黨宗漢

基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的上海市汽車(chē)牌照拍賣(mài)制度效果的檢驗(yàn)

黨宗漢

文章以上海市私家車(chē)保有量作為研究對(duì)象，運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的知識(shí)，確定了私家車(chē)保有量的影響因素，界定了系統(tǒng)的邊界，分析了各個(gè)影響因素之間的因果關(guān)系和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并畫(huà)出系統(tǒng)的因果反饋回路。在此基礎(chǔ)上建立了沒(méi)有私車(chē)拍賣(mài)制度的私家車(chē)保有量增長(zhǎng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，采用VENSIM并進(jìn)行模擬仿真，得到了在沒(méi)有政策限制下的私家車(chē)保有量的趨勢(shì)，將模擬的結(jié)果和實(shí)際的私家車(chē)保有量進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)了汽車(chē)牌照拍賣(mài)制度的實(shí)施效果。最后對(duì)其他影響因素進(jìn)行了靈敏度分析，為抑制私家車(chē)的增長(zhǎng)提出其他的決策建議。

私家車(chē)保有量；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；牌照拍賣(mài)；VENSIM

一、引言

統(tǒng)計(jì)顯示截至2013年底我國(guó)汽車(chē)保有量達(dá)1.37億輛，全國(guó)有31個(gè)城市的汽車(chē)數(shù)量超過(guò)100萬(wàn)輛，其中北京、天津、成都、深圳、上海、廣州、蘇州、杭州等8個(gè)城市汽車(chē)數(shù)量超過(guò)200萬(wàn)輛。究其原因，一方面是因?yàn)楦母镩_(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了快速發(fā)展，居民生活水平提高，人均可支配收入?yún)s得到了大幅度提高，相對(duì)于戶(hù)可支配收入，私家車(chē)的價(jià)格不再是高高在上，私家車(chē)作為一種出行的交通工具也不是高檔消費(fèi)品，變成了一種耐用消費(fèi)品；另一方面，自從我國(guó)加入世界貿(mào)易組織以來(lái)，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)逐步開(kāi)放,國(guó)外的汽車(chē)品牌涌入中國(guó)，加之我國(guó)政府對(duì)國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的扶植，導(dǎo)致汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，我國(guó)汽車(chē)價(jià)格與國(guó)際市場(chǎng)逐步接軌，如火如荼的汽車(chē)價(jià)格戰(zhàn)也屢見(jiàn)不鮮。汽車(chē)市場(chǎng)巨大的潛在生產(chǎn)能力形成生產(chǎn)過(guò)剩的賣(mài)方市場(chǎng)，人們購(gòu)買(mǎi)私家車(chē)不再是遙不可及的事，所以近年來(lái)私家車(chē)的保有量成迅速擴(kuò)大的趨勢(shì)。

上海作為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)中心，居民生活水平處于城市前列,私家車(chē)擁有量更是迅速擴(kuò)大，城市本身過(guò)多的人口本已構(gòu)成人員擁擠、住房緊張等問(wèn)題,而過(guò)多的私家車(chē)無(wú)疑將加劇交通阻塞、環(huán)境污染的情況進(jìn)一步惡化。為了將上海的小汽車(chē)擁有量控制在合理范圍內(nèi)，上海實(shí)行了小汽車(chē)限購(gòu)的政策，希望通過(guò)實(shí)行汽車(chē)牌照定量投放拍賣(mài)制度，來(lái)達(dá)到限制城市小汽車(chē)總量的上升、緩解城市交通擁堵、治理城市環(huán)境的目的。但是上海汽車(chē)牌照拍賣(mài)制度實(shí)行了十幾年，這項(xiàng)政策到底有沒(méi)有達(dá)到控制的目的，其實(shí)施的效果究竟如何，在這方面卻沒(méi)有進(jìn)行一個(gè)具體的量化的檢驗(yàn)評(píng)價(jià)。除此之外，除了實(shí)施這種剛性的壓制人民需求的宏觀(guān)調(diào)控政策，能否從其他方面來(lái)引導(dǎo)人們對(duì)出行方式的選擇，轉(zhuǎn)移市民的需求，進(jìn)而減少私家車(chē)的出行，達(dá)到降低小汽車(chē)增長(zhǎng)率的目的。

然而城市交通是個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng),變量間的關(guān)系復(fù)雜,一般的數(shù)量研究方法難以把握其復(fù)雜的系統(tǒng)特征。而系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(System Dynamics,SD)注重系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和反饋機(jī)制,擅長(zhǎng)處理長(zhǎng)周期、高階次、非線(xiàn)性、多變量、多反饋的復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題,自創(chuàng)立以來(lái)已在多領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。據(jù)此，本文用SD理論方法分析影響上海市私人車(chē)輛的主要因果關(guān)系和反饋回路,建立私家車(chē)擁有量增長(zhǎng)模型,以VENSIM為工具,在歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上通過(guò)定性定量的分析，模擬出上海市沒(méi)有實(shí)施限購(gòu)政策的私家車(chē)保有量增長(zhǎng)趨勢(shì)，據(jù)此判斷汽車(chē)拍賣(mài)制度實(shí)施的效果。并對(duì)其他變量進(jìn)行了靈敏度分析，探索除此之外的其他的控制私家車(chē)保有量的方法。

二、系統(tǒng)分析和模型的構(gòu)建

（一）系統(tǒng)邊界的確定

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析的系統(tǒng)行為是基于系統(tǒng)內(nèi)部要素相互作用產(chǎn)生的，并假定系統(tǒng)外部環(huán)境的變化不會(huì)給系統(tǒng)行為產(chǎn)生本質(zhì)影響，且不受系統(tǒng)內(nèi)部因素的控制。在系統(tǒng)邊界方面，與所研究動(dòng)態(tài)問(wèn)題有重要關(guān)系的概念與變量應(yīng)考慮進(jìn)模型，在界限外部的變量應(yīng)排除在模型外。

城市居民私家車(chē)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，不僅包括汽車(chē)的流通、交換和消費(fèi)等節(jié)，而且涉及城市人口、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、控制政策、公交等其他子系統(tǒng)。根據(jù)本文系統(tǒng)建模的目的，最終確定所研究系統(tǒng)的范圍包括私車(chē)保有量、價(jià)格、使用費(fèi)用、尾氣排放量、比較心里、人均可支配收入、常住人口數(shù)量、上海市總戶(hù)數(shù)、公共交通客運(yùn)量、機(jī)動(dòng)車(chē)保有量、公交、出租車(chē)數(shù)量、停車(chē)車(chē)位、道路面積等水平量。

（二）因果反饋分析

因果回路圖是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中常用的表達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的工具，通過(guò)因果關(guān)系鏈條來(lái)描繪系統(tǒng)內(nèi)部各影響因素之間的相互作用關(guān)系。正是這些因素之間的相互關(guān)系和作用決定了系統(tǒng)的行為和功能。

在對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，本文繪制了私家車(chē)保有量的因果關(guān)系反饋回路，如下圖所示：

圖1 私車(chē)增長(zhǎng)系統(tǒng)的因果反饋回路

在私家車(chē)保有量增長(zhǎng)系統(tǒng)的反饋回路中包含多個(gè)反饋環(huán)：

1.考慮地面交通擁堵而建立的回路：私家車(chē)保有量的增加，導(dǎo)致汽車(chē)總量的增加，在道路建設(shè)落后于汽車(chē)增長(zhǎng)速度的情況下，道路上的車(chē)流密度增大，加大道路的擁擠程度，道路擁擠降低了私家車(chē)出行的滿(mǎn)意度，從而降低私家車(chē)的增長(zhǎng)率，減緩私家車(chē)保有量的增加。整個(gè)反饋回路為負(fù)反饋回路。如下圖所示：

圖2 地面交通擁堵反饋回路

2.環(huán)境壓力反饋回路：機(jī)動(dòng)車(chē)出行其尾氣排放造成環(huán)境污染,導(dǎo)致環(huán)保壓力增加,壓力的加大將引起政府交通管制措施的加強(qiáng),從而起到抑制私車(chē)增長(zhǎng)的作用,該回路為負(fù)反饋回路。如下圖所示：

圖3 環(huán)境壓力反饋回路

3.考慮心理因素的反饋回路：該回路中，個(gè)體機(jī)動(dòng)化不斷普及情況下戶(hù)均擁有量增加進(jìn)而對(duì)潛在消費(fèi)者起到示范效應(yīng)，通過(guò)帶動(dòng)消費(fèi)心理的迅速成熟而影響消費(fèi)心理因素，最后影響私車(chē)增長(zhǎng)，回路反饋效應(yīng)為正。如下圖所示：

圖4 消費(fèi)心理因素的反饋回路

4.考慮通過(guò)改變停車(chē)車(chē)位供需關(guān)系調(diào)控停車(chē)費(fèi)用這一經(jīng)濟(jì)手段對(duì)私車(chē)保有的影響得到回路：隨著私車(chē)數(shù)量的增加,車(chē)位供應(yīng)不足,停車(chē)費(fèi)用上升從而對(duì)私車(chē)增長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，最終影響私車(chē)保有量,該回路為負(fù)反饋。如下圖所示：

圖5 車(chē)位供需反饋回路

5.考慮公共交通的反饋回路：降低私家車(chē)保有量，進(jìn)而減少私家車(chē)的出行量，私家車(chē)分擔(dān)的居民出行量減少，會(huì)引導(dǎo)更多的人選擇公共交通工具作為出行方式，公共交通分的的客流量增大，更進(jìn)一步降低了私家車(chē)的增長(zhǎng)率。該反饋回路為負(fù)反饋。如下圖所示：

圖6 公共交通反饋回路

（三）系統(tǒng)流圖

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型包括水平方程、速率方程、輔助方程、參數(shù)方程和初值方程。對(duì)系統(tǒng)流圖輸入模型方程、初始參數(shù)和設(shè)計(jì)表函數(shù),分別用J、K、L代表過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái)時(shí)點(diǎn),JK、KL表示過(guò)去及未來(lái)時(shí)段。模型相關(guān)參數(shù)計(jì)算的樣本值采用2000-2012年數(shù)據(jù),通過(guò)查閱上海市統(tǒng)計(jì)年鑒，和上海市車(chē)輛管理所統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及其他相關(guān)資料,設(shè)定模型初始值。

圖7 上海市私家車(chē)保有量的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

模型中涉及到的主要方程有：

私車(chē)保有量K=私家車(chē)保有量J+(年新增量-年報(bào)廢量)*DT

年需求量=私車(chē)保有量*私車(chē)增長(zhǎng)率

年報(bào)廢量=私車(chē)保有量*報(bào)廢率

車(chē)均道路面積=城市車(chē)行道總面積/機(jī)動(dòng)車(chē)總量

車(chē)位數(shù)量=車(chē)位量J+車(chē)位量J*車(chē)位增長(zhǎng)率

車(chē)位供需比=車(chē)位量/私車(chē)保有量

停車(chē)費(fèi)用=4000+2000/車(chē)位供需比

使用費(fèi)用=停車(chē)費(fèi)用+燃油費(fèi)+保險(xiǎn)費(fèi)用

購(gòu)車(chē)價(jià)格=實(shí)際價(jià)格*exp（-降價(jià)率*Time）

II值=實(shí)際價(jià)格/戶(hù)均支配收入（預(yù)測(cè)轎車(chē)是否進(jìn)入家庭,在人均GDP和II值判斷標(biāo)準(zhǔn)的選擇上,實(shí)際價(jià)格/戶(hù)均支配收入決定了我國(guó)轎車(chē)進(jìn)入家庭的實(shí)際進(jìn)程,故本文動(dòng)力學(xué)模型在居民收入水平對(duì)私車(chē)消費(fèi)影響的因素上采用II值。）

實(shí)際價(jià)格=購(gòu)車(chē)價(jià)格+車(chē)輛購(gòu)置稅

總出行量=人均出行量*總?cè)丝?/p>

私車(chē)運(yùn)量=總出行量-出租車(chē)運(yùn)量-公家車(chē)運(yùn)量-軌道運(yùn)量

軌道長(zhǎng)度采用DELAY延遲函數(shù)，因?yàn)檐壍澜ㄔO(shè)有一定的建設(shè)周期，這里假定將設(shè)周期為5年。

尾氣排放量=車(chē)均尾氣排放量*機(jī)動(dòng)車(chē)總量

其中,私車(chē)需求增長(zhǎng)率的方程用經(jīng)濟(jì)分析中普遍采用的科布—道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)(C-D生產(chǎn)函數(shù))表示,每個(gè)投入要素均為0至1之間的實(shí)數(shù)?；?000年之前的歷史數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行多元線(xiàn)性回歸分析，擬合出各個(gè)參數(shù)的數(shù)值。

三、系統(tǒng)仿真模擬

（一）模擬值和實(shí)際值比較

對(duì)系統(tǒng)變量方程全部定義完畢之后，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行仿真運(yùn)行，得出在未實(shí)施汽車(chē)牌照拍賣(mài)的限購(gòu)政策下，私家車(chē)保有量及其增長(zhǎng)趨勢(shì)。同時(shí)將系統(tǒng)模擬的數(shù)據(jù)和實(shí)際私家車(chē)保有量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以檢驗(yàn)政策實(shí)施的效果。本文采用2000～2012年的實(shí)際數(shù)據(jù)作為樣本，系統(tǒng)模擬得到的結(jié)果和實(shí)際數(shù)據(jù)如下表所示。數(shù)據(jù)來(lái)源：上海統(tǒng)計(jì)網(wǎng)（上海統(tǒng)計(jì)年鑒）。

表1 系統(tǒng)模擬值和實(shí)際值

圖8 系統(tǒng)模擬私家車(chē)保有量和實(shí)際保有量

通過(guò)上面得到的數(shù)據(jù)可以看出，上海市采用汽車(chē)牌照拍賣(mài)制度后，在很大程度上限制了居民私家車(chē)的購(gòu)買(mǎi)和消費(fèi)，在居民對(duì)于私家車(chē)的需求日漸增長(zhǎng)的情況下，能夠?qū)⑺郊臆?chē)的消費(fèi)量降低了近一半，這說(shuō)明這一制度在控制城市機(jī)動(dòng)車(chē)保有量增長(zhǎng)方面取得了顯著的效果。

（二）其他變量的靈敏度分析

通過(guò)汽車(chē)牌照拍賣(mài)來(lái)限制機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的增長(zhǎng)，這種剛性的壓制人們需求的政策并非是長(zhǎng)久之計(jì)。更好的方法應(yīng)該是引導(dǎo)人們選擇公共交通出行方式，將出行量更多的由公共交通來(lái)承擔(dān)，降低道路擁擠程度，形成良性循環(huán)。

除了模擬了在沒(méi)有拍賣(mài)制度的情況下上海市私家車(chē)增長(zhǎng)情況，本文還對(duì)其他的影響因素進(jìn)行了靈敏度的分析，通過(guò)改變影響私車(chē)保有量的相關(guān)因素，觀(guān)測(cè)私家車(chē)保有量的變化及其趨勢(shì)，以提出其他的治理對(duì)策。本文分析私車(chē)保有量對(duì)于停車(chē)費(fèi)用的靈敏度，發(fā)現(xiàn)通過(guò)提高停車(chē)費(fèi)用，來(lái)增加私家車(chē)的使用成本，也可以降低居民私家車(chē)的保有量，但是停車(chē)費(fèi)用征收的數(shù)額以及私家車(chē)保有量對(duì)于停車(chē)費(fèi)用變化的彈性不易確定。此外征收道路擁堵費(fèi)，提高私家車(chē)使用費(fèi)用，也可達(dá)到降低私車(chē)增長(zhǎng)率的目的。通過(guò)分析保有量對(duì)于軌道線(xiàn)路長(zhǎng)度的靈敏度，發(fā)現(xiàn)通過(guò)增加軌道交通運(yùn)行長(zhǎng)度，提高其運(yùn)量，從而分擔(dān)居民出行量也可達(dá)到降低私家車(chē)使用率的效果。

四、結(jié)論和展望

本文以上海市私家車(chē)保有量為研究對(duì)象，分析了私家車(chē)保有量的影響因素及各因素之間的因果關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，建立了系統(tǒng)流圖，定義了系統(tǒng)變量的方程。借助模型模擬了上海市在沒(méi)有實(shí)行汽車(chē)牌照拍賣(mài)制度假設(shè)前提下的私家車(chē)保有量及其走勢(shì)圖，通過(guò)與實(shí)際的數(shù)據(jù)對(duì)比，來(lái)檢驗(yàn)此項(xiàng)政策的是否有效并量化確定其實(shí)施效果。結(jié)果證明在人們對(duì)私家車(chē)需求日漸提高的情況下，這一制度有效的降低了居民私家車(chē)的購(gòu)買(mǎi)量。除此之外，論文還分析保有量對(duì)其他的系統(tǒng)影響要素的敏感程度，為抑制城市私家車(chē)保有量的增長(zhǎng)提供了其他的建議。

本文在很多方面存在著如下不足之處:

1.沒(méi)有考慮上海市城市范圍擴(kuò)張對(duì)人們購(gòu)買(mǎi)私家車(chē)需求的影響。隨著上海市市區(qū)面積的擴(kuò)大，交通便利性提高以及外來(lái)人口的進(jìn)入，居民經(jīng)常往返于市區(qū)和郊區(qū)（考慮到郊區(qū)的房?jī)r(jià)或是房租較低所以住在偏離市中心的位置，而工作地區(qū)往往位于市區(qū)），鑒于乘公交車(chē)要花費(fèi)時(shí)間很長(zhǎng)人們往往會(huì)選擇私車(chē)出行。

2.城市道路上行駛的私家車(chē)的數(shù)量不易觀(guān)測(cè)，同時(shí)存在著私家車(chē)主選擇公共交通出行的情況，而本文排除了影響“開(kāi)”私家車(chē)的因素和影響“買(mǎi)”私家車(chē)的因素之間的區(qū)別，簡(jiǎn)單地將行駛的私家車(chē)數(shù)量等同于私家車(chē)保有量，即假定消費(fèi)者如果購(gòu)買(mǎi)私家車(chē)之后，他們大部分的出行都將依靠私家車(chē)。

3.在私家車(chē)保有量對(duì)其他影響因素的靈敏度分析中，只得到了定性的結(jié)果。由于城市居民的收入水平的不同和消費(fèi)水平參差不齊，人們對(duì)于征收擁堵費(fèi)和提高停車(chē)費(fèi)用的辯護(hù)彈性不易確定，所以不能得到準(zhǔn)確的定量結(jié)果。

在以后的研究中，會(huì)將更多的影響因素考慮到系統(tǒng)中，以更加真實(shí)的模擬這一政策制度對(duì)的實(shí)施效果，為其他城市在控制私家車(chē)保有量增長(zhǎng)方面提供參考。

[1]王靜.經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)私家車(chē)擁有量的影響分[J].時(shí)代經(jīng)貿(mào),2013,(16).

[2]王其藩,賈建國(guó).加入WTO對(duì)中國(guó)轎車(chē)市場(chǎng)需求影響研究[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2002，(03):56-621.

[3]王其藩.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1994.

[4]楊浩雄,李金丹,張浩,劉淑芹.基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的城市交通擁堵治理問(wèn)題研究[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2014，(08).

[5]徐向陽(yáng),石剛.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在汽車(chē)市場(chǎng)預(yù)測(cè)中的運(yùn)用和研究[J].山東理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2007，(06):1-41

[6]韋異麗.北京市私家車(chē)擁有量影響因素分析[D].北京:對(duì)外經(jīng)貿(mào)大學(xué),2011.

[7]上海統(tǒng)計(jì)網(wǎng)http://www.stats-sh.gov.cn/（上海統(tǒng)計(jì)年鑒）.

黨宗漢，男，河北保定人，上海海事大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院碩士研究生，研究方向：運(yùn)輸管理。

F270

A

1008-4428（2015）05-21-04