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堵車等城市交通擁堵問題造成的經濟損失,可以計算出來嗎?

2015-06-18知識

簡而言之,可以,並且已經有若幹模型進行估算。


交通作為一種典型的「公共物品」,私人的使用是伴隨著較強的外部性的。「無形的手」是解決當前公共物品困局的有效手段之一,因此,對於擁堵成本的核算是估計城市擁堵影響,以經濟手段解決交通擁堵的前提和基礎。


模型構建

歐美已開發國家作為「輪子上的國家」,顯然更迫切的需要解決擁堵這一問題。外國學者和研究機構率先開啟了擁堵成本的估算,影響較大的包括,Maddison D(1996)構建的交通擁堵外部成本簡單概念模型[1]; 二是美國德薩斯交通研究所(TTI)年度報告中所使用的估算模型[3]。

Maddison D(1996)構建了一個模型,主要對交通擁堵導致的時間損失外部成本提出了估計的方法。但是該模型有一個較強的前提假設——所有交通參與者的同質性,即假設所有出行者、出行車輛是沒有差別的,即單位出行成本、執行費用是一致的,單位時間價值相等。

美國德克薩斯交通研究所(TTI)在 2004 年度報告中對美國 2002年的道路交通情況進行了系統分析, 其中對交通擁堵的研究包括外部成本的測算和對緩解擁堵政策的效果評價, 體系比較完整[1]。TTI 年度報告中所使用的交通擁堵外部成本估算模型對 客運和貨運兩類機動車 的外部成本分別進行了計算, 其中客運類機動車外部成本包括乘客時間延誤成本以及額外燃油成本兩種, 最後經過加總客貨運兩類外部成本得出道路交通擁堵的總成本。

根據公安部交管局釋出數據,截至2012年末,中國汽車保有量達到12089萬輛,已成為世界第二大汽車保有量國家。隨著國內汽車保有量和城鎮化水平的不斷上升,中國的交通擁堵問題也越來越引起各界的重視。學術界關於中國交通擁堵成本的估算模型也逐步得到發展,對於擁堵外部性的各個方面有了更加深入和全面的研究。

總體來說,根據成本種類的不同,交通擁堵帶來的經濟損失可以分為直接成本和間接成本兩部份[1]。

下面我們分別介紹目前學界普遍認可的一些擁堵成本估算的方法和量化指標。

  • 時間成本
  • 時間成本主要體現擁堵造成的交通參與者時間損失。這種損失主要體現在這些時間的機會成本上。基於Maddison D(1996)提出的理論框架,謝旭軒等(2011),吳奇兵等(2011)進一步放松了交通參與者「都一樣」這一假設,針對駕車/乘車者收入水平、出行目地、交通方式的不同分別計算其時間成本。

    對於任何一個擁堵路段的交通參與者(駕車,乘車人員)i 來說,交通擁堵導致時間延誤的社會成本(TTC )就由某段道路內擁堵時間損失總量(PHT_i )和單位時間成本(C_{io} )的乘積得到[4]。

    那麽我們假設遭遇擁堵的交通參與者有k 個。

    TTC=\sum_{1}^{k}{PHT_i * C_{io}}

    時間損失總量由實際車速v(q) 、理想車速v(0) 、實際車流量PF 、道路長度SL 、擁堵持續時間PH 和乘客系數\lambda_k 決定。其中車流量分小型客車、中型客車和大型客車三種車型;理想車速取北京市快速路最高允許通行速度80km/h;道路長度根據實際路段長度而定;擁堵持續時間取早高峰8-10時2h,晚高峰17-19時2h;乘客系數是指不同車型平均乘客人數,本文參考北京市公路局公路設計研究院和北京工業大學交通工程研究中心北京市公路通行能力研究報告的取值,小、中、大型車乘客系數分別取1.4、1.8、70。[4]

    PHT=\sum_{k}^{}{(\frac{1}{v(q)}-\frac{1}{v(0)})\times PF \times SL \times PH \times \lambda_k}

    對於單位時間成本(C_{io} )的測算,區分出行目為通勤 (從居住地到辦公地點的上下班交透過程 )、公務 (工作過程中外出事務的交透過程)和休閑 (如周末出遊、購物等非工作目的交透過程)[4]。根據交通調查報告以及北京市第三次交通綜合調查,推算北京市公交車、出租車、社會小汽車擁堵時段一次出行時耗分別為40.4min、24.4 min、42.1min。另據北京市綜合交通運輸成本研究提供的2005年的時間成本影響系數、世界銀行推薦的影響系數可得到2008年不同出行方式和目的的單位時間價值[1]

    雖然謝旭軒等(2011)中提出了根據不同收入水平核算不同的機會成本,但並未給出具體的辨識方法,由於其采用了在北京二環、三環、四環主要橋梁「分別采取錄像法獲得車流量和車型數據,對監測路段在選定的監測時間內進行連續拍攝,然後對錄像進行回放計數統計不同車型車流量。」個人猜測其可能是根據車型來劃分了不同收入水平。

    當然,對於個人時間成本的估算不同學者有不同的方法,比如馮相昭等(2009)、吳棟棟等(2013)使用年平均薪金收入數據,並換算得到時薪數據。[5][6]


  • 能耗成本
  • 燃油消耗的成本透過車流量、車速監測結果和他參數進行計算。根據不同行駛速度下單位裏程車輛的耗油量,計算擁堵比理想狀況下單車單位行駛裏程增加的耗油量,由此計算總耗油量的增加和由此導致的燃料損耗成本[7]。假設某路段的長度為L ,小型車、中型車、大型車的車流量分別為U_s ,U_m ,U_l ,所用燃料價格為P 。令v_q 和v_0 分別為擁堵狀況下和理想狀況下的車輛行駛速度, 其中v_q 透過監測獲得數據,v_0 按快速路最高允許通行速度80km/h計。令F_s(v) ,F_m(v) ,F_l(v) 分別為速度v 下,小、中、大型車的單位裏程耗油量。油耗因子采用EMEP ( European Monitoring and Evaluation Programme) 2007年的排放清單手冊對大、中、小型客車進行的研究結果 [8]。總耗油量 (TFE )和燃油成本 (TC )計算公式如下:

    TFE=L \times \left\{ U_s[F_s(v_q)-F_s(v_0)]+ U_m[F_m(v_q)-F_m(v_0)]+U_l[F_l(v_q)-F_l(v_0)]\right\}
    TC=TFE \times P

    對於擁堵本身的界定,部份學者使用了擁堵臨界速度,即擁堵和暢通的合理臨界點, 並以此作為擁堵能耗成本的計算起點,記將上式中的v_0 定義為「合理臨界速度」,而不是最高限速。下表吳奇兵(2011)等針對全北京道路網,結合北京交研中心的指數評價系統和實際調研數據,提出的各主要車型的全網綜合暢通速度標準[1]:

    我們可以看出這個速度遠小於最高限速80km/h。

  • 汙染成本
  • 機動車尾氣主要由溫室氣體和汙染氣體兩大部份組成, 溫室氣體成本透過碳權交易價格進行計算;汙染氣體則透過分析機動車額外排放量占全社會排放總量的比例,結合治理費用測算[1]。

    2010年全球各地碳交易的加權平均價格,為每噸二氧化碳當量13.6歐元,匯率按中國人民銀行授權中國外匯交易中心公布的2010年12月1日銀行間外匯市場的中間價,為1歐元對人民幣8.6718元,所得排放成本118元/噸。[6]

    夏凱旋等(2006)在北京市發展汽車共享服務的經濟生態效率及其可行性研究中指出, 北京市大氣環境汙染物的40%來源於汽車排放的比例,由此推算 2008年北京汙染氣體排放成本如下表[1]:



    成本估算

    基於以上模型的基礎框架,不同的學者分別對城市交通的擁堵成本進行了估算。

  • 謝旭軒(2011)測算出北京市2008年交通擁堵造成時間延誤損失約45.4-239.2億元,油耗增加損失約為4-16億元,兩項總和約占北京市2008年GDP的0. 5-2. 5%。
  • 吳奇兵(2011)計算的北京市2008年機動車交通擁堵成本為185.81億元,各項成本構成如下表:
  • 馮相昭等(2009)估計北京市、上海市2005年的交通擁堵成本如下表:
  • 吳棟棟等(2013)估計的北京市交通擁堵導致的經濟損失匯總如下表:




  • 參考文獻

    [1]吳奇兵, 陳峰, 黃垚,等. 北京市機動車擁堵成本測算與分析[J]. 交通運輸系統工程與資訊, 2011, 11(1):168-172. DOI:10.3969/j.issn.1009-6744.2011.01.029.

    [2]Maddison D, Pearce D, Johansson O. The True Cost of Road Transport[J]. Calthrop E Litman T & Verhoef E, 1996, (3).

    [3]TTI, The Texas A&M University System: Appendix B Methodology for 2004 Annual Report EBOL. Texas Transportation Institute, 2004.

    [4]謝旭軒, 張世秋, 易如,等. 北京市交通擁堵的社會成本分析[J]. 中國人口·資源與環境, 2011, 21:28-32. DOI:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.01.005.

    [5]馮相昭, 鄒驥, 郭光明. 城市交通擁堵的外部成本估算[J]. 環境與可持續發展, 2009, 34(3):1-4. DOI:10.3969/j.issn.1673-288X.2009.03.001.

    [6]吳棟棟, 邵毅, 景謙平,等. 北京交通擁堵引起的生態經濟價值損失評估[J]. 生態經濟, 2013, (4). DOI:10.3969/j.issn.1671-4407.2013.04.015.

    [7]Lindley J A, 「Urban. Freeway Congestion Problems and Solutions: An Update,」 fTEJournal 59(12):21-23[J]. Ite Journal, 1989, 59.

    [8]European Monitoring and Evaluation Programme. EMEP / CORINAIR Emission Inventory Guidebook - 2007 [EB/OL]. EEA(European Environment Agency),2007.

    [9]夏凱旋, 何明升, 張華. 北京市發展汽車共享服務的經濟生態效率及其可行性研究[J]. 中國軟科學, 2006, (12):64-70. DOI:10.3969/j.issn.1002-9753.2006.12.009.