基于博弈模型的交通出行工具選擇

江蘇南京 謝崢嶸

基于博弈模型的交通出行工具選擇

江蘇南京 謝崢嶸

隨著人們生活水平的日益提高，私家車數(shù)量不斷增加，交通擁堵現(xiàn)象也逐漸加劇。交通擁堵現(xiàn)象的出現(xiàn)與經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展有著密不可分的關(guān)聯(lián)，因此我們可以從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來(lái)思考探究這一問(wèn)題。本文嘗試通過(guò)博弈論中的經(jīng)典模型——斗雞博弈模型來(lái)探討交通出行工具的選擇問(wèn)題。

斗雞博弈 交通擁堵 出行工具 私家車 公共交通 綠色出行

近年來(lái)，隨著國(guó)民收入的不斷增加，越來(lái)越多的人選擇購(gòu)買私家車出行。隨之而來(lái)是交通擁堵現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，并且不斷加劇。2016年上半年，全國(guó)400個(gè)城市平均擁堵延時(shí)指數(shù)為1.58，平均時(shí)速只有24.8km/h。而與此同時(shí)我國(guó)汽車保有量持續(xù)快速增長(zhǎng)、城市交通道路建設(shè)的相對(duì)滯后、互聯(lián)網(wǎng)約車模式的迅速發(fā)展、惡劣天氣的影響加劇等因素又導(dǎo)致了路面擁堵?tīng)顩r的不斷加劇。因此，交通出行工具的選擇，就成為了人們生活中的難題，既需要考慮到時(shí)間因素，又需要兼顧到便捷程度。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來(lái)看，兩者之間的沖突存在著博弈。

1　博弈模型的含義

博弈論，英文為game theory，是研究決策主體的行為發(fā)生直接相互作用時(shí)候的決策以及這種決策的均衡問(wèn)題。也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)主體，好比說(shuō)一個(gè)人或一個(gè)企業(yè)的選擇受到其他人、其他企業(yè)選擇的影響，而且反過(guò)來(lái)影響到其他人、其他企業(yè)選擇時(shí)的決策問(wèn)題和均衡問(wèn)題。所以在這個(gè)意義上說(shuō)，博弈論又稱為“對(duì)策論”[1]。博弈論在經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治學(xué)中的應(yīng)用非常廣泛。而斗雞博弈是博弈論的一種典型運(yùn)用，它是指在一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境下，兩個(gè)爭(zhēng)斗者誰(shuí)先退縮，誰(shuí)先丟面子的問(wèn)題。例如，兩個(gè)人沿著獨(dú)木橋相向而行，每個(gè)人都有前進(jìn)或者后退兩種策略。如果兩人同時(shí)前進(jìn)，則會(huì)雙雙落水。如果有一個(gè)人前進(jìn)而另外一個(gè)人選擇后退，則選擇前進(jìn)者勝利，而選擇后退者丟失面子。而如果兩個(gè)人同時(shí)選擇后退，則雙方都丟失面子。

表1　

在上述斗雞博弈模型中，存在著以下幾個(gè)要素。參與者——兩個(gè)過(guò)河的人；策略——前進(jìn)和后退；效用——兩人所選策略帶來(lái)的收益。定義收益為：雙方前進(jìn)，都損失2的收益，及收益為-2。若一人前進(jìn)一人后退，則前進(jìn)者收益為4，后退著收益為-1；雙雙后退，雙方收益為-1。支付矩陣如表1所示。

我們可以用劃線法來(lái)找出此時(shí)博弈雙方的均衡解。首先A、B兩人，考慮A的策略，對(duì)于每一個(gè)B的給定的策略，找出A的最優(yōu)策略，在其對(duì)應(yīng)的支付下劃一橫桿，再用類似的方法找出B的最優(yōu)策略。完成這個(gè)過(guò)程后，如果某個(gè)支付格的兩個(gè)數(shù)字下都有桿，這個(gè)數(shù)字各對(duì)應(yīng)的策略組合就是一個(gè)納什均衡[1]。此時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，在選擇A前進(jìn)B后退或A后退B前進(jìn)這兩種策略時(shí)雙方分別擁有最大收益。

2　博弈模型應(yīng)用于交通出行工具的選擇

同樣的，我們可以通過(guò)構(gòu)建斗雞博弈模型來(lái)研究交通出行工具選擇問(wèn)題。首先，我們?cè)O(shè)定出行工具選擇的情形。假設(shè)有甲和乙兩群人出行上班，每一群人都有兩種選擇，即使用私家車與公共交通工具(以下簡(jiǎn)稱公共交通)。而路面容量只允許當(dāng)其中一群人自駕時(shí)可流暢行駛，兩群人互相不知道對(duì)方采取何種方式出行。

在這個(gè)斗雞博弈模型中，有以下幾種情況。(1)甲乙都選擇私家車，由于私家車過(guò)多，從而導(dǎo)致交通堵塞情況加劇，堵車時(shí)間變長(zhǎng)，引起上班遲到等一系列問(wèn)題。且在雙方同時(shí)使用私家車的情況下，尾氣排放量增大，對(duì)環(huán)境污染也增加，不符合低碳出行的理念。(2)一方選擇私家車，另外一方選擇公共交通，此時(shí)交通擁堵現(xiàn)象穩(wěn)定，車輛可正常通行。乘坐私家車的人此時(shí)擁有更舒適的環(huán)境，而乘坐公交車的人則會(huì)處于一個(gè)擁擠的環(huán)境中，因此選擇私家車的人群擁有更高收益。(3)甲乙兩群人同時(shí)乘坐公共交通，此時(shí)路面情況優(yōu)秀，暢通無(wú)阻，但此時(shí)公共交通數(shù)量會(huì)凸顯不足，無(wú)法承擔(dān)兩群人，導(dǎo)致車內(nèi)擁擠不堪，引起車內(nèi)乘客的疲勞，從而導(dǎo)致上班時(shí)疲累的狀態(tài)，因此總體收益也偏低。

該斗雞博弈模型則擁有以下幾個(gè)要素。參與者——選擇出行工具的兩群人甲和乙。策略——兩群人分別有兩種選擇，即選擇私家車或選擇公共交通。效用——選擇私家車或選擇公共交通帶來(lái)的收益。此時(shí)收益為：(1)當(dāng)兩者同時(shí)選擇私家車，由于交通堵塞等情況，甲乙雙方收益都為2。(2)而當(dāng)其中一方選擇私家車，另一方選擇公共交通時(shí)，選擇私家車一方收益為4，選擇公共交通一方收益為3。(3)當(dāng)兩方同時(shí)選擇公共交通時(shí)，雙方收益均為1。此時(shí)可列出的支付矩陣如表2所示。

表2　

根據(jù)劃線法，我們可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)甲選擇公共交通、乙選擇私家車或乙選擇公共交通、甲選擇私家車時(shí)，雙方分別擁有最大收益。

3　緩解交通壓力，選擇公共交通出行工具

經(jīng)過(guò)上述分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一方選擇私家車而另一方選擇公共交通時(shí)雙方收益最大。但只從選擇私家車和公共交通兩個(gè)方面來(lái)看，私家車是更優(yōu)選擇。當(dāng)下政府積極倡導(dǎo)低碳生活，綠色出行；同時(shí)又要考慮到上班的情況。因此可以通過(guò)改進(jìn)交通需求管理政策來(lái)緩解擁堵。交通需求管理是一組措施的集合, 這些措施通過(guò)為出行者提供多種出行選擇等方式影響人們的出行行為，從而達(dá)到降低擁擠程度的目的。從廣義上講, 這些措施大致可分為三大類：(l)為出行者提供一種或多種高效率的出行方式，降低出行壓力。(2)誘使人們減少出行，或者錯(cuò)峰出行，避開(kāi)易出現(xiàn)擁堵的高峰時(shí)段。(3)足不出戶來(lái)完成出行目的[2]。由此，我們可以通過(guò)以下幾個(gè)方案來(lái)緩解此問(wèn)題。

第一，大力發(fā)展公共交通，提高公交服務(wù)水平。在城市規(guī)劃建設(shè)中，優(yōu)先發(fā)展公共交通，增加公交、地鐵等多種出行選擇方式，提高公共交通運(yùn)載能力，引導(dǎo)人們更多地選擇公共交通方式出行。公共交通的發(fā)展，可以有效緩解乘車時(shí)的擁擠，提高乘車的效益。

第二，通過(guò)增加公交專用車道，提高公交運(yùn)營(yíng)速度，改進(jìn)公交乘坐舒適性，合理分布公交站點(diǎn)，提高公交運(yùn)行覆蓋率，使居民乘坐公共交通更加方便，大力提高公交服務(wù)水平，使城市居民自覺(jué)傾向于乘坐公共交通工具。

第三，對(duì)使用公共交通提供適當(dāng)補(bǔ)貼。比如在高峰時(shí)段可以對(duì)公共交通——如公交、地鐵等進(jìn)行更大的折扣，以此來(lái)吸引居民乘坐公共交通工具，提高使用公共交通所帶來(lái)的收益。

第四，使用限號(hào)政策降低汽車流量。使用單雙號(hào)限號(hào)政策，減少每日私家車的出行量，同時(shí)增加公共交通的使用，以此來(lái)緩解交通擁堵壓力。這樣既降低了私家車的出行收益，又提高了公共交通的收益。例如北京現(xiàn)已實(shí)施限號(hào)政策，交通擁堵現(xiàn)象得到了一定改善。

第五，加強(qiáng)綠色出行宣傳。從出行目的來(lái)看，私人交通需求包括通勤、通學(xué)交通需求和休閑交通需求；從出行方式來(lái)看，私人交通需求包括私車交通需求和公共交通需求。私車交通需求管理的目標(biāo)就是將通勤、通學(xué)交通需求逐步導(dǎo)向公共交通工具，同時(shí)滿足人們對(duì)私車的休閑交通需求[3]。因此，政府可以加強(qiáng)對(duì)綠色出行的宣傳。通過(guò)對(duì)綠色出行的宣傳，來(lái)使更多人采取乘坐公共交通這樣的低碳出行方式，以提高公共交通的效益。

4　結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外各大城市都對(duì)解決交通擁堵現(xiàn)象提出了許多解決方案，而斗雞博弈對(duì)解決交通出行工具選擇問(wèn)題具有良好的指導(dǎo)作用。在面對(duì)出行交通工具選擇問(wèn)題方面，通過(guò)斗雞博弈，我們可以發(fā)現(xiàn)其中的糾結(jié)之處，從而找到解決問(wèn)題的方法。同時(shí)，通過(guò)斗雞博弈，我們還可以主動(dòng)選擇“后退一步”，為了緩解擁堵現(xiàn)象選擇公共交通出行。再延伸到社會(huì)生活中，我們?yōu)槿颂幨乱残枰M(jìn)行適度退讓，忍一時(shí)風(fēng)平浪靜，退一步海闊天空。有時(shí)退讓是為了更好地前進(jìn)。理性選擇，往往會(huì)帶來(lái)更好的收益。

斗雞博弈提示我們，面對(duì)生活中的復(fù)雜問(wèn)題與情況，一定要仔細(xì)進(jìn)行分析，不能一味地貪功冒進(jìn)，要有適度的后退，有時(shí)丟失一些面子并不是一件壞事，完成最終的目標(biāo)才是關(guān)鍵。

[1] 張維迎．博弈論與信息經(jīng)濟(jì)學(xué)[M]．上海：三聯(lián)出版社，2004．

[2] 李蘭冰．我國(guó)城市交通擁擠的成因及其對(duì)策研究[J]．理論學(xué)刊，2005(6)．

[3] 鄭憲強(qiáng)．出行成本對(duì)私車交通需求的影響及其政策選擇[J]．北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2011(1)．

F570.5

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2096-0298(2016)11(b)-175-02