个人边际出行成本的大都市交通分担率分析＊

李 军 赖信君 黄 琳

（中山大学工学院 广东省智能交通系统重点实验室1） 广州 510006）

（广州至信交通顾问有限公司2） 广州 510030）

对城市交通拥挤的成因分析及解决办法一直是研究的热点，特别是出行成本分析，因其直观的表达及可比性，越来越受到重视［1-2］.虽然出行成本包括了小汽车的购置成本、年票费用和小汽车的折旧等多种因素［3］，但从微观经济学的角度，影响出行者进行选择的是其边际出行成本.边际成本在城市交通的研究很多是宏观上从城市管理者的角度出发，对城市交通的公平性及外部效应进行讨论［4-5］，较少利用边际成本去讨论单个出行者的出行选择.由于出行者只希望最大化其自身的出行效用并很少考虑自己交通行为的外部效应，如交通拥挤或空气污染等［6-7］，影响出行者决策的仅为交通的内部效应，即单次出行的边际成本.已有学者通过建立常规公共汽车／轨道交通的出行，以及换乘成本模型，对乘客出行的最小边际距离进行了分析［8］.但出行者考虑更多的是个人在旅途上花费的时间而不是实际的出行距离，因此采用时间作为出行成本比距离显得更为直观，更能体现人们在不同拥堵状况下的决策［9-10］.本文通过建立个人边际出行成本模型，根据收入水平对城市居民进行分类，结合出行调查数据，对广州市及东京都居民采用不同的交通工具的边际出行成本进行计算，从私人交通和公共交通出行成本的时间和费用因素上分析边际出行成本对交通分担率的影响，探讨了城市交通拥堵的原因.

1 基于收入水平的个人边际出行成本

根据边际成本理论，居民在通勤出行的方式选择上所考虑的仅是其当次出行所产生的费用，不考虑车辆购置等沉没成本；同时根据效用最大化理论，对居民出行决策产生直接影响的仅为交通运输的内部效应，出行者总是希望利用最少的支出以完成出行.除却舒适性、选择偏好、判断误差等难以定量的因素，选择交通方式j的每次出行的实际支出Cj可由时间成本及费用成本2大部分组成，即

1.1 边际出行的时间成本

对居民边际出行的时间成本建模，本文提出以下假设.

1）居民收入 将居民分类为“拥有小汽车的人群”及“没有小汽车的人群”，其差别仅反映在收入水平上.对没有小汽车的人群，定义其收入为城市职工的平均收入；拥有小汽车的人群因要承担较高的养车费用，可假设大都市内买车的群体为较高收入人群，并假设其收入为居民平均收入的2倍.

2）通勤时间价值 上下班时间减少可提高劳动生产率并降低生产成本，因此将通勤乘车时间成本等同于时薪［11］；搭乘公共交通通勤的居民对集散时间及换乘时间较为敏感，参考已有研究成果，将集散成本和换乘成本采用2倍时薪进行计算；换乘平均等待时间为发车间隔的一半.

采用交通方式j的居民一次出行的边际时间成本如下.

式中：为交通方式为j的个人边际时间成本，元；Taj为集散时间，即从出发点到乘上交通工具所消耗的时间，以及从站点到目的地所消耗的时间之和；Ttj为换乘时间；Trj为乘车时间，指乘坐交通工具在其行车途中消耗的时间；I为该出行者的时间价值.私人小汽车及出租车出行方式不包括集散成本和换乘成本，即Taj=Ttj=0.

1.2 个人边际出行的费用成本

居民出行采取公共交通的边际费用成本仅为车票费用Ctj.

假设个人通勤所需的交通费用（车票、停车费用、油费等）基本不变；市区内实施无差别停车收费，即任何时段或位置所收取的停车费用为定值；对于私人小汽车而言，假设其每次出行的油费只和距离相关，不随速度的改变而改变；小汽车购置费用、年次票费等不属于边际成本，不考虑建模.

采用私人交通方式j的居民一次出行的边际费用成本为

式中：Cf为燃油；Cp为停车费.

1.3 边际出行成本—乘车时间曲线

在出行成本计算中，乘车时间Trj是较易改变的，可视为变化成本；集散时间Taj、换乘时间Ttj、收入I和费用成本可以认为是定值，只要选择了该种交通方式进行通勤，即使所花费的乘车时间非常短（趋近于0），也是必须支付的成本.因此成本模型可分为固定成本和变化成本2部分

可将各种交通方式的边际成本随乘车时间变化而变化绘制成“边际出行成本-乘车时间”曲线.横轴为个人的乘车时间Trj，纵轴为出行的边际成本Cj，纵轴截距为该种交通方式的固定成本.通过截距及横轴的变化，可方便对比各种交通方式改变固定成本及乘车时间后的吸引度变化.

2 广州与东京对比分析

根据上文提出的个人通勤出行的边际成本计算方法，对广州及东京2 个城市的公共汽车、地铁、出租车及私人小汽车的出行成本进行计算及分析.

2.1 不同交通方式通勤的边际时间成本计算及分析

根据《城市道路交通规划设计规范》、广州市2005年居民出行调查数据、2011年广州人均收入数据、2011年广州市交通年报数据、广州市物价局停车收费及油价标准，得出广州市各项取值如表1.根据文献整理［12-14］，得出东京的通勤参数取值如表1.广州及东京居民平均收入分别为27与195元／h.居民采取不同交通工具的通勤时间价值计算结果见表2.

表1 广州及东京居民通勤出行参数及取值列表

表2 居民边际出行成本 元

在广州，对没有小汽车的人群而言，选择哪种交通方式通勤区别不大；对较高收入的居民来说，他们的时间成本更高，导致各种交通方式之间的差别进一步拉大，在目前的交通环境下，拥有小汽车人群选择公共交通出行的可能性极低.

在东京，地铁的出行成本仅为私人小汽车的一半，公共汽车的出行成本与私人小汽车相当，出租车的成本约为私人小汽车的2倍.东京都的公共交通分担率高达90%，其中轨道交通分担率达73%，这与轨道交通低廉的边际出行成本是密切相关的.

2.2 广州、东京的边际出行成本-乘车时间曲线

如图1 及图2 所示，以拥有小汽车人群为例，绘制广州及东京的边际成本-乘车时间曲线.

图1 广州市高收入居民出行平均边际成本

图2 东京高收入居民出行平均边际成本

2.3 交通分担率分析

1）乘车时间与时间成本 从图2东京的案例来看，私人小汽车、公共汽车，以及出租车的吸引力低主要是城市道路太拥堵导致的出行时间过长，特别是对东京这种巨型都市圈而言，轨道交通的快速具有绝对的优势.虽然东京的地铁在高峰期也是人满为患、但它的准时及快速对出行者仍有很高的吸引力.

广州将与佛山共同建设“广佛都市圈”，广佛地铁一号线已落成，二号线及三号线也在建设之中，越来越多的居民选择广州上班、佛山居住.然而公共交通吸引度仍较低.假设某居民在广州天河区上班，佛山南海区居住（广佛边界），搭乘地铁的时间需要1.5h，驾驶私人小汽车仅需45min，从图1曲线可得知对应的边际出行成本分别为161.6元及61.6元.在广佛大都市圈发展的背景下，应大幅降低轨道交通的乘车时间以提高其绝对优势.

2）可达性与集散成本 从图2中可见，由于东京的乘车时间过长，由集散成本所造成的各种交通方式差别不大.

广州通勤时间相对较短，集散成本显得较为重要.如图1 所示，尽管小汽车出行具有较高的费用成本，但由于不存在集散成本，其固定成本仍低于公共交通出行，即使是相同的乘车时间，其边际成本也要比乘坐公共交通要少.对广州而言，降低公共交通，特别是公共汽车的集散成本对提高公交分担率具有重要意义，具体表现在增加公共交通车站的可达性上.若广州开通社区专线小巴（假设集散时间降至3min），提高高峰期班次（假设班次加密至5 min），以拥有小汽车的人群为例，在其他条件不变的情况下，“成本-时间”曲线将平移至截距为13.9元处，总成本将降至48元，这时公共汽车的吸引力就足以与私人小汽车相比较.

3）公共交通定价 不少城市都希望通过降低公交票价来增加公交的吸引力.如图3 所示，以广州市拥有小汽车的人群为例，将地铁及公交车的票价降至0元后，整体的成本曲线只下移了很少的一部分，在其它条件不变的前提下，私人小汽车仍拥有较大的吸引力.

广州在2010年亚运会召开期间推出公交地铁全天免费的政策.这个举措对拥有小汽车的人群而言并无太大吸引，交通方式的分担率没有发生根本的变化；但却刺激了很多没有小汽车人群的出行需求，本来不需要通勤的市民也纷纷出行，导致了广州公共交通的濒临崩溃；地铁站及公交车站均需要进行客流管制，使公共交通的集散成本大幅增加，公共交通的吸引度不增反降.

4）私人小汽车的吸引力 从费用的角度上考虑，为使公共交通对比私人交通更有吸引力，只能增加小汽车的出行成本.目前国内外城市的普遍做法是进行拥堵路段收费，增加停车费用等等.伦敦及新加坡的成功例子是对市中心收取拥堵费，但普遍认为实施拥堵收费需要建立在公交发展完善的前提之上，并且需要建设完善的收费系统.法国等一些欧洲国家通过征收高燃油税，使人们感受到强烈的出行成本，从而更为理性地选择出行交通方式.纽约、香港及日本的成功例子是收取高额停车费、隧道费等，以及进行停车限时，使人们更谨慎考虑私人交通出行，更倾向于采用公共交通出行.

对广州交通而言，提高停车费时最容易实施的价格调控手段.若将私人小汽车的停车费从10元涨至40元（见图3），这时候公共交通就显得相对更有竞争力了.这30元的上升额度既可以体现在停车费上，也可以以拥堵费、隧道费等形式体现.

5）广州市交通治理拥堵对策分析 从各种交通方式出行的边际成本角度考虑广州治理拥堵对策，应鼓励居民多采用公共交通出行，抑制私人小汽车出行需求.根据广州市公共交通规划（2012～2020年），公交供给将不断增多，轨道交通成网效果明显，车站可达性的提高将大大减低集散成本；在广州限购的政策下，机动车保有量的增加将趋于缓和，潜在的驾车出行人数将趋于稳定；随着地铁网络的完善和地铁接驳水平的提高，快速公交的日臻成熟，公共交通在出行时间、舒适性、便利性等各方面都将得到改善，其综合成本进一步降低，从而具备了比私人交通更强的竞争力，使得有车人员改变出行方式，在高峰期更多地选择地铁出行.但是由于地面拥挤状况的好转，私驾车出行时间成本也将有所降低，私家车出行比例会有进一步上升的趋势.为了保持市区尤其是中心区的道路顺畅，需要采用一系列的经济杠杆政策，例如在高峰期在部分范围内征收高停车费，进行停车限时等来增加私家车出行的其他成本，使其边际出行成本仍然维持在较高的水平.

图3 调整固定成本后的时间成本曲线图（以广州拥有小汽车的人群为例）

3 结 论

本文通过“是否拥有小汽车”这一属性对城市职工进行分类讨论，将居民分类为平均收入人群与较高收入人群，并分别建立个人出行的边际成本模型.对不同群体的广州市及东京市居民出行的边际成本进行了计算，并绘制了居民出行的“编辑出行成本-乘车时间”曲线，利用该曲线对两地居民出行成本进行了对比，并讨论了两地交通分担率现状的成因与拥堵对策分析.本文得出以下结论：（1）对于城市内较高收入的人群，广州目前公共交通出行边际成本过高，而私人成本相对较低，东京私人交通出行成本较高，轨道交通成本最低；（2）公共交通出边边际成本高的关键在于其时间成本，而不是费用成本；（3）提高公共交通的吸引力在于减少其时间成本，增加覆盖率，减少集散成本，进行提速，减少乘车时间，建快捷方便的换乘枢纽，减少换乘时间；（4）诱导人们放弃私人交通出行需增加其费用成本，最直接的办法是增加其固定成本；（5）应当根据公共交通基础设施的不同发展阶段采取不同的拥堵缓解对策.

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