2021-4-9 | 宏观经济
1引言
传统的对城市交通方式结构的研究主要集中于四阶段法中的交通方式划分预测模型，包括集计模型与非集计模型，通过模型的计算得到各交通方式分担率，进而完成各交通方式客运量预测。城市交通方式结构是城市交通系统中不同交通方式所承担的交通量比例关系，这种比例关系反映了不同交通方式在交通系统中的功能与地位［1］。本文应用系统动力学方法研究城市交通方式结构的变化趋势，核心围绕城市交通方式结构的计算公式，即各交通方式的出行量在居民总出行量中所占的比例，分析城市交通系统的社会经济、居民出行特征、交通供需、交通能耗、交通污染、交通政策等因素，构建城市交通方式结构的系统动力学模型，利用实例研究来模拟城市交通方式结构发展变化趋势。
2系统分析与模型构建
系统动力学研究的问题是源自反馈机制的系统动力学问题，城市交通问题的系统是复杂的、动态的、开放的，具有反馈结构，它本质上就属于系统动力学问题，因此应用系统动力学进行建模是可行的。系统动力学方法可以很好的适用于研究城市与交通系统的动态性。系统动力学专门研究内部因果关系作用下的系统发展动态过程，能对系统的动态发展及其趋势进行考察，能作长期的动态战略性的定量分析研究，是研究交通系统的良好工具。
2．1确定问题
大城市出现严重的城市交通拥堵现象，环境污染、能源消耗问题，影响城市的生产生活以及经济建设的发展。改善城市交通运行状况的交通政策很多，但效果相差十分明显。构建系统动力学模型，模拟在不同交通政策下城市交通方式结构及相关影响因素的动态变化趋势，如城市交通方式结构、城市交通基础设施、运输工具、经济发展、城市居民出行需求。为了使模型能反映政策执行与实施的有效性与客观效果，模型中引入政策的评估的指标与准则，如模型中的污染、能耗、道路交通负荷等指标。
2．2系统的界限
划定系统界限时，应把那些产生所感兴趣的系统行为的必需的变量划进界限内。能不划入的就尽量不划入，能集中简化的就加以简化。该模型目的是研究城市交通方式结构及城市交通运行状态的动态演变趋势。主要对常规公交、轨道交通、出租车、小汽车进行研究。系统界限大体包括下述内容:①城市社会与经济发展;②城市居民出行需求;③各交通方式客运量、出行量、客运周转量;④道路交通负荷;⑤交通尾气污染、交通能耗;⑥交通政策因素:交通投资政策、小汽车需求管理政策、公交优先政策、出租车管理政策。
2．3系统动力学模型的系统要素分析
2．3．1主要的模块要素分析
2．3．1．1城市社会与经济发展要素①GDP;②城市人口;③小汽车保有量。
2．3．1．2交通需求
①居民出行强度、居民出行量;②轨道交通平均乘距、轨道交通客运量、轨道交通出行量;③公交车平均乘距、公交车日均行驶里程、公交车客运量、公交车出行量;④出租车服务次数、出租车平均载客人次、出租车平均乘距、出租车日均行驶里程、出租车客运量、出租车出行量;⑤小汽车出行次数、小汽车平均载客人次、小汽车平均运距、小汽车日均行驶里程、小汽车客运量、小汽车出行量。
2．3．1．3交通供给
①轨道交通线路长度、轨道交通车辆;②公交车线路长度、公交车;③出租车保有量。
2．3．1．4道路交通负荷
①道路交通负荷;②小汽车道路交通量;③公交车道路交通量;④出租车道路交通量。
2．3．1．5交通尾气污染及交通能耗
①轨道交通能耗因子、轨道交通尾气排放因子、轨道交通客运周转量;②公交车能耗因子、公交车尾气排放因子、公交车客运周转量;③出租车能耗因子、出租车尾气排放因子、出租车客运周转量;④小汽车能耗因子、小汽车尾气排放因子、小汽车客运周转量。2．3．1．6交通政策①交通投资政策;②公交优先政策;③小汽车需求管理政策;④出租车管理政策。
2．3．2系统要素的因果关系
通过对模块要素进行因果关系分析，可以构建城市交通方式结构系统动力学模型，模型中主要的因果关系包括以下部分:
2．3．2．1道路交通负荷
道路交通负荷(PCU公里/日，PCU表示“折合小汽车当量”英文(passengercarunit)的缩写语)可作为衡量城市交通运行状况的评估指标，假设道路设施规模不变的前提下，模拟不同交通政策对城市交通的实施效果，道路交通负荷小的方案实施效果更佳。道路交通负荷包括公交车道路交通量、出租车道路交通量、小汽车道路交通量。公交车道路交通量受到公交车车辆规模、公交车日均行驶里程、公交车折算系数的影响;出租车道路交通量受到出租车保有量、出租车日均行驶里程的影响，二者均要受到出租车管理政策制约;小汽车道路交通量受到私人小汽车保有量、小汽车日均行驶里程的影响，二者均要受到小汽车需求管理政策制约。
2．3．2．2城市交通方式结构
城市交通方式结构中交通量的统计内容，国际上一般分为三类:出行量、客运量和客运周转量，单位分别为:人次、乘次和人公里，本文所研究的交通量为出行量，因此城市交通方式结构为出行方式结构［1］。城市交通方式结构由各交通方式的出行量和居民出行总量共同确定。最容易获得的数据为各交通方式的客运量，但是各交通方式客运量并不等于相应交通方式的居民出行量，需将转换客运量为出行量。其中，小汽车客运量相当于小汽车出行量、出租车客运量相当于出租车出行量。轨道交通客运量本身会受到轨道交通供给能力制约，轨道交通供给能力包括轨道交通线路长度、轨道交通车辆规模，通过多元线性回归分析，轨道交通客运量又受到公交客运量的影响。通过多元线性回归分析，公交客运量仅与公交车供给具有线性关系，即公交车客运量由公交车供给能力相关。小汽车客运量由小汽车保有量规模和小汽车出行次数决定，小汽车出行次数受到小汽车需求管理政策制约，私人小汽车保有量受到经济发展水平和小汽车需求管理政策的制约。出租车客运量由出租车保有量和出租车服务次数决定，二者都受到出租车管理政策制约。