城市交通擁堵治理措施適應性研究

劉 洋，路 熙，趙 屾

（1.交通運輸部科學研究院，北京 100029；2.城市公共交通智能化交通運輸行業(yè)重點實驗室，北京 100029）

0 引言

近年來，城市交通擁堵已成為國內外大城市發(fā)展過程中面臨的共同難題。在國外，部分區(qū)域和城市，如歐盟、紐約、倫敦、東京等，通過持續(xù)發(fā)布城市交通發(fā)展戰(zhàn)略來應對城市交通壓力[1-4]。在我國，國務院于2012年印發(fā)《關于城市優(yōu)先發(fā)展公共交通的指導意見》（國發(fā)〔2012〕64 號），明確提出將優(yōu)先發(fā)展公共交通作為緩解交通擁堵的重要路徑[5]，并從國家層面啟動“國家公交都市創(chuàng)建”和“城市道路交通文明暢通提升行動計劃”等治理交通擁堵[6-7]。但由于形成原因不同、內外部影響因素不同，各地城市交通發(fā)展面臨的問題具有“千城千面”的特征。因此，有必要開展城市交通擁堵治理措施適應性分析，明確政策實施效果，為動態(tài)調整治堵措施提供支撐。

城市交通擁堵治理措施具有綜合性、動態(tài)性、持久性等特征[8]，因此需綜合考慮各類因素構建其適應性評價模型。近年來，國外學者應用成本收益分析法、全生命周期分析法、多準則決策法、模糊集合理論等對交通政策制定開展了研究[9-10]。此外，Sayyadi 等[11]應用系統(tǒng)動力學和網絡分析法（ANP），對與減少出行需求、縮短出行距離等相關的城市交通政策措施對交通擁堵治理的有效性進行了分析。Duleba 等[12]結合層次分析法和肯德爾等級相關系數，通過涉及安全性、舒適性、可達性等的10個指標對城市交通供給水平進行了評估。Springael 等[13]應用PROMETHEE多屬性決策法分析了城市擁堵收費政策和彈性工作時間政策對城市交通擁堵的影響。國內研究方面，周靜等[14]通過基于可拓學的有效性評價模型評價了交通擁堵治理措施實施的有效性，但未利用實際數據進行驗證。鄒楊波等[15]構建了城市交通擁堵系統(tǒng)動力學模型，并引入已有的治理政策作為外生變量，分析各類政策用于治理交通擁堵的有效性及可持續(xù)性，但該研究為理論的推演分析，同樣未進行實際數據驗證。在具體治堵措施有效性評估研究方面，郝宇等[16]提出基于物元法的交通政策評價方法，對長期尾號限行緩解城市交通擁堵效果進行評價，以北京市為例證明長期尾號限行措施對緩解城市交通擁堵的效果不夠理想，但現(xiàn)實中大多城市都是通過綜合措施來緩解交通擁堵，僅采取單一措施的實操性不高。戴仲娜[17]采取模糊綜合評價法評價征收擁堵費后城市公共交通的適應性，并以淮安為例進行分析，得出其適應性良好的結論，該研究同樣是對實施擁堵收費單一措施進行適應性分析。許文娟[18]采取模糊層次綜合評價法，綜合評價了城市公共交通對城市發(fā)展的適應性，但研究范圍僅為公共交通體系。

已有的交通擁堵治理措施有效性評估研究多集中于對某項具體措施的評估，對于包含多類措施的綜合類治堵方案的評估仍以理論分析為主，基于長期統(tǒng)計和觀測數據來驗證評估方法的研究有限。鑒于此，本文結合國內城市交通發(fā)展實際，提出基于城市交通運行水平評價指標體系的擁堵治理措施適應性評價模型，通過對比分析城市交通供給、出行等一系列相關評估指標的動態(tài)數據，對綜合類治堵措施的有效性和適應性展開評價，以期為科學評價擁堵治理措施實施成效提供方法支撐。

1 城市交通運行水平評價指標體系

1.1 評價指標體系的構成

評價城市交通擁堵治理措施適應性需構建一套綜合的城市交通運行水平評價指標體系。本文結合我國城市交通發(fā)展實際，同時考慮數據可獲取性、指標獨立性等因素，從供給水平、出行結構、通行效率、污染排放等方面綜合構建體現(xiàn)城市交通服務能力的城市交通運行水平評價指標體系。

（1）供給水平類指標

供給是城市交通運行的基礎，包含道路基礎設施、公共交通、慢行交通供給等多方面。道路供給方面，城市道路網密度作為表征城市道路網發(fā)展規(guī)模的基本指標，可用以衡量城市路網總體發(fā)展水平；公共交通方面，從公交基礎設施和運輸工具角度，選擇對公交提速效果明顯的公交專用道里程和提升運輸能力明顯的萬人公共交通車輛保有量作為指標；慢行交通方面，選取人行道占城市道路面積比作為評價指標。

（2）出行結構類指標

出行結構可反映特定時間和空間范圍內交通出行需求的特點以及各種交通方式的功能與定位。由于城市公共交通和慢行交通是替代小汽車出行、降低交通擁堵的重要綠色出行方式，故此分類選取城市公共交通出行分擔率和城市慢行交通出行分擔率兩項指標進行考量。

（3）通行效率類指標

通行效率直接反映城市交通運行狀況，鑒于高峰期擁堵問題較平峰期更突出，且車輛平均行程速度、行程時間和行程距離等指標互相影響，因此，此分類選取高峰時段公共汽（電）車平均運營時速和高峰時段小汽車平均行程速度作為考核指標，并將評估擁堵持續(xù)影響程度的平均擁堵持續(xù)小時數納入其中。

（4）污染排放類指標

城市交通運行會對大氣環(huán)境產生影響并帶來噪聲，考慮數據可獲取性，此分類選擇市區(qū)可吸入顆粒物PM10 排放量和城近郊區(qū)平均等效聲級兩項作為評價指標。

綜上，本文構建的評價指標體系的因子層包括供給水平類B1、出行結構類B2、通行效率類B3和污染排放類B4，指標層則包含11個指標Ci，如圖1所示。

圖1 城市交通運行水平評價指標體系

1.2 指標權重的確定方法

針對各城市相異的交通狀況，每項評價指標應有不同的相對重要程度，因此，在總評分計算中各指標的權重有所不同。本文通過層次分析法計算權重。首先通過專家打分的方式，選取本領域近20名相關專家，結合近年來我國中心城市交通擁堵治理實踐，對指標之間的重要程度打分，構成兩兩要素比較結果判斷矩陣A，利用特征根法確定權向量，檢驗矩陣一致性。n階互反矩陣A的最大特征根λ≥n，當且僅當λ=n時，A為一致矩陣。λ的連續(xù)依賴于aji，因此λ比n大得越多，矩陣A不一致程度越嚴重，誤差越大，因此用λ-n的數值檢驗A的不一致程度。定義一致性指標CI，其計算公式為：

式（1）中：n為矩陣的階數，n=11。若CI=0，說明矩陣有完全的一致性；CI 接近于0，表明矩陣有滿意的一致性；CI越大，則矩陣不一致越嚴重。

為衡量CI 的大小，定義隨機一致性指標RI，其計算公式為：

由于隨機有可能造成一致性偏離，因此在檢驗判斷矩陣是否具有滿意的一致性時，還需檢驗系數CR，其計算公式為：

一般情況下，若CR <0.1，則認為該判斷矩陣通過一致性檢驗，否則不具有滿意一致性。

判斷矩陣A一致性檢驗結果如表1 所示，其結果為通過一致性檢驗。

表1 一致性檢驗結果

1.3 指標權重計算結果

根據上述方法，計算城市交通運行水平評價指標體系中各因子權重如表2 所示。由表2 可知，出行結構類指標B2平均指標權重為18.8%，在整個指標體系中占比最高，且其中城市公共交通出行分擔率C5的權重值是所有指標中最大的。通行效率類指標B3平均指標權重約為13.0%，其中高峰時段公共汽（電）車平均運營時速C7權重達21.8%。供給水平類指標B1和污染排放類指標B4低權重指標較多。

表2 城市交通運行水平評價指標體系

2 城市交通擁堵治理措施適應性水平評估模型

基于城市交通運行水平評價指標體系，建立城市交通擁堵治理措施適應性水平評估模型。模型通過對比評價指標動態(tài)變化情況，實現(xiàn)評價城市交通擁堵治理措施在評估時間范圍內對城市的適應水平，即對城市交通運行的改善效果。模型思路見圖2。

圖2 城市交通擁堵治理措施適應性評價模型思路

2.1 確定各評價指標的適應性水平得分

為確定城市交通運行水平評價指標體系中各評價指標對應的適應性水平得分和等級，首先需計算指標值年均增長率差值Vi,k，即相關評價指標i在開始實施城市交通擁堵治理措施年份k后n年間的年均增長率與年份k前m年的年均增長率的差值，計算公式為：

然后，考慮到交通治堵政策實施效果的波動性，對于供給水平類、出行結構類、通行效率類的9 個正向指標（C1～C9），除比較交通緩堵政策實施前后指標的平均增長率外，還需比較評估指標i在政策實施前的最大增長率與政策實施后的年均增長率的大小，以綜合評估政策的適應性水平。

綜上，當年均增長率的差值Vi,k為正數，且政策實施后指標的年均增長率大于政策實施前最大增長率時，指標適應性水平得分Gi計為1；當年均增長率的差值Vi,k為正數，但政策實施后指標年均增長率小于政策實施前最大增長率時，指標適應性水平得分Gi計為0.75；當年均增長率的差值Vi,k為0，指標適應性水平得分Gi計為0.5；當年均增長率的差值Vi,k為負數，指標適應性水平得分Gi計為0，詳見表3。其他兩項反向指標（C10～C11）比較思路與正向指標比較思路一致，故不再詳述。

表3 城市交通擁堵評價指標適應性水平分值對照表

2.2 確定城市交通擁堵治理措施綜合適應性水平

結合城市交通運行水平評價指標體系中各指標的權重，將各指標適應性水平得分與相應權重相乘后累加，獲得城市交通擁堵治理措施體系的適應性水平綜合得分S。S計算公式為：

式（5）中：wi為第i個指標的權重值，Gi為第i個指標的適應性水平得分，i取1～11。

2.3 城市交通擁堵治理措施體系綜合適應性水平分級

將適應性水平綜合得分S進行區(qū)間劃分，對應的適應性評價結果分為四類。其中，“適應”（得分為0.75～1）表示采取的城市交通擁堵治理措施效果顯著，城市交通出行質量有明顯提升；“基本適應”（得分為0.5～0.75）表示采取的城市交通治理措施效果良好，城市交通出行質量有所提升；“欠適應”（得分為0.25～0.5）表示采取的城市交通擁堵治理措施基本無效果，城市交通出行狀況改善不明顯；“不適應”（得分為0～0.25）表示采取的城市交通擁堵治理措施不適應城市交通發(fā)展需求，對城市交通出行狀況無改善或交通更加擁堵。

3 實證分析

3.1 北京市城市交通擁堵治理現(xiàn)狀

治理城市交通擁堵是一項復雜的、長期的工作。北京市作為超大型城市，交通擁堵問題由來已久，大量學者圍繞北京交通擁堵開展過研究[19-20]。北京市自20 世紀80 年代起持續(xù)開展交通擁堵治理工作，2004 年起，每年發(fā)布當年的階段性緩解交通擁堵工作方案；2018 年以來，北京市推動交通工作從緩解交通擁堵向交通綜合治理轉變，形成一體化管理體制機制，不斷提高城市交通質量。

2019年年初，北京市例行發(fā)布2019年交通綜合治理行動計劃，主要從優(yōu)化供給、調控需求、強化治理等方面提出了包括推進城市路網建設、公交專用道施劃、自行車道和人行步道綜合治理、地面公交車線網優(yōu)化調整等41 條具體工作任務[21]（鑒于2020 年受新冠肺炎疫情影響，交通數據具有特殊性，故本文選取2019 年治堵措施進行研究）。

3.2 數據來源

實證分析涉及的城市交通供給、出行結構、通行效率和污染排放相關指標數據來源于2015—2019 年《北京交通發(fā)展年報》[22]、《北京統(tǒng)計年鑒》[23]和《中國城市客運發(fā)展年度報告》[24]，其中，城市道路網密度為《北京交通發(fā)展年報》中城市道路里程數與《北京統(tǒng)計年鑒》中市域面積的比值；公交專用道里程來源于《中國城市客運發(fā)展年度報告》；人行道占城市道路面積比為《北京統(tǒng)計年鑒》中鋪裝步道面積與城市道路面積的比值；萬人公共交通車輛保有量、城市公共交通出行分擔率、城市慢行交通出行分擔率、高峰時段公共汽（電）車平均運營時速、高峰時段小汽車平均行程速度、平均擁堵持續(xù)小時數、市區(qū)可吸入顆粒物PM10 排放量、城近郊區(qū)平均等效聲級數據均來自《北京交通發(fā)展年報》。

3.3 北京市2019 年交通綜合治理行動計劃適應性評價結果與分析

首先，根據式（4），代入獲取的北京市2015—2018 年相關指標數據，計算得出北京市交通運行水平評價指標體系中每項指標對應的分值。然后，根據式（5），通過分值與權重計算得到城市交通治理措施的適應性綜合得分S。具體數值如表4 所示。由計算結果可知：北京市2019 年交通綜合治理行動計劃的適應性水平綜合得分為0.60，適應性評價結果為“基本適應”，表明北京市2019 年交通擁堵治理措施總體效果良好，城市交通出行質量有所提升，計算結果與2019年《北京交通發(fā)展年報》中“2019 年，中心城區(qū)交通擁堵加劇趨勢得到緩解，交通運行狀況好于往年、高于預期”[22]的結論一致。

表4 北京市2019年交通綜合治理行動計劃適應性情況表

由評價結果可知，北京市還應加強措施落實力度，進一步提升基礎設施供給水平，調整出行結構，提高城市交通運行效率。具體分析如下。

（1）出行結構類措施適應性。在城市土地資源、環(huán)境資源等外部條件限制下，目前城市交通擁堵治理的關鍵是優(yōu)先發(fā)展公共交通、加快完善慢行交通系統(tǒng)，優(yōu)化出行結構，提升公共交通和慢行交通出行占比。2019 年，北京市慢行交通出行分擔率進一步提升，達到2016 年以來的最高值。說明與慢行交通相關的相堵綜合治理措施，如建設自行車專用路、建設慢行示范街區(qū)、完成過街天橋升級改造、加強互聯(lián)網租賃自行車管理等適應性良好。2019 年城市公共交通出行分擔率為31.8%，出現(xiàn)自2016 年的首次下降，與“十三五”期國家對500 萬以上常住人口城市公共交通出行分擔率達40%以上[25]的要求存在差距，表明北京市應進一步發(fā)展城市公共交通，深化城市出行結構調整。

（2）通行效率類措施適應性。通行效率指標直接反映交通運行狀況，在高峰時段提升公共汽（電）車和小汽車的運行速度、減少擁堵持續(xù)時間等仍是當前城市交通擁堵治理的關鍵措施。2019 年，北京市高峰時段公共汽（電）車平均運營時速和高峰時段小汽車平均行程速度兩項通行效率類因子指標增長率均在60%以上，增幅明顯，說明堵點治理、加強學校醫(yī)院周邊交通綜合治理等提升城市交通通行效率的措施在改善城市交通運行情況方面效果明顯，適應性好。2019 年北京市工作日高峰時段綜合出行時間指數為4.25min/km，較前一年減小0.07min/km，每百公里出行耗時縮短7min，工作日高峰時段公共汽（電）車、小汽車出行時間指數均較前一年同期減小[22]，這與評估結論一致。

（3）供給水平類措施適應性。北京市2019年交通綜合治理行動計劃中未提及公交專用道建設相關政策，城市未新增設公交站專用道，影響了治堵政策體系整體的實施效果。道路交通改造應注重優(yōu)化和完善城市道路交通網絡結構，打通道路“微循環(huán)”，提高路網的連通性和可達性，而不是一味新建擴建道路。2019 年北京市的人行道占城市道路面積比有較大提升，為2016 年以來的最高值，表明建設慢行示范街區(qū)等措施適應性效果較好。城市道路網密度增長率方面，2019 年指標下降趨勢大幅減緩，由于城市道路網建設是個長期工程，因此政策短期已取得積極成效。

（4）污染排放類措施適應性。北京市2019年市區(qū)可吸入顆粒物PM10 排放量持續(xù)下降，為2016 年以來的最小值，但市區(qū)可吸入顆粒物PM10 排放量受多種因素影響，其中交通尾氣排放產生的PM10 占PM10 排放量總量的比例較小[26]，對市區(qū)可吸入顆粒物PM10 排放量影響有限。北京市城近郊區(qū)平均等效聲級在2019年有小幅增長，但城近郊區(qū)平均等效聲級易受到交通流中車輛類型，尤其是貨車等大型車輛的影響。污染排放治理是一項綜合、復雜且長期的工作，結合其他指標綜合考量，建議北京市持續(xù)加強治理力度，從多方面入手優(yōu)化城市環(huán)境，提升城市交通服務品質。

綜上，由于城市交通擁堵治理涉及面廣、影響深，各城市在治堵過程中，不僅要采取見效快的短期措施，更應著眼未來，結合城市發(fā)展實際，注重交通基礎設施建設，從優(yōu)先發(fā)展公共交通、提升公交服務水平、改善慢行交通出行系統(tǒng)等方面優(yōu)化調整出行結構，同時兼顧美化城市環(huán)境、減少碳排放等長期目標，進一步緩解交通擁堵。

4 結語

本文從供給水平、出行結構、運行狀況、污染排放4 個角度，構建了包含11 個指標的城市交通運行水平評價體系，并通過對比評價指標動態(tài)變化情況，建立了城市交通擁堵治理措施適應性水平評估模型。然后選取北京市2019年交通綜合治理行動計劃進行實證分析，評價該計劃的適應性，并以北京市當年交通運行實際情況對評價結果進行驗證，證明了研究方法的可行性和有效性，其能為城市交通擁堵治理措施效果評價提供理論支持。交通擁堵治理涉及政府、市民和運輸服務運營方等多個利益主體，后續(xù)研究中，可優(yōu)化模型，整合專家意見與公眾意見，進一步提升交通擁堵治理政策的適應性水平。