放 燃油消耗 增加了油费支出 污染物增排则增加了居民健康风险和由此产生的医疗支出等 费用 本文借鉴美国德州交通局 个人 h 损失量 P d 的概念来衡量拥 堵所导致的时间总损失 在此基础上核算时间延误 燃油消耗量和污染物增排 的社会成本 1 1 调研方法和数据说明 北京大学环境科学与工程学院环境 经济学小组于 2007 年和 2008 年夏季对北京市二 三 四环路 学院桥至西直 门桥 中关村一桥至西直门桥等典型拥堵路段进行的实地监测 共采集和统计 了 83 d 早晚高峰车流量和车速数据 其中工作日数据 63 d 周末数据 20 d 测量时间是 早高峰 7 9 点 晚高峰 17 19 点 以主要桥梁为标志选取监测路 段 二 三 四环路分别获得 32 40 57 个路段的车流量和车速数据 采取录 像法获得车流量和车型数据 对监测路段在选定的监测时间内进行连续拍摄 然后对录像进行回放计数统计不同车型车流量 采用道路实测法获取车速数据 使用 GPS 道路导航器 通过乘坐出租车在预定时间行驶于选定道路 记录设定 点瞬时车速 最大车速和全路段平均车速等数据 谢旭轩等 北京市交通拥 堵的社会成本分析中国人口 资源与环境 2011 年 第 1 期 1 2 成本核算方法 1 2 1 时间延误 交通拥堵导致时间延误的社会成本 C d 由某段道路 内拥堵时间损失总量 P d 个人 h 和单位时间成本的乘积得到 单位时间 成本是机会成本 C ad 和内涵成本 C hd 之和 C d P d C od C hd 1 时间损失总量由实际车速 v q 理想车 速 v 0 实际车流量 PF 道路长度 SL 拥堵持续时间 P 和乘客系数 k 决 定 如公式 2 所示 其中车流量分小型客车 中型客车和大型客车三种车 型 北京市交通政策规定货车白天不能进入市区五环以内 因此监测路段 90 以上是客车车型 理想车速取北京市快速路最高允许通行速度 80 km h 道路长度根据实际路段长度而定 拥堵持续时间取早高峰 8 10 时 2 h 晚高峰 17 19 时 2 h 乘客系数是指不同车型平均乘客人数 本文参考北京市公路局公 路设计研究院和北京工业大学交通工程研究中心 北京市公路通行能力研究报 告 的取值 小 中 大型车乘客系数分别取 1 4 1 8 70 P d k 1v q 1v 0 PF SL P k 2 对 单位时间成本的选取 本文借鉴 Delucchi 6 的分析方法 按驾车 乘车者收 入水平 出行目地 交通方式三个指标对交通出行进行分类 对应不同的单位 时间价值 出行目的分为通勤 从居住地到办公地点的上下班交通过程 公 务 工作过程中外出事务的交通过程 和休闲 如周末出游 购物等非工作目 的交通过程 乘车方式分为私家车 公务车和公共交通 对于以通勤和公务 为目的出行行为的机会成本 分别从私人角度和社会生产角度取小时平均收入 和小时社会平均劳动生产率作为估计值 按照北京市统计年鉴的划分方式 划 分 5 个收入组群 低 中低 中 中高 高 5 个收入水平 分别代表样本总数 的 20 以下 20 40 40 60 60 80 80 以上收入组 的小时平均收入分别 为 10 7 14 0 16 8 20 6 32 6 元 h 同理 按此收入组分类 社会平均劳 动生产率分别为 27 5 36 1 43 2 53 2 84 1 元 h 根据 2009 年北京市统 计年鉴 11 收入数据和社会劳动生产率数据折算 假设休闲为目的的交通 出行机会成本为 0 对于内涵成本的衡量 由于国内没有针对交通舒适度的支 付意愿调查结果 本文采用美国的相同研究方法的调查结果 折合人民币 8 12 元 h 6 由于中美人均收入水平等因素的差异 采用美国的调查结果可能使 本研究内涵成本核算部分存在一定高估 KG 1 2 2 燃油消耗 燃油消耗的成本通过车流量 车速监测结果和他参数进 行计算 根据不同行驶速度下单位里程车辆的耗油量 计算拥堵比理想状况下 单车单位行驶里程增加的耗油量 由此计算总耗油量的增加和由此导致的燃料 损耗成本 相关的研究方法见 Lindley 12 假设某路段的长度为 L 小型 车 中型车 大型车的车流量分别为 U s U m U l 所用燃料价格为 P 令 v 1 和 v 0 分别为拥堵状况下和理想状况下的车辆行驶速度 其中 v 1 通过 监测获得数据 v 0 按快速路最高允许通行速度 80 km h 计 令 F s v F m v F l v 分别为速度 v 下 小 中 大型车的单位里程耗油量 油耗 因子采用 EMEP European Monitoring and Evaluation Programme 2007 年的 排放清单手册对大 中 小型客车进行的研究结果 13 总耗油量 FE 和燃油成本 C 计算公式如下 KG 2 1 2 全市拥堵成本推算 通过二 三 四环路实测车流量和车速数据 已计算出北京市 2008 年常规情景二 三 四环路由于拥堵导致的社会成本 将 此结果推广到北京市全部路段的情况 需要二 三 四环路交通拥堵 量 占 全市路段的比例 本文基于北京市交通管理局实时发布的道路交通状况图 该 数据向市民公开发布 每两分钟更新一次 14 通过 Matlab 软件读取道路 实测日期内工作日和周末相应时段交通状况图的信息 推算二 三 四环路的 拥堵状况约占全市所有主要道路的 40 其中缓行约占 50 拥堵约占 30 工 作日的状况比周末严重 工作日缓行和拥堵所占比例分别是 50 和 34 周末分 别占 44 和 28 由此得到 2008 年北京市全部道路因拥堵导致的延误时间成本 约 45 4 65 3 亿元 燃油消耗成本约 4 亿元 C CO 排放增量分别约为 563 t 3 260 t 同时本研究利用北京市交管局提供的 2008 年 10 月 8 日 周三 代表工作日 和 10 月 11 日 周六 代表周末 北京市全部主要道路车流量和 车速数据进行了相同方法的核算 结果显示 2008 年全年北京市全部道路因拥堵 导致的延误时间成本约 171 5 239 2 亿元 燃油消耗成本约 16 亿元 C CO 排 放增量分别约为 2 250 t 13 040 t 2 2 政策情景比较 表 2 总结了不同 交通政策情景下拥堵所导致的各项成本核算结果 1 5 行为成本绝对值 6 9 行 分别是情景间绝对值变化量和百分比 结果表明 第一 在机动车保有量从 2007 年 315 万辆增长到 2008 年 350 万辆的背景下 2008 年北京市道路拥堵总 体上有所缓解 日均时间延误成本减少 37 燃油成本减少更为显著 工作日 减少近 90 周末减少近 7 倍 污染物排放减少 30 50 拥堵缓解的主要原因 可能是 2008 年北京市道路重建 扩建及地铁线路的开通 如 2007 年 10 月 7 日 地铁 5 号线开通 2008 年 7 月 19 日地铁 10 号线开通 第二 仅从政策效 果角度看 交通限行政策大大缓解了交通拥堵程度 2007 年和 2008 年第一 二阶段限行政策实施期间 拥堵导致的时间延误成本减少 40 50 燃油消耗 和污染物排放也大幅降低 第三 奥运会第二阶段限行措施在第一阶段的基础 上改善不明显 尽管奥运会第二阶段限行措施在第一阶段基础上进一步增加了 全部民用车辆 单双号 限行 公务车停驶增加 20 错峰上下班 等政策 但时间延误成本 燃油消耗和污染物排放量比第一阶段都没有显著降低 同时 周末的拥堵成本损失不降反增 原因一方面是奥运和残奥专用车道 赛事临时 交通管制等措施部分抵消了限行措施的效果 另一方面是部分私家车出行从工 作日转移到周末 增加了周末的交通负荷 3 结 论 北京市 2008 年交通拥 堵导致不可忽视的社会外部性损失 其中时间延误损失约 45 4 239 2 亿元 油 耗增加损失约为 4 16 亿元 两项总和约占北京市 2008 年 GDP 的 0 5 2 5 计 算结果的高值和低值来源于单位时间成本所选择的参数不同 并导致 C CO 等大气污染物排放的大量增加 二 三 四环路是拥堵的主要发生路段 占拥 堵总损失的 40 以上 与 2007 年相比 2008 年北京市道路拥堵状况总体上有 所缓解 道路改造和以地铁为代表的公共交通建设发挥了重要作用 2007 年 好运北京 和 2008 年各阶段奥运交通限行措施效果显著 时间延误成本减少 40 50 燃油消耗和污染物排放也大幅降低 但由于长期内不同交通措施的交 互影响以及居民购车和出行行为的转变 限行措施的效果可能会被抵消 鉴 于道路拥堵导致的大量社会损失 北京市政府应进一步强化研究和制定有效的 交通管理政策 特别是着眼于 表 2 不同政策情景下的时间延误成本 燃油消 耗成本和污染物排放 ab 2 Congestion costs under different policy scenarios 政策情景 Policy scenarios 时间延误 ime delay 燃油消耗 Extra oil combustionCCO 工作日周末工作日周末工作日周末工作日周末 2007 常规 11 234 1 378 7 26 5 1 0 3 0 1 3 18 6 4 8 2007 限行 2537 7 227 3 7 6 7 1 1 9 1 0 9 5 2 7 2008 常规 1772 8 239 5 2 9 8 0 1 3 0 9 8 2 2 9 2008 第一阶段 3456 3 134 8 NANANANANA3 3 2008 第二阶段 4412 9 631 8 11 4 11 1 0 7 0 5 3 4 1 4 2008 2007 461 3 139 2 23 5 7 0 1 7 0 4 10 4 1 9 常规 5 37 4 36 8 88 9 704 2 56 7 32 9 55 9 39 8 2007 限 696 4 151 4 18 9 6 1 1 1 0 2 9 2 2 1 行效果 6 56 4 40 0 71 3 605 1 37 0 18 2 49 1 43 9 2008 第一 316 5 104 7 NANANANANA0 4 阶段效果 7 41 0 43 7 NA NA NA NA NA 12 5 2008 第二 359 9 392 3 14 4 3 0 0 6 0 4 4 8 1 5 阶段效果 7 46 6 163 8 488 4 37 5 43 3 44 3 58 1 50 8 注 时间延误和燃油 消耗单位 万元 d 污染物排放单位 t d 所有成本均贴现为 2007 年价 1 2007 2008 常规 非限行政策期间 2 2007 限行 2007 年 8 月 17 日至 20 日 3 2008 第一阶段 2008 年 6 月 23 日至 7 月 20 日 4 2008 第二阶段 7 月 20 日到 9 月 20 日 5 2008 2007 2007 2008 常规情景各项成本之差及百 分比 6 2007 限行效果 2007 限行与 2007 常规各项成本之差及百分比 7 2008 第一阶段效果 2008 年第一阶段与 2007 常规各项成本之差及百分比 8 2008 第二阶段效果 2008 年第二阶段与 2007 常规各项成本之差及百分比 长期有效的公共交通系统建设 致谢 感谢北京大学环境科学与工程学院 环境经济学小组余嘉玲 万薇 邹文博 马训舟 穆泉等同学对调研工作做出 的贡献 同时感谢北京大学城市与环境学院张彦旭 中国人民大学研究生纪绪 对研究的帮助和建议 编辑 刘呈庆 参考文献 References 1 K 北京市交通发展研究中心 北京市交通发展年度报告 M 北 京 北京市交通发展研究中心 2006 32 35 Beijing ransportation Research Center Beijing ransport Annual Report M Beijing Beijing ransportation Research Center 2006 32 35 2 VickreyS Pricing in Urban and Suburban ransport J he American Economic Review 1963 53 452 465 3 Quinet E Internalising the Social Costs of ransport M Paris OECD 1994 1 44 4 Quinet E Full Social Cost of ransportation in Europe A In Greene D L Jones Dand Delucchi M A he Full Costs and Benefits of ransportation Contributions to heory Method and Measurement C New York Springer Verlag LLC 1997 1 32 5 Delucchi M A he Allocation of the 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University Beijing China Abstract his paper aims to assess the social costs of transportation congestion in Beijing and contribute to transportation pricing and policies making Applying universal congestion cost assessment methodologies three main kinds of congestion costs are calculated and several policy scenarios during the Beijing Olympic Games are compared he database of vehicle flows and speeds were collected from a field study of transportation monitoring from 2007 to 2008 by the