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内容提要：鉴于城市交通拥堵问题日益严重，我国一些城市开始研究和论证征收拥堵费。本文以有私家车的群体为研究对象，运用Agent建模方法，对交通拥堵收费政策影响下有私家车的群体出行行为进行建模，并以北京市为例，对模型展开了实证分析，从政策影响群体出行行为视角来评价政策的效用，为城市制定和实施交通拥堵收费政策提供决策依据和相关建议。实证分析结果表明，交通拥堵收费政策分区域收取不同的、适当的拥堵费能不同程度地降低不同收入群体开车出行的频率，达到治理严重交通拥堵的效果。

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关键词：城市交通拥堵收费 交通需求管理 群体行为 效用评价 Agent建模

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21世纪以来，我国私人汽车拥有量一直呈快速增长势态，2001年为770.78万辆，2010年为5938.71万辆，2016年达到16559万辆，近十五年间增长超过21倍，这使得城市交通拥堵日趋严重。为了缓解交通拥堵，各城市出台了一系列治理政策，如限行、购车摇号、车牌拍卖、停车收费等。这些政策在一定时期内都取得了一定的效果。然而，当一些政策执行一段时间后，政策效用均出现了不同程度的问题，甚至越治越堵。为了进一步治理仍然严重的城市交通拥堵，作为以交通需求管理的经济手段降低机动车使用强度的交通拥堵收费受到国内城市的广泛重视。然而，关于城市征收交通拥堵费后是否能有效缓解交通拥堵仍存在争议。因此，本文试图对我国城市实施交通拥堵收费政策的效用进行评价，以期为相关部门制定和实施交通拥堵收费政策提供决策依据和相关建议。 copyright dedecms

一、我国交通拥培收费的相关研究 copyright dedecms

国内专家学者关于交通拥堵收费的研究成果诸多，主要包括以下三个方面： copyright dedecms

1.交通拥堵收费的可行性研究。王简（2011）从市民交通支出角度，运用问卷调查的方法为北京实施拥堵收费提出了相关建议。徐曌等（2012）根据理论分析，认为在拥有发达的公共交通系统前提下征收拥堵费，同时对公共交通进行补贴可以有效缓解交通拥堵；赵红军等（2015）从考虑环境代价的经济学角度，分析与评估征收交通拥堵费是否可行；庞玉萍（2016）从经济学角度，分析拥堵收费政策可以提高整体出行者的福利水平，认为该政策在理论上是可行的。 copyright dedecms

2.交通拥堵收费的方案设计研究。收取适当的拥堵费将有效引导人们更多的选择公共交通出行。通过总结其他国家固定定价、日时段定价、动态定价三种拥堵定价方式的实践经验，通过建立拥堵定价优化模型，以期找到合适的拥堵定价方案。朱永中等（2014）从时间价值偏好下的收费群体、收费区域、基准费率及技术支持四个层面进行交通拥堵收费方案设计；邵丹娜等（2015）采用意愿价值评估法，定量研究了杭州市市民拟征收拥堵费的愿意支付价格，为制定拥堵费率提供决策支持。 内容来自dedecms

3.交通拥堵收费的实施效用研究。实施交通拥堵收费政策的效用可以从多个视角进行评价。杨浩雄等（2013）基于复杂自适应系统理论，对交通拥堵收费政策下的出行者行为进行Agent建模与仿真，并利用车辆转移比率指标来衡量政策效用，为交通拥堵治理政策效用评价提供了新的思路。曾鹦等（2013）认为，将拥堵系统中的每一个出行者视为具有适应性的行为主体进行建模与仿真是进行交通拥堵收费政策效用评价的未来研究方向。

现有研究深入探讨了交通拥堵收费政策方案设计的可行性和实施效用。关于交通拥堵收费政策效用的研究，多从宏观的角度分析政策对道路交通运行状况的影响，很少从出行行为视角，研究微观群体行为到宏观社会出行现象的涌现规律来评价政策效用。2011年9月，公安部等四部委联合发布的《关于深入实施城市道路交通管理畅通工程的指导意见》，要求在大城市开展部分区域、路段、时间试行征收交通拥堵费，合理调节小汽车交通出行成本，引导市民减少私家车使用频率。因此，本文以城市交通系统中有私家车的群体为研究对象，在分析概念模型的基础上，运用Agent建模方法，对交通拥堵收费政策影响下有车群体的出行行为进行建模，并以北京市为例，基于AnyLogic软件对模型进行仿真和模拟，通过对政策影响下群体行为的特点和规律进行总结，进一步研究政策的实施效用。 copyright dedecms

二、对城市交通拥堵收费政策的效用研究的分析

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在许多国家的城市交通管理措施当中，交通拥堵收费政策在实践中被认为是一种有效缓解城市交通拥堵问题的交通需求管理方法，它可以改善城市交通状况、改善城市空气质量等。交通拥堵收费政策本质上是一种交通需求管理的经济手段，从经济学的角度，将交通拥堵的外部不经济性内部化，使城市交通空间和时间的结构合理化。多数实施交通拥堵收费的国家普遍做法是指出行者在指定时段（通常是指早晚高峰期）驾驶私人小汽车通过指定路段或者区域（一般是指交通拥堵的城市中心区域）时需要额外支付一定的费用，用来弥补由于交通拥堵而造成的外部不经济性，以从时间和空间这两个方面来疏散交通量，降低指定时段和路段或区域的交通负荷，达到缓解城市交通拥堵的目的。

城市交通系统中的出行者可以划分为不同类型的群体，各类群体将会对所处的交通条件、政策、现状进行感知，并通过自身的收入弹性进行出行方式的判断、决策和行为。同类出行群体由于收入弹性相近会表现出一致的出行行为，高收入弹性的出行群体会对交通拥堵费的征收做出积极反应，会相应减少使用小轿车出行并改用公交、地铁等其他出行方式。因此，城市交通拥堵收费政策的设计关键在于制定合理的收费区域和收费基率，使得不同的收入群体能够区分开来，使得不同的收入群体根据交通拥堵收费作出相应的反应，使得拥堵收费政策实施能够取得相应的政策效果和政策效用。

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基于上述分析，本文从群体行为视角出发，合理区分不同的收入群体，依据不同收入群体的收入水平制定科学合理的收费区域、收费基准和收费措施，这对治理严重的城市交通拥堵、提高交通体系运行效率具有极为重要理论与现实意义。 copyright dedecms

三、评价交通拥堵收费政策效用的模型构建 dedecms.com

（一）概念模型

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城市实施交通拥堵收费政策将会对收费对象、收费区域和收费基率作出规定。在政策影响下，有私家车的个体受其收入、时间偏好、价格偏好等属性作用将表现为不同出行行为。现在，根据收入属性将个体分类为不同群体，同类群体中的出行者有相似的出行行为，形成社会出行现象。换句话说，从微观层面来看，表现为群体出行行为；从宏观层面来看，表现为群体行为涌现的社会出行现象。交通拥堵收费政策影响群体出行行为变化，导致道路上的车辆数量发生变化，影响交通拥堵状况，最终可以反映政策的实施效用。因此，本文从城市交通系统中的有车个体出发，将其抽象为Agent，并根据收入属性将Agent分类为不同群体。通过Agent建模与仿真，模拟不同群体出行行为的变化，并用转换比率指标来评价交通拥堵收费政策的效用。转换比率是指有车出行者不能承受拥堵费而放弃开车出行转换为其他交通方式出行的比率。转换比率越大说明交通拥堵收费政策的效果越明显。本文的研究概念模型如图1所示。 内容来自dedecms

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（二）Agent模型 内容来自dedecms

本文Agent建模涉及对象为城市交通系统中有私家车的个体，将其抽象为Agent。以Agent开车或者使用其他出行方式从出发地移动至目的地的一次出行为建模过程。此过程由Agent的感知、与交通拥堵政策环境交互、决策、行为选择等组成。 本文来自织梦

1.模型假设。

假设1：城市的交通建设类似于北京，呈环状； dedecms.com

假设2：私家车属于城市交通拥堵收费的对象； 织梦内容管理系统

假设3：Agent拥有私家车，一天出行一次； 本文来自织梦

假设4：Agent出发地j，j=1，2，…，n（j=1表示出发地为一环内区域，j=2表示出发地为一环至二环内区域；依次类推）； 织梦内容管理系统

假设5：Agent目的地i，i=1，2，…，n（i所表示的区域范围同j），且i≤j； copyright dedecms

假设6：Agent在出发地通过理性地判断出行拥堵费用的大小选择驾车或其他出行方式移动至目的地。

假设7：Agent出行过程中可能遇到交通拥堵，遇到交通拥堵的概率为P（本文简化Agent出行遇到交通拥堵有两种可能，一种是遇到交通拥堵，P=1；另一种是没有遇到，P=0）；因拥堵多花费的时间为t。 织梦内容管理系统

2.Agent环境设定。交通拥堵收费是指在某区域范围内，对使用某种交通工具进入该区域的驾驶员收取一定拥堵费，控制城市道路的车流密度，达到缓解城市交通拥堵的目的。城市交通拥堵收费政策下，收费对象为私家车，收费区域为k环以内区域，k=1，2，…，n；收费基率为fd，d＜=k（f1表示进入一环内区域需缴纳的拥堵费；f2表示进入二环内区域需缴纳的拥堵费；依次类推）。需要特别说明的是，Agent一次出行所缴纳的拥堵费是fd累加的结果（如Agent出发地j为4.i为1，那么Agent开车出行需缴纳的拥堵费为f3、f2、f1之和，而不是f1）。

3.Agent属性。Agent出行是开车还是转换为其他出行方式的行为是个非常复杂的决策问题，受Agent的收入、时间偏好、价格偏好属性影响。收入：收入越高的Agent更愿意为驾车出行支付更高的拥堵费。时间偏好：时间偏好体现了Agent对出行时间长短的基本态度，高时间偏好的Agent对时间的要求越高，选择用时越短的出行方式出行。价格偏好：价格偏好体现了Agent对拥堵费大小的基本态度，高价格偏好的Agent能接受更高的拥堵费。一般地，收入越高，时间偏好和价格偏好越高。因此，本文选择收入为影响Agent行为的主要属性。 织梦好，好织梦

4.Agent分类。根据Agent的年收入，将其划分为：低收入群体、中等收入群体和高收入群体三类，且人数占比分别为a％，b％和c％。

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5.Agent行为规则。Agent可感知出行拥堵费用的大小，并根据自身可接受出行拥堵费，判断是开车还是其他出行方式出行。Agent出行行为决策判断涉及两个函数：出行拥堵费用函数和可接受出行拥堵费函数。

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——出行拥堵费用函数C。

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C=Y+S（1） 织梦好，好织梦

根据实际Agent出发地j和目的地i，有： 内容来自dedecms

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Y为拥堵费，S为拥堵时间成本，α为单位拥堵时间成本。 织梦好，好织梦

Agent从出发地到目的地的出行拥堵费用包括拥堵费Y和拥堵时间成本S。Y是Agent如果开车出行需缴纳的收费基率之和，S是Agent开车出行可能需要承担的拥堵时间成本。j=i表示Agent在同一区域范围内移动，不需缴纳拥堵费，Y=0，但可能遇到交通拥堵，需承担αtP的拥堵时间成本；j＞i表示Agent从外环进入内环，是“进城”过程，需要同时承担拥堵费和拥堵时间成本；不考虑j＜i情况，Agent从内环出外环的“出城”过程不受拥堵收费政策限制。函数C由Agent的出发地、目的地、拥堵收费区域、收费基率、交通拥堵状况、交通拥堵时间和单位拥堵时间成本综合决定。

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——可接受出行拥堵费函数A。

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A=INT（Math.random（）*（qd-pd）+pd），d=1，2，3（5） 本文来自织梦

可接受出行拥堵费的大小与Agent的收入水平相关，可接受出行拥堵费的范围为[pd，qd）。其中[p1，q1）表示低收入群体的可接受出行拥堵费范围；[p2，q2）表示中等收入群体的可接受出行拥堵费范围；[p3，q3）表示高收入群体的可接受出行拥堵费范围。 本文来自织梦

Agent选择开车出行还是放弃开车转而使用其他出行方式是通过比较C和A做出判断的。当C＞A，Agent选择其他出行方式出行，否则选择开车出行。 织梦好，好织梦

四、实施拥堵收费政策效用模拟分析

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北京作为中国的首都，须采取更有效的措施缓解日益严重的交通拥堵问题。因此，研究北京市实施交通拥堵收费政策的效用有着重要的意义。本文以北京市为例，通过对交通拥堵收费政策影响下有私家车的群体出行行为进行仿真来评价政策效用。

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（一）模型参数选择

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根据北京市实际情况，确定模型中参数如表1所示。设定模型中Agent总数N为10000。j和i的取值为2-6（北京市没有一环），每个Agent的出发地j和目的地i在2-6间随机产生，但i＜=j。根据文献，北京市的主要交通流量和经常发生交通拥堵的路段集中在四环、三环、二环路，故设定收费区域k为4。通过借鉴伦敦交通拥堵费的征收方式，本文也采用固定收费基率方式，单位为元/（车·天），f2、f3、f4由北京市交通拥堵收费政策决定。Agent遇到交通拥堵的概率P为0或1。依据《2015北京交通发展年报》，小汽车的平均出行距离为13.1km；根据我国公安部2002年公布的《城市交通管理评价指标体系》，规定城市主干道上的机动车的平均行程速度不低于30km/h为道路畅通，因此在道路通畅的情况下，小汽车的平均出行时间为0.44小时。同样，依据《2015北京交通发展年报》，2015年北京市全路网交通指数为5.7，属于轻度拥堵[4，6）范围内，说明居民出行比通畅时需要多耗时0.5-0.8倍，因此小汽车由于交通拥堵多花费的出行时间t在0.44*uniform（0.5，0.8）范围内。根据高德发布的《2015年第三季度中国主要城市交通分析报告》，按每月工作日22天、每天通勤2小时计算，北京市通勤族因拥堵造成的时间成本为808/月，故通勤族的单位拥堵时间成本为18.4元/h，α设置为18.4元/小时。根据《2015年北京统计年鉴》整理，居民交通支出占其可支配收入的7.3％，并依据国际上对年收入等级划分的原则，将居民年收入划分为低、中等、高三个等级，分别是5万以下、5-20万、20万以上。根据每年12个月，每月工作日为22天，不同收入等级群体Agent每日可接受拥堵费分别为7.3％*[0，189.4）、7.3％*[189.4，757.6）、7.3％*[757.6，∞）（单位：元）。因此[p1，q1）、[p2，q2）、[p3，q3）分别为[0，14）、[14，55）、[55，∞）。北京市第四次交通大调查数据显示，低、中等、高收入居民的样本数占比为65％、34％、1％，因此，低、中等、高收入群体的Agent数量分别为6500、3400、100。 内容来自dedecms

（二）仿真与结果分析

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基于Agent建模和有关参数设定，运用AnyLogic软件中的智能体库对拥堵收费政策影响下低收入群体、中等收入群体、高收入群体的出行行为进行仿真，仿真运行时间为30天，由1-30表示。 织梦内容管理系统

1.不收取拥堵费。不收取拥堵费时各群体转换比率如图2所示。由图2可知，中等和高收入群体的转换比率为0；低收入群体的转换比率约为21％；总转换比率约为13％，实验结果与实际较相符。由于小汽车舒适性和便利性大于其他出行方式，大多数有车的出行者更愿意选择开车出行，少部分低收入出行者为了避免驾车可能带来的拥堵时间成本才选择其他出行方式。 dedecms.com

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2.收取拥堵费。北京市若规定交通拥堵收费的区域为四环以内区域，当进入四环、三环、二环内区域分别收取不同拥堵费时，各群体出行行为变化将不同，拥堵收费政策的效果也不同。

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——进入四环内区域收取拥堵费。进入四环内区域收取拥堵费，即f4不为0，f3.f2为0，各群体平均转换比率和平均总转换比率如表2所示。f4为10元/（车·天）时，平均总转换比率为27％，远远大于不收取拥堵费时的13％，且f4越大总转换比率越大，但f4达到60元/（车·天）后，再提高f4时总转换比率将保持40％不变。说明拥堵收费政策是有效的，能使更多低、中等收入群体放弃驾车出行，减少其驾车出行的频率。但并不是收取的拥堵费越高，交通拥堵收费政策的效果就越好。 dedecms.com

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另外，当低收入群体的平均转换比率f4为20元/（车·天）时最高。因此，下面将继续探讨f4固定为20元/（车·天），进入三环内区域也收取拥堵费，即f3不为0的情况。

——进入四环、三环内区域收取拥堵费。进入四环、三环内区域收取拥堵费，即f4、f3不为0，f2为0，各群体平均转换比率和平均总转换比率如表3所示。当f4为20元/（车·天）、f3为20元/（车·天）时，平均总转换比率为41％，大于f4为60元/（车·天）、f3和f2为0时的平均总转换比率40％。此时，收取的总拥堵费40元也低于60元。说明与进入四环内区域收取拥堵费相比，进入四环和三环内区域都收取拥堵费的治堵效果更明显。 本文来自织梦

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另外，当f4为20元/（车·天），f3为20元/（车·天）时，低收入群体的平均转换比率保持54％不变。因此，下面将继续探讨f4、f3分别固定为20元/（车·天），进入二环内区域也收取拥堵费，即f2不为0的情况。 织梦好，好织梦

——进入四环、三环、二环内区域收取拥堵费。进入四环、三环、二环内区域收取拥堵费，即f4、f3、f2都不为0，各群体平均转换比率和平均总转换比率如表4所示。当f4、f3、f2分别为20、20、10元/（车·天）时，平均总转换比率为46％，大于f4、f3分别为20、30元/（车·天）的平均总转换比率44％。另外，当f4、f3、f2分别为20、20、30元/（车·天）时，再提高f2的值，低收入群体的平均转换比率保持61％不变，同时总转换比率也保持50％不变。此时，各群体每天的转换比率和总转换比率如图3所示。说明与进入四环、三环内区域收取拥堵费相比，进入四环、三环、二环内区域收取拥堵费的效果更好，且当f4、f3分别为20、20、30元/（车·天）时，治理交通拥堵的政策效果最佳。 copyright dedecms

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五、结论与建议 织梦内容管理系统

本文从群体行为视角出发，通过对交通拥堵收费政策影响下有私家车的群体出行行为进行建模和仿真，并使用转换比率指标来评价交通拥堵收费政策的效用。综上，可以得出如下结论：（1）交通拥堵收费政策是有效的，收取适当的拥堵费能缓解城市交通拥堵；（2）分区域收取不同的拥堵费，治理交通拥堵的政策效果将更好；（3）交通拥堵收费政策对中等、低收入群体出行行为影响较大，对高收入群体几乎没有影响。基于以上结论，本文提出以下建议：

1.在城市经常发生交通拥堵区域或路段收取适当的拥堵费。随着收取拥堵费的提高，治理交通拥堵的效果越好，但收取的拥堵费并不是越高越好。当收取的拥堵费达到一定值时，再提高其值，效果将保持不变。因此，在城市经常发生交通拥堵区域或路段收取适当的拥堵费能使更多有私家车的出行者为避免缴纳拥堵费而放弃驾车，选择其他出行方式，减少其私家车使用频率，达到治理交通拥堵的目的。

2.应分区域差别化收取拥堵费。在拥堵收费区域范围内进行分区域差别化收取几个拥堵费比在该区只收取一个拥堵费的交通拥堵治理效果更好。就北京市而言，若拥堵收费区域为四环以内区域，私家车进入四环、三环、二环内区域分别收取拥堵费时比只进入四环内区域收取拥堵费的政策效果更明显。且私家车进入四环、三环、二环内区域分别收取20、20、30元/（车·天）的拥堵费时，平均总转换比率最高达到50％，缓解北京市交通拥堵的效果最好。

3.应考虑政策的公平性。在不同收费基率下，高收入群体的转换比率都几乎为0。说明在拥堵收费政策这一经济需求管理手段下，高收入群体不受影响。从某种程度上说，拥堵收费政策会导致高收入者对城市道路的使用形成特权，损害中低收入群体使用城市道路的权力。因此，政策制定时应考虑政策公平性问题，要充分考虑不同收入等级出行者的出行需要，在公平的基础上治理城市交通拥堵。

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4.加强和完善城市公共交通系统。在交通拥堵收费政策的影响下，更多原本驾车出行的出行者将减少其使用私家车的频率，选择公交车、地铁等公共交通方式出行。因此，需要进一步的加强和完善城市公共交通系统，提高公共交通系统的便捷性、舒适性和安全性，增加公共交通系统的吸引力，提高公交分担率，为城市实施交通拥堵收费政策提供基础保障支持。 copyright dedecms

参考文献：

[1]王简.堵收费探讨——基于交通支出视角[J].中央财经大学学报，2011（6）. 内容来自dedecms

[2]徐曌、欧国立.通拥堵收费的理论依据和政策分析[J].工业经济，2012（12）. dedecms.com

[3]扬浩雄、张浩、王晶等.交通拥堵收费政策效应研究[J].管理世界，2013（7）.

[4]曾鹦、李军.合作博弈视角下城市道路交通拥堵收费研究[J].运筹与管理，2013，22（1）. 织梦内容管理系统

[5]朱永中、宗刚.出行时间价值视角下交通拥堵收费可行性研究[J].软科学，2015，29（4）.

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[6]邵丹娜、刘学敏.意愿价值评估法在城市管理决策中的应用——以杭州市拟征收交通拥堵费的意愿调查为例[J].城市发展研究，2015，22（2）.

[7]赵红军、冯苏苇.何有效地治理北京的交通拥堵——一个考虑环境代价的拥堵收费经济学分析与评估[J].市社会学，2015，2（12）. copyright dedecms

[8]庞玉萍.通拥堵收费的福利理论与实践思考[J].价格理论与实践，2016（6）.