《交通规划》课程中的经济学知识及评述＊

时间：2024-09-03

黄中祥,龙科军

(长沙理工大学交通运输工程学院,湖南长沙 410076)

《交通规划》课程中的经济学知识及评述＊

黄中祥,龙科军

(长沙理工大学交通运输工程学院,湖南长沙 410076)

根据多年从事交通规划课程的教学实践,从交通系统和社会经济系统存在着密切关系的观点出发,论述了交通规划课程中隐含的相关经济学知识,并对其科学性进行了论述。

交通工程;交通规划;教学研究;课程改革

目前我国开设交通工程专业的院校有100余所,由于各校开设交通工程专业的背景各异,因此课程体系各不相同。根据调查,在各高校的交通工程课程体系中,开设经济学课程的高校很少。事实上交通工程专业的主要专业课程交通规划等涉及较多经济学相关知识,学生如果不能很好掌握相关经济学知识,也就不能从根本上理解课程内容。本文试图介绍交通规划课程中隐含的相关经济学知识并加以评述,以便在教学过程中加以讲授,加深对课程的理解,提高教学质量。

一、交通规划的基本理论

交通规划有一套严格的规划程序,涉及的内容总体上包括社会经济和交通三个方面,目前没有一个严格的定义。通俗理解,交通规划就是制订出满足未来交通需求的一套交通供给方案。因此,经济学均衡(瓦尔拉斯均衡)原理是交通规划的最基本原理。交通规划过程的展开均以该原理为基础,在该原理中,交通需求和交通供给均为价格(出行费用)的函数,价格是惟一的调控变量,在任何情况下都能够调节交通供求关系,并使之达到均衡状态,如图1所示。

图1 交通供需关系示意图

评述:随着经济学理论的发展,非均衡(非瓦尔拉斯均衡)理论认为均衡理论存在如下两个根本的缺陷[1]。第一,它把价格变动使所有市场出清的假设作为全部理论赖以展示的前提,而这个假设实际上并不具有普遍的真实性。第二,行为人只能接受和利用由市场决定的价格信号,对购买和销售的数量作出选择,而不能接受和利用由市场决定的数量信号,作出理性的价格预期。非均衡理论分析从开始就放弃了市场出清的假设,将市场出清看成一特殊情况,使其理论更具一般性。非均衡理论认为,完全依靠价格调整使供给和需求在一切市场、一切时间上都相等的可能性很小,这是因为价格具有某种程度的刚性。行为人在市场上不仅获得了价格信号,而且还获得了数量信号,因此,行为人在市场上既受价格约束又受数量因素约束。这种价格——数量混合调节成为非均衡分析理论与方法的基础。

需要指出的是,均衡理论与非均衡理论是相对瓦尔拉斯均衡而言的。非均衡理论不是说不均衡,只是所达到的均衡是非瓦尔拉斯均衡。因为在两种理论中,交易后的供需双方均已实现了特定条件下的效用最大化,不具备改变交易量的能力,交易量在瞬时不可能发生变化。所不同的是,均衡理论中交易双方不具有改变交易量的倾向,而非均衡理论中,交易双方不仅具有这种倾向,而且会根据已经实现的交易量作出下期的预期。因此,非均衡理论并不是反均衡理论,而是在更一般的理论框架下分析问题,因为均衡是非均衡的一种特殊形态。

二、交通分布/方式划分

在城市交通模型系统(UT MS)中,出行分布和方式划分被看成两个顺序阶段,分布预测的输出为方式划分的输入。如果某种交通方式分担率高,致使该方式出行拥挤后,出行者不但会选择其它交通方式出行,也会选择其它的目的地出行,还有可能取消出行。交通规划课程对这一问题没有系统介绍,但采用方式分担模型描述方式分担情况。事实上,这种现象在经济学中称为“溢出效应”(Spillover Effects)。交通溢出效应表现在两个方面[2]:一个是交通方式间的溢出效应,如图2所示。公交路线上不能满足出行者需求时,出行者可能转向地铁方式,使公交路线上的不平衡转向地铁路线;另一个是交通方式内的溢出效用。如果出行者发现在路线r1上不能够满足其需求,那么,此时他受到该供给市场的数量约束,将转向路线r2,从而将路线r1上的不平衡传递给路线r2,这种交通溢出效应还可能表现在将路线r1上的不平衡传递给连接其它D点的路线,例如在人们的购物出行中经常发生这种更换D点的情况,如图3所示。

图2 方式间溢出效应示意图

图3 方式内溢出效应示意图

评述:交通溢出效应在交通分布和方式划分环节存在,因此,“溢出效应”将使得交通需求总量和需求模式发生变化。出行分布和方式划分应该是存在相互影响的两个环节,它们之间不是一个开环系统,更应该是一个闭环系统。

三、交通分配模型中的经济学概念

交通分配模型是交通规划中的重点内容,利用交通分配模型将交通需求分配到道路网络之上,其结果是路网中各路段上以各种交通方式出行的交通量之和。这一结果是产生可选交通供给(规划)方案过程中应当考虑的主要因素,因此,交通分配模型将交通需求和交通供给紧密联系起来,交通规划依据的经济学均衡原理自然隐含在交通分配模型中。

Wardrop的两个行为原理以及其扩展形式是绝大多数交通分配模型的支撑点,对这两个行为原理研究最早的不是J. G.Wardrop本人,而是经济学家A.C.Pigou在研究公司投资决策时用不同的术语提出的,认为公司将对边际投资效益较高的工厂投资,从社会的观点出发,政府可以通过税收政策调节公司向更广泛的领域投资,在这里他提出了两个路线选择原理,并且提出了拥挤价格(congestion pricing)原理(拥挤价格在交通瓶颈模型和拥挤收费系统中有着广泛的应用)。

根据每个出行者拥有精确的出行时间信息情况,交通分配模型可分为随机交通分配模型和确定性交通分配模型。

(一)随机交通分配模型

随机交通分配模型不是从整体上来研究出行的集合特征,而是着眼于研究出行者个体的出行行为。由于出行者之间的差异,使得在进行路径选择时,出行者不是做一个确定必然的最优决策,而是采取一个他认为满意的随机行为。另外,出行者对出行时间的感受是易于变化的,出行者基于感受的出行时间,而不是实际经历的出行时间来选择路线,因此,被使用的路线既不必是最短的,也不必具有相同的实际出行时间。出行者进行路线选择时,根据感受出行时间最大化其出行效用。

评述:随机模型的核心概念是效用最大化理论,这是受微观经济学理论的启发而提出的,其主旨是出行者将选择使他获得最大效益的出行。随机模型中效用的概念比微观经济学中的要直观得多,同时它与微观经济学中的效用有着本质的区别[3],在这里,不存在边际效用递减规律,因此在效用函数的讨论中,也没有引入无差异曲线和序数效用的概念。在随机模型中,效用函数用出行的时间,费用和方便舒适程度等变量来表示,在理论上还利用了现代心理学的成果,引入了随机效用的概念,对效用最大化进行了松弛,使之更符合实际情况。

(二)确定型交通分配模型

系统最优交通分配模型依据的是Wardrop第二原理,该原理通过影响出行者路线选择,引导出行者朝一个最优利用交通网络的方向发展,使总的出行时间极小:只有当每一OD对间的所有被使用的路线具有相等的边际出行时间时,系统最优格局才能形成。事实上,对于两条被使用的路线,如果它们的边际出行时间不同,那么将会有一部分流从边际出行时间高的路线上转移到边际出行时间低的路线上,从而减少总的出行时间。因此边际费用概念是系统最优分配模型的核心。

用户最优交通分配模型依据的是Wardrop第一原理。在出行者具有多条可选路线且从经济上考虑他们的决策的基本前提下,交通需求经常被描述为可变需求间题,OD对之间的出行率看成是最小出行时间的函数。需求函数说明一OD对之间的需求等于需求函数取最小的路线出行时间值,如果出行时间太高以致于不能诱发任何OD流时,那么需求为零。需求函数意味着作为价格的最小出行时间能够完全地调节路线上的需求来满足供给,使它们达到均衡状态。

路线选择决策方面,出行者做出路线选择时,仅仅根据欲选路线是否具有最短的出行时间(价格)来决定,即只有通过价格才能调节出行者的路线选择行为,所有出行者分别做出各自的行为决策后,没有人能够片面地选择其它路线来减少他的出行时间,从而形成用户最优形势。如果两条被使用的路线具有不同的出行时间,那么,处在出行时间长的路线上的用户将被激励转向出行时间短的路线上,因而目前的交通流格局不是用户最优。

评述:第一原理揭示的是出行者根据可选路线上的出行时间,来确定路线的使用与否。在人们的实际出行过程中,最直接的同时感受最深的是交通拥挤程度,对出行时间的感受则相对模糊。这说明决定交通拥挤程度的交通流(数量信号)对出行者的出行决策和路线决策产生影响。因此,均衡模型依赖的出行行为原理未能较全面地反应出行者的出行行为决策。交通需求与供给处于均衡状态的假设是整个交通规划过程赖以成立的根本前提。在交通分配模型中则表现为:作为价格的出行时间总是能够调节任意OD对间的需求与供给,使之相等。经济学非均衡理论已表明实现这种均衡的可能性很小,因为要实现瓦尔拉斯均衡必须满足苛刻的市场条件。非均衡状态具有普遍的存在性,均衡是一种特殊的状态,就是实现了,也只是暂时的。因此,建立在均衡理论上的分配模型具有很大的局限性。