北京市交通擁堵影響因素分析

劉思遠(yuǎn)　吳天遂　陳清玉　郭衍培

摘 要：交通擁堵是絕大多數(shù)城鎮(zhèn)普遍存在的問題，特別是以北京、上海、廣州和深圳為代表的大城市交通擁堵問題尤其突出，直接影響人們的生活質(zhì)量。該文基于北京市1995—2015年的城市發(fā)展、交通需求、交通供給的18項(xiàng)基本數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)調(diào)查的交通數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)分析方法定性和定量地分析了交通擁堵問題的成因。然后利用層次分析方法給出了交通改善的長(zhǎng)期應(yīng)對(duì)策略和可操作的解決方案。

關(guān)鍵詞：北京市 交通擁堵 相關(guān)分析 回歸分析 層次分析

中圖分類號(hào)：F29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（c）-0177-03

城市交通堵塞，是指一種車多擁擠且車速緩慢的現(xiàn)象，通常在假日或上下班高峰等時(shí)刻出現(xiàn)。此情形常出現(xiàn)于世界上各大都市區(qū)、連接兩都市間的高速公路，及汽車使用率高的地區(qū)[1]。北京被大家戲稱為“首堵”。近年來(lái)國(guó)家和北京市政府不斷出臺(tái)各種治理交通擁堵的政策和方法。2005年，北京市確立了公共交通優(yōu)先的發(fā)展戰(zhàn)略；2008年，施行單雙號(hào)臨時(shí)管理措施到尾號(hào)限行措施；2009年，北京市新尾號(hào)限行措施正式實(shí)施；2010年，北京市治理交通擁堵綜合措施正式對(duì)外公布，明確今后北京將合理調(diào)控小客車增長(zhǎng)，必要時(shí)重點(diǎn)路段高峰實(shí)施單雙號(hào)限行，擇機(jī)收取擁堵費(fèi)，實(shí)行錯(cuò)峰上下班等措施緩解交通。2011年1月起，搖號(hào)購(gòu)車，出臺(tái)“28條措施”，4月起，北京大幅提高停車費(fèi)。近年來(lái)，北京不斷推出新措施治理交通擁堵，在2016年“兩會(huì)期間，北京市提出了包括加密軌道交通網(wǎng)線、地面公交進(jìn)一步優(yōu)化、智能交通將廣泛應(yīng)用、提升道路的通行效率、大力整治停車秩序、打造微循環(huán)道路、完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、改善自行車、步行交通條件等措施來(lái)緩解北京的交通擁堵[2]。近年來(lái)，對(duì)交通擁堵問題成因和交通改善策略也是理論研究的熱點(diǎn)問題之一。一方面是基于一些有效的理論模型對(duì)交通擁堵的評(píng)價(jià)指標(biāo)、交通流預(yù)測(cè)、交通擁堵狀態(tài)預(yù)測(cè)、交通擁堵評(píng)價(jià)模型、交通擁堵影響因素進(jìn)行了分析論證[4-9，15]。另一方面是基于社會(huì)學(xué)角度研究了北京市交通擁堵的原因和對(duì)策[10-14]。

該文將討論如下問題，第一，通過(guò)分析北京市1995—2015年城市發(fā)展、交通需求、交通供給的各項(xiàng)指標(biāo)，提煉出18個(gè)可能與交通擁堵相關(guān)的指標(biāo)數(shù)據(jù)，利用相關(guān)分析的方法，定性討論了影響北京市交通擁堵的主要因素，然后利用回歸分析進(jìn)行定量研究，并利用觀測(cè)到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。第二，利用層次分析法，討論了北京市交通改善的應(yīng)對(duì)策略和可行的解決方案。第三，針對(duì)上述問題，給出進(jìn)一步的研究計(jì)劃。

1 北京市交通擁堵的主要因素分析

1.1 相關(guān)分析

根據(jù)文獻(xiàn)[1-12]，結(jié)合北京市的具體情況，從城市發(fā)展、交通供給、交通需求方面選取1995—2015年的18個(gè)影響因素指標(biāo)：常住人口密度、GDP、人均GDP、機(jī)動(dòng)車增長(zhǎng)率、城市道路長(zhǎng)度、城市道路面積、公共電汽車運(yùn)營(yíng)線路條數(shù)、公共電汽車運(yùn)行線路長(zhǎng)度、公共電汽車運(yùn)行車輛數(shù)、公共電汽車年客運(yùn)量、軌道交通運(yùn)營(yíng)線路、軌道交通運(yùn)營(yíng)里程、軌道交通運(yùn)營(yíng)車輛數(shù)、軌道交通年客運(yùn)量、出租車數(shù)量、出租車年客運(yùn)量、汽油平均價(jià)格、五環(huán)內(nèi)晚高峰主要路網(wǎng)平均速度。詳細(xì)數(shù)據(jù)見附錄。首先根據(jù)18個(gè)影響因素指標(biāo)的柱狀圖進(jìn)行直觀分析：

近年來(lái)，北京市常住人口密度、城市道路面積呈緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)，人口密度的緩慢增長(zhǎng)主要得益于北京市一系列控制人口數(shù)量的政策的貫徹實(shí)施。GDP、人均GDP、軌道交通的各項(xiàng)數(shù)據(jù)呈持續(xù)快速增長(zhǎng)的特點(diǎn)，公共電汽車運(yùn)行車輛數(shù)2002年前呈快速增長(zhǎng)，之后增長(zhǎng)速度變緩。出租車的數(shù)量變化較小，客運(yùn)量2015年呈下降趨勢(shì)。其他指標(biāo)在緩慢增長(zhǎng)的過(guò)程中有小幅的震動(dòng)。然后，計(jì)算18個(gè)影響因素指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣。其中，影響因素與五環(huán)內(nèi)晚高峰主要路網(wǎng)平均速度之間的相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果如表1。

我們發(fā)現(xiàn)，五環(huán)內(nèi)晚高峰主要路網(wǎng)平均速度與機(jī)動(dòng)車數(shù)量年增長(zhǎng)率負(fù)相關(guān)，說(shuō)明機(jī)動(dòng)車數(shù)量年增長(zhǎng)率越高，五環(huán)內(nèi)晚高峰主要路網(wǎng)平均速度越慢，所以北京市合理調(diào)控小客車增長(zhǎng)的相關(guān)政策是合理的。五環(huán)內(nèi)晚高峰主要路網(wǎng)平均速度與出租車年客運(yùn)量、汽油平均價(jià)格弱相關(guān)，說(shuō)明這兩個(gè)因素對(duì)路網(wǎng)平均速度的影響很弱，這是因?yàn)楸本┦薪陙?lái)一直值嚴(yán)格控制出租車數(shù)量并采取加密軌道交通網(wǎng)線、地面公交進(jìn)一步優(yōu)化、完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)等措施加強(qiáng)公共出行能力。五環(huán)內(nèi)晚高峰主要路網(wǎng)平均速度與其他因素均高度正相關(guān)，例如與人均GDP高度正相關(guān)，人均GDP的增加，決定了投資能力與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的增加。北京市交通環(huán)境的暢通與否與交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資力度有關(guān)。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度越高，城市交通建設(shè)能力越強(qiáng)，公共交通越發(fā)達(dá)，北京市擁堵治理的成效即路網(wǎng)運(yùn)行速度也會(huì)越高。另外，北京市出臺(tái)的控制人口、加強(qiáng)公共出行能力等一系列舉措是合理和必要的。

人口密度除了與機(jī)動(dòng)車數(shù)量年增長(zhǎng)率，出租車數(shù)量和出租車年客運(yùn)量幾乎不相關(guān)外，與其它指標(biāo)均高度相關(guān)，這與北京市控制機(jī)動(dòng)車和出租車數(shù)量增長(zhǎng)的相關(guān)政策實(shí)施有非常密切的關(guān)系。

機(jī)動(dòng)車年增長(zhǎng)率與出租車年客運(yùn)量、汽油平均價(jià)格弱相關(guān)外，與其它因素均負(fù)相關(guān)，這個(gè)結(jié)果也是得益于控制機(jī)動(dòng)車和出租車數(shù)量增長(zhǎng)的相關(guān)政策的實(shí)施，并且說(shuō)明這一政策已經(jīng)取得顯著成效。

公共電汽車的相關(guān)數(shù)據(jù)與軌道交通的相關(guān)數(shù)據(jù)均高度相關(guān)，反映了北京市政府近年來(lái)確實(shí)大力加強(qiáng)了公共交通的投入。軌道交通的年客運(yùn)量只與公共電汽車的年客運(yùn)量幾乎不相關(guān)，說(shuō)明在北京市公共電汽車和軌道交通應(yīng)該同時(shí)發(fā)展，人們可以根據(jù)自身情況選擇合適的交通工具出行。

特別值得注意的是，軌道交通數(shù)量和公共電汽車運(yùn)營(yíng)數(shù)量與機(jī)動(dòng)車年增長(zhǎng)率負(fù)相關(guān)，說(shuō)明北京市需要大力加強(qiáng)軌道交通和地面公交的建設(shè)，從而可以降低機(jī)動(dòng)車的需求量。

由于衡量道路是否擁堵的主要指標(biāo)之一五環(huán)內(nèi)主要路網(wǎng)機(jī)動(dòng)車的平均速度除了和出租車的相關(guān)數(shù)據(jù)相關(guān)性弱，與機(jī)動(dòng)車的年增長(zhǎng)率高度負(fù)相關(guān)，與其它指標(biāo)均高度正相關(guān)。這說(shuō)明城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大勢(shì)必會(huì)影響道路交通的通暢程度，結(jié)合2016年12月16日晚6：00～7：30在北京市海淀區(qū)海淀黃莊十字路口調(diào)查的相關(guān)數(shù)據(jù)（見附錄），尤其是機(jī)動(dòng)車數(shù)量的不斷增多是引起交通擁堵的主要原因之一。我們進(jìn)一步利用逐步回歸對(duì)機(jī)動(dòng)車擁有量做定量分析，得到如下結(jié)論。

（1）

其中，y表示機(jī)動(dòng)車數(shù)量，x表示人均GDP。由于方差和參數(shù)的顯著性檢驗(yàn)p值均小于0.001，R2=0.9381，所以我們可以認(rèn)為擬合效果良好。（1）式表明，人均GDP每增加一元，如果不加以控制，機(jī)動(dòng)車會(huì)增加120萬(wàn)輛。

綜上，我們可以認(rèn)為，北京市人口密度的加大，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，機(jī)動(dòng)車擁有量的不斷增大都是引起交通擁堵的主要原因。另外，北京市近年來(lái)出臺(tái)的各種解決交通擁堵的政策法規(guī)，尤其是嚴(yán)格控制城市人口規(guī)模、控制機(jī)動(dòng)車數(shù)量對(duì)緩解直至解決交通擁堵起到了十分顯著的作用。

2 交通改善的應(yīng)對(duì)策略和可操作的解決方案

根據(jù)上述18項(xiàng)影響因素，我們已知北京市近年來(lái)實(shí)施的解決交通擁堵的政策法規(guī)，包括尾號(hào)限行，搖號(hào)購(gòu)車、加密軌道交通網(wǎng)線、地面公交進(jìn)一步有優(yōu)化、智能交通將廣泛應(yīng)用、提升道路的通行效率、大力整治停車秩序、打造微循環(huán)道路、完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、改善自行車、步行交通條件等措施是非常科學(xué)的，這些措施使得城市交通擁堵得到了有效地改善，但是否還有其他可行的措施需要我們?nèi)フ{(diào)研探索，我們基于2016年12月16日北京市海淀區(qū)黃莊路口調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)行人非機(jī)動(dòng)車違反交通規(guī)則的情況非常嚴(yán)重，幾乎每個(gè)紅燈等候的時(shí)間行人都走到了機(jī)動(dòng)車道路上等候，這就導(dǎo)致右轉(zhuǎn)車輛行駛非常緩慢，而且非機(jī)動(dòng)車闖紅燈現(xiàn)象非常嚴(yán)重，大大降低了機(jī)動(dòng)車的通行速度，甚至?xí)蝗患眲x車，引起交通事故，帶來(lái)嚴(yán)重的交通擁堵。雖然每個(gè)路口都有兩名交通協(xié)管員，但有些人仍然違反交通規(guī)則。下面我們利用層次分析法進(jìn)一步探討行人非機(jī)動(dòng)車的這種行為是否對(duì)交通擁堵產(chǎn)生影響。

（1）首先建立層次分析模型的層次結(jié)構(gòu)。

目標(biāo)層：A：緩解交通擁堵。

方案層：C1：引進(jìn)更先進(jìn)的智能交通C2：宣傳教育C3：加強(qiáng)交通管理。

（2）建立兩兩判斷矩陣并利用歸一化的方法計(jì)算評(píng)價(jià)單元的權(quán)重向量。

所以通過(guò)一致性檢驗(yàn)，判斷矩陣的一致性是可以接受的。

因此各方案的優(yōu)劣順序?yàn)镃2>C3>C1，說(shuō)明方案C2優(yōu)于其他方案，也就是，宣傳教育是緩解交通擁堵的重要手段之一。

由于我們調(diào)查的數(shù)據(jù)來(lái)自于北京市海淀區(qū)海淀黃莊路口，這是一條重要的交通主道路，周圍有中學(xué)、大學(xué)、醫(yī)院、寫字樓等，路口交通非常繁忙，而且行人和非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)私^大多數(shù)是年輕人。我們調(diào)查發(fā)現(xiàn)，紅綠燈的持續(xù)時(shí)間是有變化的，綠燈持續(xù)時(shí)間有90 s、120 s、180 s、200 s幾種情況，紅燈持續(xù)時(shí)間為30 s、40 s兩種情況，黃燈持續(xù)時(shí)間為4 s，說(shuō)明交管部門已經(jīng)采取智能方法根據(jù)車流量控制了紅綠燈時(shí)間。各方向路口的非機(jī)動(dòng)車行人違章情況非常嚴(yán)重，所以，針對(duì)這樣的地區(qū)，應(yīng)該利用各種手段加強(qiáng)對(duì)公民的遵守交通規(guī)則的教育，尤其是在校學(xué)生。今后我們可以通過(guò)建立交通宣傳欄，建立專題交通宣傳月，交警走進(jìn)校園對(duì)中學(xué)生進(jìn)行交通法規(guī)的教育，通過(guò)公眾號(hào)、手機(jī)APP傳送交通規(guī)則宣傳視頻等方法加強(qiáng)宣傳教育力度。另外，還需要加強(qiáng)違反規(guī)則的懲罰力度，雙管齊下，就可以使違反交通規(guī)則的現(xiàn)象盡快消失，使道路更加通暢。

3 結(jié)語(yǔ)

該文基于北京市1995—2015年的城市發(fā)展、交通需求、交通供給的18項(xiàng)影響因素指標(biāo)和實(shí)時(shí)調(diào)查的交通數(shù)據(jù)，利用相關(guān)分析和回歸分析的方法討論了北京市交通擁堵的主要影響因素，我們認(rèn)為人口密度的增大，城市規(guī)模的擴(kuò)大和機(jī)動(dòng)車擁有量是引起交通擁堵的主要因素。并且得出北京市近年來(lái)實(shí)施的改善交通擁堵的一系列措施，包括尾號(hào)限行，搖號(hào)購(gòu)車、加密軌道交通網(wǎng)線、地面公交進(jìn)一步有優(yōu)化、智能交通將廣泛應(yīng)用、提升道路的通行效率、大力整治停車秩序、打造微循環(huán)道路、完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、改善自行車、步行交通條件等是非?？茖W(xué)的有成效的。然后結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，利用層次分析法得到了加強(qiáng)宣傳教育、加強(qiáng)交通管理也是交通改善的應(yīng)對(duì)策略和長(zhǎng)期可操作的解決方案。最后我們指出，除了北京市政府進(jìn)一步加強(qiáng)控制交通擁堵的政策的實(shí)施外，還需進(jìn)一步對(duì)行人非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T加強(qiáng)交通法規(guī)的宣傳，使他們知法守法，有助于緩解北京市交通擁堵的壓力。

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