謝曉凡，嚴(yán) 凌 （上海理工大學(xué) 管理學(xué)院，上海 200093）

0 引言

近年來，隨著我國城市化程度加深，交通需求快速增加，城市機(jī)動車數(shù)量迅猛增長，高峰時(shí)期私家車使用者日益增加，導(dǎo)致道路資源使用率降低，加劇了城市道路交通擁堵現(xiàn)象[1]。在特大型城市區(qū)域內(nèi)的道路交通擁堵現(xiàn)象更加嚴(yán)重。

研究發(fā)現(xiàn)，城市道路交通擁堵的實(shí)質(zhì)是，城市道路的交通需求量大于交通供給量而導(dǎo)致車輛停滯不前現(xiàn)象。對此，國內(nèi)外相關(guān)專家學(xué)者通過對比發(fā)現(xiàn)，道路交通擁堵收費(fèi)可作為一項(xiàng)調(diào)控交通需求量的有效措施，同時(shí)，還可以降低能源消耗，減少大氣污染。所以，本文對道路擁堵的定價(jià)問題進(jìn)行著重研究，期望能改善道路交通擁堵現(xiàn)象。

1 城市道路擁堵收費(fèi)的基本含義

從廣義上講，道路擁堵收費(fèi)是對道路使用者從購買車輛到道路使用的全過程收取費(fèi)用[2]，如耗油稅、汽車購置稅和路橋通過收取的費(fèi)用等[3]。從狹義上講，道路擁堵收費(fèi)是指對在特定時(shí)段（一般指早晚高峰期）和特定擁堵路段或區(qū)域（一般指擁堵的商業(yè)中心區(qū)域）的出行者收取的費(fèi)用，彌補(bǔ)由于交通擁堵而造成的外部不經(jīng)濟(jì)性[4]，促使出行者重新選擇出行時(shí)間或出行路線等，減少需求量，使其與供給量相適應(yīng)，緩解交通擁堵。本文研究的即為狹義的道路擁堵收費(fèi)。

2 靜態(tài)擁堵定價(jià)理論基礎(chǔ)

經(jīng)濟(jì)學(xué)家Walters（1961）對道路擁堵收費(fèi)的外部成本定量化，建議將擁堵費(fèi)、燃油稅等結(jié)合一起收費(fèi)，定義了基于短期邊際成本的擁堵定價(jià)理論[4]，即最優(yōu)擁堵定價(jià)理論或靜態(tài)擁堵定價(jià)理論[5]。擁堵收費(fèi)定價(jià)的基礎(chǔ)理論如圖1所示。該圖的橫軸Q表示車流量，縱軸C表示機(jī)動車出行成本。曲線MPC表示出行者私人邊際成本，曲線MSC表示社會邊際成本，曲線DD'代表機(jī)動車需求量[6]。在實(shí)際過程中，出行者通常只會考慮私人邊際成本，忽視個(gè)人給其他出行者和社會所帶來的損失。見圖1中的MPC曲線與DD'曲線交點(diǎn)所對應(yīng)均衡出行量Q2。此時(shí)，出行者的私人邊際成本為C3，EF即為擁堵路段上的出行者對其他人和社會所造成的“隱形成本”。如果根據(jù)狹義的擁堵收費(fèi)定義，擁堵費(fèi)=社會邊際成本-私人邊際成本。即這部分“隱形成本”可通過擁堵收費(fèi)的方式獲得。

3 道路擁堵收費(fèi)定價(jià)模型研究

道路擁堵收費(fèi)的關(guān)鍵是制定合適的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，本文重點(diǎn)研究擁堵收費(fèi)定價(jià)模型，所以將機(jī)動車的外部成本公式作為定價(jià)模型。

3.1 擁堵道路上的單位外部成本研究

在進(jìn)行分析時(shí)，通常假設(shè)機(jī)動車在某條道路上的出行成本僅受到該道路上交通流量的影響，而與其它道路的流量無關(guān)，也不考慮交叉口對機(jī)動車出行成本的影響。本文研究的是特大型城市商業(yè)中心區(qū)域擁堵道路k上機(jī)動車的外部成本。一般情況下，特大型城市商業(yè)中心區(qū)域在白天會禁止貨車通行，營運(yùn)性客車也很少通過鬧市區(qū)，公交車（公共汽車）屬于為社會服務(wù)的公共產(chǎn)品，一般不對其進(jìn)行收費(fèi)。所以本文只研究小汽車。小汽車是指質(zhì)量小于2.5t，載客人數(shù)不超過7人的小客車，包括私家車和出租車等在內(nèi)的小型客車。

圖1 擁堵收費(fèi)定價(jià)基礎(chǔ)理論示意圖

本文考慮了擁堵道路k上每輛機(jī)動車的時(shí)間延誤成本、環(huán)境污染成本和額外燃油消耗成本這三項(xiàng)外部成本，并得出如下道路擁堵的外部成本計(jì)算公式：

式中：E表示道路擁堵產(chǎn)生的單位外部成本（元/輛）；i表示道路擁堵收費(fèi)的單位外部成本的不同影響因素表示第i種因素的單位外部成本所占的權(quán)重；Ci表示第i種因素產(chǎn)生的單位外部成本（元/輛）；αS表示單位時(shí)間延誤成本所占權(quán)重；CS表示單位時(shí)間延誤成本（元/輛）；αH表示單位環(huán)境污染成本所占權(quán)重；CH表示單位環(huán)境污染成本（元/輛）；αR表示額外燃油消耗所占權(quán)重；CR表示單位額外燃油消耗成本（元/輛）。

3.2 道路擁堵外部成本

3.2.1 單位時(shí)間延誤成本（CS）

本文應(yīng)用旅行成本法對因道路擁堵所致出行者的時(shí)間延誤成本進(jìn)行量化。該方法是通過計(jì)算出行者個(gè)人的單位時(shí)間價(jià)值，再結(jié)合道路擁堵帶給出行者的時(shí)間延誤和小汽車的載客數(shù)，得出量化結(jié)果。擁堵時(shí)段擁堵道路k上小汽車的單位時(shí)間延誤成本為：

式中：CS表示擁堵時(shí)段通過擁堵道路k的在途出行者的單位時(shí)間延誤價(jià)值（元/輛）；W表示出行者個(gè)人單位時(shí)間價(jià)值（元/（人·小時(shí)））；λ表示時(shí)間價(jià)值調(diào)整系數(shù)；Z表示小汽車的平均載客數(shù)（人/輛）；Δt表示每輛小汽車通過擁堵道路k的平均延誤時(shí)間（小時(shí)）。

參數(shù)的標(biāo)定如下：

（1）機(jī)動車出行者個(gè)人單位時(shí)間價(jià)值W的確定

本文用個(gè)人的單位工作時(shí)間價(jià)值表示其單位時(shí)間價(jià)值。

式中：W表示機(jī)動車出行者個(gè)人單位時(shí)間價(jià)值（元/（人·小時(shí)））；GDP人均表示擁堵道路上出行者的人均GDP值（元/人）；φ表示機(jī)動車出行者每天的平均工作時(shí)間（小時(shí)/天），取值為9小時(shí)；D表示機(jī)動車出行者的年平均工作天數(shù)（天），通常D的取值為240天。

（2）時(shí)間價(jià)值調(diào)整系數(shù)λ的確定

時(shí)間價(jià)值調(diào)整系數(shù)λ是根據(jù)不同出行目的對時(shí)間價(jià)值進(jìn)行調(diào)節(jié)的系數(shù)。參照國內(nèi)相關(guān)資料，對于λ的取值，業(yè)務(wù)出行取1，上下班出行取0.5，其他目的出行取0.25。

（3）小汽車的平均載客數(shù)Z的確定

對擁堵時(shí)段內(nèi)通過該區(qū)域的機(jī)動車載客數(shù)進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，可以得出，小汽車的平均載客數(shù)為1.6人。

（4）每輛機(jī)動車通過擁堵路段k的平均延誤時(shí)間Δt的確定

本文采用美國聯(lián)邦公路局（BPR）路段行程時(shí)間模型計(jì)算城市道路出行時(shí)間。該函數(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于城市路網(wǎng)規(guī)劃中。其函數(shù)表達(dá)式為：

式中：tk（Q）表示擁堵時(shí)段擁堵路段k上的行程時(shí)間（秒）；tk0表示擁堵路段k上自由流的行程時(shí)間（秒）；Qk表示擁堵道路k上的交通流量（pcu/小時(shí)）；μ表示影響道路k通行能力的車道數(shù)修正系數(shù)，取值參照表1所示；Ik表示擁堵道路k的設(shè)計(jì)通行能力（pcu/小時(shí)），與道路等級和車道數(shù)相關(guān)；a、b表示參數(shù)，通常a取0.15，b取4。

機(jī)動車通過擁堵路段k的平均延誤時(shí)間Δt的表達(dá)式為：

車道數(shù)修正系數(shù)即多車道城市道路中各車道利用系數(shù)的總和，根據(jù)研究，可得到城市道路車道修正系數(shù)如表1所示。

表1 車道修正系數(shù)表

3.2.2單位環(huán)境污染成本（CH）

顏曉晨默默坐下，腦子里一直回想著剛才幾個(gè)女生說的話。關(guān)于她私生活混亂的傳言，她已經(jīng)不是第一次聽到，自從她大二開始在酒吧打工，就有了這說法，最夸張的版本是說她在外面坐臺。不過，說她死皮賴臉地追沈侯，卻是第一次聽到，畢竟她和沈侯這個(gè)學(xué)期才在一起，總共在一起的時(shí)間還不到兩個(gè)月。老師開始講課，顏曉晨卻沒有聽課。

本文只研究小汽車尾氣造成的污染，而道路上的小汽車通常都為汽油小汽車。在計(jì)算小汽車尾氣造成的環(huán)境污染成本的過程中，將CO、NOX和VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）這三種物質(zhì)考慮在內(nèi)，則小汽車在擁堵時(shí)段內(nèi)擁堵道路上k的單位環(huán)境污染成本公式為：

其中：CH表示擁堵時(shí)段擁堵道路k上小汽車造成的環(huán)境污染成本（元/輛）；HCO、HNOX、HVOC分別表示擁堵時(shí)段擁堵道路k上小汽車排放的CO造成的環(huán)境污染成本（元/輛）、NOX造成的環(huán)境污染成本（元/輛）、VOC造成的環(huán)境污染成本（元/輛）。

對CO、NOX、VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）和PM（可吸入顆粒物）的具體量化結(jié)果如下：

其中：hCO、hNOX、hVOC分別表示小汽車尾氣中單位CO的社會成本（元/克）、單位NOX的社會成本（元/克）、單位VOC的社會成本（元/克）分別表示小汽車在擁堵時(shí)段擁堵道路k上的CO排放因子（克/（公里·輛））、NOX排放因子（克/（公里·輛））、VOC排放因子（克/（公里·輛））；S表示擁堵道路k的長度（公里）。

對單位環(huán)境污染成本公式中的參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。

（1） 單位CO（克） 的社會成本hCO、單位NOX（克） 的社會成本hNOX、單位VOC（克） 的社會成本hVOC的確定

根據(jù)《排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》中的有關(guān)規(guī)定可知，廢氣排污費(fèi)是按照排污者排放污染物的種類、數(shù)量以污染當(dāng)量計(jì)算征收，每一污染當(dāng)量征收標(biāo)準(zhǔn)為0.6元。

大氣污染物污染當(dāng)量數(shù)計(jì)算方法為：某污染物的污染當(dāng)量數(shù)=該污染物的排放量（千克）/該污染物的污染當(dāng)量值（千克）。

對于CO，該污染物的污染當(dāng)量值為16.7千克；對于NOX，該污染物的污染當(dāng)量值為0.95千克；對于VOC，該污染物的當(dāng)量值為2.48千克。計(jì)算結(jié)果如下：

（2） 小汽車在擁堵時(shí)段擁堵道路k上的CO排放因子排放因子排放因子的確定

在計(jì)算機(jī)動車尾氣排放因子過程中，本文選取了歐洲環(huán)境署（EEA）的COPERT IV模型作為機(jī)動車尾氣排放因子研究的基礎(chǔ)。該模型可以計(jì)算單輛車的污染物排放量[7]。根據(jù)歐盟相關(guān)機(jī)動車法規(guī)，COPERT IV模型在對機(jī)動車劃分大類時(shí)，將質(zhì)量小于2.5t，載客數(shù)不超過8人的客車稱為小型載客汽車，本文統(tǒng)稱為小汽車。其中，每大類又按照發(fā)動機(jī)排量、車輛總質(zhì)量、燃料類型和排放控制標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)一步劃分為若干小類[7]。小汽車行駛在擁堵道路上的發(fā)動機(jī)熱穩(wěn)定運(yùn)行排放因子只與機(jī)動車行駛速度有關(guān)。

運(yùn)用歐洲環(huán)境署（EEA）的COPERT IV模型作為機(jī)動車尾氣排放因子研究的基礎(chǔ)，并通過分析研究確定了以下結(jié)論：

式中：v表示小汽車在擁堵時(shí)段內(nèi)擁堵道路k上的平均行駛速度；fCO,mn表示汽油小汽車的CO排放因子模型；fNOX,mn表示汽油小汽車的NOX排放因子模型；fVOC,mn表示汽油小汽車的VOC排放因子模型；m=1,2,3,4,5分別對應(yīng)EURO I，EURO II，EURO III，EURO IV，EURO V的排放控制標(biāo)準(zhǔn)，n=1,2,3分別對應(yīng)CC＜1.41，1.41＜CC＜2.01，CC＞2.01的發(fā)動機(jī)排量（CC表示機(jī)動車排量）。

經(jīng)過相關(guān)調(diào)查可知，目前道路上行駛小汽車幾乎為汽油小汽車。目前行駛在道路上的小汽車幾乎都為EURO V排放標(biāo)準(zhǔn)，且小汽車排量基本在1.6升左右，在1.41＜CC＜2.01范圍內(nèi)，所以汽油小汽車CO排放因子模型可確定為以下關(guān)于小汽車平均行駛速度v的函數(shù)、NOX排放因子模型可確定為以下關(guān)于小汽車平均行駛速度v的函數(shù)、VOC排放因子模型可確定為以下關(guān)于小汽車平均行駛速度v的函數(shù)分別確定如下：

3.2.3單位額外燃油消耗成本（CR）

機(jī)動車擁堵時(shí)段行駛在擁堵道路k上時(shí)速度緩慢，根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究，機(jī)動車在低速行駛下的耗油量一般會高于經(jīng)濟(jì)速度下的耗油量，這時(shí)機(jī)動車就會產(chǎn)生額外的燃油消耗。本文應(yīng)用實(shí)際發(fā)生法，對小汽車的額外燃油消耗成本進(jìn)行量化研究。通常小汽車消耗汽油。所以，建立如下?lián)矶聲r(shí)段擁堵路段k上的單位額外燃油消耗成本公式：

其中：CR表示在擁堵時(shí)段內(nèi)通過擁堵道路k的機(jī)動車造成的單位額外燃油消耗成本（元/輛）；τ表示額外燃油消耗量的修正系數(shù)；ΔG表示小汽車在擁堵狀態(tài)下比在自由流狀態(tài)下行駛額外增加的額外燃油消耗量（升/（百公里·輛））；S表示擁堵路段k的長度（公里）；Y表示汽油的均價(jià)（元/升）。

對上式中的參數(shù)進(jìn)行確定。

（1）額外燃油消耗量的修正系數(shù)τ的確定

本文研究的是擁堵路段k的一般擁堵狀態(tài)下的額外燃油消耗量，而極端天氣等特殊情況下對機(jī)動車的耗油量也會有影響，所以用修正系數(shù)τ對額外燃油消耗量進(jìn)行調(diào)整。修正系數(shù)τ可根據(jù)近年遇到的例如極端氣候等特殊情況做判定。

（2）小汽車在擁堵狀態(tài)下比在自由流狀態(tài)下行駛額外增加的單位燃油消耗量ΔG的確定

式中：G表示小汽車在擁堵狀態(tài)下行駛的燃油消耗量（升/（百公里·輛））；G0表示小汽車在自由流狀態(tài)下行駛的燃油消耗量（升/（百公里·輛））。

（3）汽油的均價(jià)Y的確定

汽油的均價(jià)根據(jù)當(dāng)年我國的汽油價(jià)格進(jìn)行標(biāo)定。

4 結(jié)束語

城市道路擁堵收費(fèi)是解決道路擁堵的一項(xiàng)有效措施，其中收費(fèi)定價(jià)是關(guān)鍵。道路擁堵產(chǎn)生的外部成本可作為定價(jià)的基礎(chǔ)理論，擁堵定價(jià)即為每輛車每次出行產(chǎn)生的外部成本。本文在計(jì)算外部成本的過程中，對出行者的時(shí)間延誤成本、環(huán)境污染成本和額外燃油消耗成本進(jìn)行量化研究。希望對特大型城市商業(yè)中心區(qū)域道路擁堵現(xiàn)象能有一定的改善作用。