李正剛 王利利 胡萬欣 劉玉露

0 引 言

擁堵收費(fèi)的公平性影響分析是實(shí)施擁堵收費(fèi)研究的重要部分。實(shí)施擁堵收費(fèi)的一大難點(diǎn)是出行者對(duì)擁堵收費(fèi)帶來的城市道路資源分配合理性、收取的費(fèi)用如何分配及監(jiān)督的質(zhì)疑。在擁擠收費(fèi)收入的再分配過程中涉及的利益主體眾多，獲利人群和繳費(fèi)人群的利益應(yīng)如何平衡[1]？國(guó)外有些 CBD地區(qū)已經(jīng)實(shí)施了擁擠收費(fèi)措施，并且，對(duì)實(shí)施措施后的效果及影響進(jìn)行了調(diào)查分析[2-4]。羅清玉在對(duì)比分析倫敦?fù)矶率召M(fèi)區(qū)域2002年和2003年的相關(guān)數(shù)據(jù)后，得出擁堵收費(fèi)可以帶來城市道路資源利用公平性的改善，而且，因擁堵收費(fèi)轉(zhuǎn)移的出行需求被公共交通所吸收，更加促進(jìn)了擁堵收費(fèi)的公平性[5]。雋志才、羅清玉、傅忠寧等研究了城市道路資源配置公平性的方法[6]。李軼舜、徐建閩和盧凱分析比較了區(qū)域擁擠收費(fèi)與停車換乘組合措施與單一的停車換乘和區(qū)域擁擠收費(fèi)措施下的總用戶效益及社會(huì)與空間不公平性問題[7]。

通過上述分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)于擁堵收費(fèi)聯(lián)合停車及停車換乘收費(fèi)后的影響研究很少，并且不夠深入。因此，對(duì)擁堵收費(fèi)聯(lián)合停車及停車換乘收費(fèi)實(shí)施后的公平性影響進(jìn)行研究十分必要。鑒于上述分析，本文根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，參照文獻(xiàn)[6]，[7]，應(yīng)用量化擁堵收費(fèi)的重要工具—— 洛倫茲曲線與基尼系數(shù)來研究考慮停車換乘及停車收費(fèi)條件下的擁堵收費(fèi)的公平性影響。

洛倫茲曲線是美國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家洛倫茲提出的，是用量化的形式來比較財(cái)富或資源不平等狀況，該曲線用作總結(jié)社會(huì)收入與財(cái)產(chǎn)分配平均的程度[8]。以洛倫茲曲線理論為基礎(chǔ)，在擁擠收費(fèi)過程中依據(jù)十種出行方式的人口比例和實(shí)際占有的道路資源份額可以繪制相應(yīng)的洛倫茲曲線，并依據(jù)基尼系數(shù)可以量化交通公平的程度?；嵯禂?shù)是意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家基尼（Corrado Gini）在 1912年提出的，它根據(jù)洛倫茲曲線計(jì)算出反映社會(huì)分配公平程度的指標(biāo)[9]。社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、出行強(qiáng)度、小汽車擁有率、收費(fèi)策略等都是基尼系數(shù)的影響因素，其中的一個(gè)重要因素是政策制定者的收費(fèi)策略要達(dá)到的目標(biāo)。因此，在量化城市道路資源的基礎(chǔ)上，本文給出了城市道路資源配置公平性的度量方法，定量分析了聯(lián)合收費(fèi)模式下不同出行方式的城市道路資源占用率，并利用洛倫茲曲線和基尼系數(shù)進(jìn)行公平性分析，為擁擠收費(fèi)的實(shí)施提供相關(guān)借鑒。

1 擁堵收費(fèi)公平性的評(píng)價(jià)思路分析

城市道路分配公平性評(píng)價(jià)可分為橫向和縱向，橫向評(píng)價(jià)指各種出行方式以及各種出行人群獲得城市道路資源的公平性?？v向評(píng)價(jià)為不同時(shí)期或不同交通政策下城市道路資源配置變化的公平性，并以橫向評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)[10]。

實(shí)施聯(lián)合收費(fèi)政策后，人們的出行方式會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，基本上是在以下不同出行方式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移和變化：步行、自行車、電動(dòng)自行車、摩托車、小汽車、停車換乘出行、出租車、常規(guī)公交、BRT、軌道交通出行方式之間的轉(zhuǎn)移。舉例而言，有部分時(shí)間價(jià)值較高的小汽車出行者不改變?cè)械某鲂蟹绞剑挥胁糠衷行∑嚦鲂姓邉t選擇停車換乘的方式完成出行；有些時(shí)間價(jià)值較低的出行者則會(huì)選擇一些不收費(fèi)道路，或選擇停車換乘方式出行，或者選擇地面公交方式和軌道交通方式出行等。

采用洛倫茲曲線和基尼系數(shù)對(duì)城市道路資源分配的公平性進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，將洛倫茲曲線的縱軸表示占有的社會(huì)財(cái)富百分比理解為占有道路資源的百分比，對(duì)于橫軸可以理解為在實(shí)施此政策后不同出行方式的人數(shù)占總出行人數(shù)的百分比[8]。

綜合洛倫茲曲線與基尼系數(shù)兩種評(píng)價(jià)思路，參照文獻(xiàn)[6]、[7]，聯(lián)合收費(fèi)條件下的城市道路資源公平性評(píng)價(jià)思路可以表述為：

（1）數(shù)據(jù)計(jì)算分析 首先，確定不同出行方式中單人的城市道路資源占用量和比例，然后，確定不同出行方式的人群占總出行量的比例。接著，依據(jù)上面的數(shù)據(jù)來確定不同出行方式人群占用城市道路資源的比例。

（2）根據(jù)上述數(shù)據(jù)繪制洛倫茲曲線，并標(biāo)定曲線的數(shù)學(xué)模型。

（3）根據(jù)標(biāo)定的數(shù)學(xué)模型來計(jì)算基尼系數(shù)，評(píng)價(jià)公平程度，并比較此政策實(shí)施前后洛倫茲曲線、基尼系數(shù)。

2 數(shù)據(jù)計(jì)算分析

2.1 不同出行方式單人道路資源占用量

不同出行方式中單人的城市道路資源占用量如表1所示。城市交通中的出行方式主要有軌道交通、BRT、常規(guī)公交、步行、自行車、電動(dòng)自行車、摩托車、停車換乘出行、出租車和小汽車。不同出行方式城市道路資源占用量系數(shù)為ωi，用各交通方式占用道路空間zs和占用道路時(shí)間zt的乘積折算出，即：

表1 不同出行方式單人道路時(shí)空資源占用量（m2/人）Tab.1 Road space resource utilization in different trip ways (m2/person)

2.2 確定不同出行方式比例

用 logit方法[12]確定各出行方式的人群占總出行的比例μi。將總出行人數(shù)按logit方法計(jì)算軌道交通、BRT、常規(guī)公交、步行、自行車、電動(dòng)自行車、摩托車、停車換乘、出租車和小汽車十類不同交通方式選擇的人數(shù)比例，計(jì)算如（2）式：

式中， ci為出行成本；為出租車費(fèi)用；α是模型中的校正參數(shù);為從收費(fèi)起點(diǎn)到停車場(chǎng)（有兩類停車場(chǎng)）i的時(shí)間；為擁擠付費(fèi)；y為小汽車的油油費(fèi)；為停車費(fèi)；m 為換乘時(shí)間價(jià)值；為公交費(fèi)；t為步行行駛費(fèi)用；為自行車行駛費(fèi)用。

2.3 確定不同出行方式人群總的道路資源占用比例

確定人群各出行方式占用城市道路資源的比例iψ。通過各種出行方式的單人城市道路資源用量系數(shù)iω與各方式出行量比例iμ作積，計(jì)算十種出行方式所占用的城市道路資源比例，公式為：

3 洛倫茲曲線數(shù)學(xué)模型標(biāo)定分析

圖1 洛倫茲曲線示意Fig.1 Lorenz curve

洛倫茲曲線反映分配的不平等程度，曲線彎曲程度越大，分配越不平等；曲線彎曲程度越小，分配的程度越平等。如果所有道路資源都集中被一個(gè)出行者占有，而其余出行者均沒占有時(shí)，道路資源分配達(dá)到完全不平等，洛倫茲曲線成為圖 1中折線 OHL（例如，洛倫茲曲線靠近折線 OHL，則表明道路資源被少數(shù)人占??；或是因?yàn)槟承┥贁?shù)人的加入而使道路資源分配突然失去平衡，只被道路中為首的車輛有效利用）?；蛘撸羧我怀鲂姓甙俜直染扔谄涞缆焚Y源分配百分比，從而出行者累計(jì)百分比等于道路資源分配累計(jì)百分比，則道路資源分配是完全平等的，洛倫茲曲線成為通過原點(diǎn)的OL線。

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析

通過上述分析擁堵收費(fèi)聯(lián)合停車及停車換乘定價(jià)的設(shè)計(jì)分析給出表2和3的數(shù)據(jù)。

表2 收費(fèi)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)Tab.2 Data of charge state

表3 不收費(fèi)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)Tab.3 Data of the state without charge

3.2 曲線數(shù)學(xué)模型標(biāo)定

通過曲線擬合法給出洛倫茲曲線函數(shù)

收費(fèi)后的洛倫茲曲線函數(shù)：

收費(fèi)前的洛倫茲曲線函數(shù)：

由圖2和3得出考慮停車換乘及停車收費(fèi)條件下的擁擠收費(fèi)出行分配以及收費(fèi)前的出行分配。

圖2 收費(fèi)后的洛倫茲曲線Fig.2 Lorenz curve after charging

圖3 收費(fèi)前的洛倫茲曲線Fig.3 Lorenz curve before charging

根據(jù)洛倫茲曲線圖做散點(diǎn)曲線圖，并添加趨勢(shì)線，擬合多項(xiàng)式方程，通過比選只有六次曲線擬合效果比較好，如圖4和5，擬合公式為式（6）和（7）。

圖4 收費(fèi)后的洛倫茲曲線擬合Fig.4 Lorenz curve fitting after charging

圖5 收費(fèi)前的洛倫茲曲線擬合Fig.5 Lorenz curve fitting before charging

4 基尼系數(shù)分析

如圖1所示，洛倫茲曲線與OL線之間的陰影部分 A叫做不平等面積。當(dāng)?shù)缆焚Y源分配達(dá)到完全不平等時(shí)，洛倫茲曲線成為折線OHL，OHL與OL線之間圍成的三角形OHL的面積A+B叫做“完全不平等面積”；當(dāng)?shù)缆焚Y源分配達(dá)到完全平等時(shí)，洛倫茲曲線成為 OL，此時(shí)，A的面積為 0?；嵯禂?shù)為A/(A+B)，由圖可知，基尼系數(shù)取值范圍為[0~1]，區(qū)段劃分如表4所示。當(dāng)系數(shù)為1時(shí)，表示出行者之間的道路資源分配絕對(duì)不平均，即100%的道路資源被一個(gè)單位的出行者全部占有；當(dāng)為0時(shí)，則表示出行者之間的道路資源分配絕對(duì)平均。經(jīng)濟(jì)學(xué)家們通常把0.4作為收配差距的“警戒線”。

表4 基尼系數(shù)區(qū)段劃分Tab.4 Division of Gini coefficients

基尼系數(shù)計(jì)算公式為：

通過式（8）和式（6）及式（7）來計(jì)算基尼系數(shù)：收費(fèi)后的基尼系數(shù)為0.67，收費(fèi)前的基尼系數(shù)為0.77，聯(lián)合收費(fèi)后的交通出行優(yōu)于收費(fèi)前的。但是，根據(jù)表4中的基尼系數(shù)區(qū)段劃分判斷可知（現(xiàn)狀條件下）道路資源分配差距懸殊，這主要是因?yàn)樗郊臆嚦鲂斜壤艽蟆?/p>

5 結(jié)束語

擁堵收費(fèi)的公平性影響分析是實(shí)施擁堵收費(fèi)所研究的重要部分，實(shí)施擁堵收費(fèi)的一大難點(diǎn)是出行者對(duì)擁堵收費(fèi)帶來的城市道路資源分配合理、收取的費(fèi)用如何分配及監(jiān)督的質(zhì)疑。在量化城市道路資源的過程中，文章給出了道路配置公平性的定量方法，分析了考慮停車換乘及停車收費(fèi)條件下的擁堵收費(fèi)模式下不同出行方式的城市道路資源占用率，并利用洛倫茲曲線和基尼系數(shù)進(jìn)行公平性分析，為擁擠收費(fèi)的實(shí)施提供相關(guān)理論和實(shí)踐借鑒。

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