尹耀辰

摘 要 文章首先介紹了博弈論和囚徒博弈模型，然后分析了城市交通擁堵的主要原因和成本，通過建立交通參與者之間搶行的博弈矩陣和對交通參與者的行為進行博弈分析，最后從博弈論的視角提出了解決交通擁堵的對策。

關(guān)鍵詞 博弈論 囚徒困境 交通堵塞 公共交通

中圖分類號：F572 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.02.074

隨著現(xiàn)代化發(fā)展和人民生活水平提高，城市馬路上車流量越來越大，人們出行時感覺擁堵。公共交通優(yōu)先發(fā)展是城市交通問題獲得解決的有效舉措，也是城市交通實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求。目前我國很多城市相繼出臺和實施了多元化的優(yōu)惠公交政策，鼓勵公交優(yōu)先發(fā)展。

博弈論是研究不同主體沖突過程中尋求最優(yōu)決策的理論。軍事、政治、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境治理等領(lǐng)域已有博弈論的廣泛應(yīng)用。交通領(lǐng)域也逐漸發(fā)現(xiàn)了該理論在解決沖突問題的優(yōu)勢。

1 博弈論和囚徒困境

博弈理論的奠基之作是《博弈論和經(jīng)濟行為》，由馮·諾依曼和奧斯卡·摩根斯特恩1944年合著。約翰·納什1950年提出“納什均衡”概念，構(gòu)筑了現(xiàn)代主流博弈理論的基礎(chǔ)。張維迎（1996）認為，博弈論是研究決策主體的行為發(fā)生直接相互作用時候的決策以及這種決策的均衡問題，合作博弈和非合作博弈的劃分根據(jù)是當(dāng)事人是否達成具有約束力的協(xié)議。洪開榮（2014）指出，納什均衡是所有博弈均衡概念的理論基點，是博弈分析邏輯的起發(fā)點和中心點。

“囚徒困境”是一個經(jīng)典的非合作博弈模型。兩個同案嫌疑犯被警察抓住，警察知道兩人有罪，但指證他們?nèi)狈ψ銐蜃C據(jù)，希望其中至少一人能夠坦白供認。為了防止兩名嫌疑犯串供或結(jié)成攻守同盟，警察將他們分開關(guān)押并分別審訊，以得到口供。兩名嫌疑犯面臨相同的選擇：若兩人都抵賴，每人以輕微犯罪判刑 1 年；若一人坦白另一人抵賴，則坦白者被釋放出去，抵賴者被判刑 10 年；若兩人都坦白，各判刑 8 年。博弈矩陣如表1所示。

根據(jù)表1模型，對兩個嫌疑犯最有利的策略組合是（抵賴，抵賴）；但是由于信息互不相通導(dǎo)致不能串供和雙方的互不信任，每一個嫌疑犯為了自身利益會選擇“坦白”作為自己的占優(yōu)策略，最終出現(xiàn)（坦白，坦白）策略組合，各被判刑 8 年。表面符合個體理性的選擇，卻是集體非理性的，這是“囚徒困境”模型所要說明的現(xiàn)象。由于個體理性與集體理性的可能沖突，導(dǎo)致人們在追逐個體利益的時候，卻不一定得到最大的集體利益。這與經(jīng)濟學(xué)鼻祖亞當(dāng)·斯密的“市場經(jīng)濟中每個人從利己目的出發(fā)，最終全社會達到利他效果”理論矛盾。

2 城市交通擁堵的主要原因和成本分析

亞當(dāng)斯交通定律“交通需求總趨向于大于交通供給”被用來說明城市交通“魔鬼循環(huán)”。根據(jù)亞當(dāng)斯的思維，新修的道路基礎(chǔ)設(shè)施能夠縮短居民的出行時間或距離，使得交通擁擠在一段時間內(nèi)得到緩解；但是新的交通流量會被便捷舒適的道路條件快速吸引和誘發(fā)，導(dǎo)致道路交通再度出現(xiàn)擁擠甚至更加擁擠不堪。

除了交通事故和修路圍擋等原因，城市的交通擁堵一般表現(xiàn)為單位時間內(nèi)路上行駛的車輛數(shù)量遠超出路面的正常通行量。交通道路需求遠大于供給是交通擁堵的根本原因?？刂茊挝粫r間內(nèi)行駛于路面的車輛數(shù)量在正常范圍內(nèi)，才能減少城市交通擁堵。

根據(jù)中國新聞網(wǎng)報道，高德發(fā)布的《2015年第三季度中國主要城市交通分析報告》顯示，北京、廣州、深圳、上海等經(jīng)濟越發(fā)達、基本工資越高的城市因擁堵造成的損失越大，位居通勤族因擁堵造成的時間成本榜榜單前列。以北京為例，該季度北京通勤族高峰每出行1小時就有30分鐘耗費在嚴重堵車上。根據(jù)社保部門公布的北京上年度月平均工資為6463元，按每月22個工作日，每日工作8小時，可計算出每小時北京擁堵成本為6463？2？？0？0=18.36元。按每天通勤2小時22天計算，北京通勤族每月因擁堵造成的時間成本就有808元。

事實上，道路擁堵不僅產(chǎn)生時間成本，而且引發(fā)日趨嚴重的環(huán)境污染和能源浪費等系列問題。

3 針對交通參與者搶行的博弈分析

“公地悲劇”概念由英國學(xué)者加勒特·哈丁提出，是資源分配過程中涉及個人利益與公共利益沖突的一種社會陷阱。分析導(dǎo)致公地悲劇的原因，一是人性的自利，二是公共資源缺乏嚴格而有效的監(jiān)管。公地悲劇并非不可避免。針對交通參與者搶行的博弈分析可以說明有效監(jiān)管的重要性和必要性。

3.1 行人與汽車的博弈

假定行人和機動車同時出現(xiàn)在無信號控制的十字路口的垂直方向，都想穿過馬路到對面去。雙方都認為如果自己通過路口的時間越短，所得的效益就越大，所以出現(xiàn)搶行。雙方的博弈矩陣如表2所示。

假設(shè)雙方均采取搶行通過路口，各得相同效益A；一方搶行而另一方禮讓時，搶行方通過路口所花的時間最短，獲得最大效益B，雖然禮讓方通過路口的時間短于雙方都搶行所需的時間，但是由于禮讓方在心理上產(chǎn)生不舒服，所獲效益C小于效益A；雙方都禮讓時通過路口的時間介于上述兩種情況之間，由于可能會浪費一些等待時間，所得效益D介于效益A 和B之間。通過分析，B>D>A> C，無論對于行人還是機動車，最優(yōu)策略都是（搶行，搶行）。行人和機動車均為理性的交通參與者，雙方都追求效益最大化，這樣就陷入了“囚徒困境”。

如果交通管理者對交通行為的參與者進行道路安全教育，使參與者意識到禮讓對方是一種交通道德，否則交通事故導(dǎo)致的危害對參與者效益的損失更大，或者交通管理者嚴厲監(jiān)管和懲罰發(fā)現(xiàn)的搶行行為，這樣參與者就會自動修改自己的效益值，使得收益矩陣中D>B和C>A，（禮讓，禮讓）成為唯一的納什均衡，而且是最優(yōu)均衡。

3.2 公交與私車的博弈

假設(shè)多人共享一條公共道路資源，根據(jù)選擇公交或私車兩種不同的出行方式分為群體1和群體2，這樣就存在4個戰(zhàn)略組合。表3顯示兩個群體的博弈收益矩陣。

如果兩個群體均選擇公交出行， 各自獲得相同收益H；如果一個群體選擇小汽車，另一個群體選擇公交，乘坐公交出行的群體因為公交車內(nèi)擁擠不適、換乘和擁堵時間成本等遭受損失，獲極低收益I，而選擇私車出行的群體則獲得超額收益J；如果雙方成員均選擇私車出行，兩者均獲得收益K。這時博弈雙方構(gòu)成了完全信息靜態(tài)博弈。

分析上表可知，J>H，K>I，由于交通擁堵時間成本巨大，K明顯小于H，因此 J>H>K>I。在選擇出行方式時，兩個群體的理性人均會追求各自利益的最大化，（私車出行，私車出行）方式就成為他們的占優(yōu)戰(zhàn)略。如果政府或交通管理者采取公交優(yōu)先的有利政策，使收益變成H>J，I>K，（公交出行，公交出行）就會成為新的占優(yōu)戰(zhàn)略和交通參與者的最佳選擇。

4 基于博弈論解決城市交通擁堵的對策

賈子若、宋守信（2012）指出，人與車的博弈凸顯社會公共道德意識的淡??；車與車的博弈體現(xiàn)交通出行理念的落后和城市交通體系的不完備。盧雪、孫英雋（2013）對城市優(yōu)惠公交進行了博弈分析。通過對城市交通擁堵的博弈分析，文章提出以下對策來解決城市交通中的擁堵及安全問題。

第一，加強交通安全教育和監(jiān)控，嚴格執(zhí)行交通規(guī)則和制度。提高交通參與者的道德意識，對搶紅燈等交通不良行為實施監(jiān)控和必要的懲罰，促使交通參與者遵守交通規(guī)則，盡可能降低道路安全風(fēng)險。禁止車輛在馬路邊亂停亂放，禁止城市內(nèi)停車位占據(jù)道路邊的非機動車道和人行道。

第二，優(yōu)先發(fā)展城市公共交通，引導(dǎo)人們合理使用私車和綠色出行。實行有利于人們選擇公共交通出行的經(jīng)濟政策，設(shè)立公交專用車道和公交車優(yōu)先通過交叉口，提高公交和地鐵等交通方式的競爭力。宣傳和倡導(dǎo)市民優(yōu)選公交出行，減少道路擁擠，降低因交通產(chǎn)生的環(huán)境污染。提高私車在城市中的運營成本和使用效率，限制小汽車在某些主干道路的使用。使用地鐵和軌道交通等快速公交系統(tǒng)有效分流城市道路運輸量。

第三，科學(xué)合理地規(guī)劃城市交通道路，加快城市交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。合理安排好城市主干道，機動車與非機動車道增加隔離。增加過街天橋，最大限度減少人行橫道。在交通樞紐處，盡量利用跨線橋、下穿隧道建立立體交叉，形成地上和地下結(jié)合的交通樞紐，方便道路間互通。像西方國家那樣，在大城市的部分重要地鐵站口或者公交站點附近修建大型立體停車場，利于私家車主換乘快速公共交通往返城區(qū)目的地。

第四，加快交通信息化智能化建設(shè)和推廣，科學(xué)疏導(dǎo)交通。在交通運輸領(lǐng)域加快現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新，開發(fā)和推廣各種智能系統(tǒng)在公共交通綜合調(diào)度、交通誘導(dǎo)和交通信息服務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用。提供智能化全天候可查詢的交通信息平臺，提供和完善“滴滴打車”等類型的服務(wù)，降低出租車的空載率。推進公共交通一卡通、移動支付和電子不停車收費等新型便捷服務(wù)。

5 結(jié)束語

城市交通問題在某種程度上是一個典型的公地博弈，涉及行人、公交和私車等不同交通參與者等對道路的競爭。用博弈論的視角理性思考和分析城市交通擁堵，有助于我們更好地理解個人行為和社會秩序，找到交通擁堵問題的解決對策。

參考文獻

[1] 張維迎.博弈論和信息經(jīng)濟學(xué)[M].上海：上海人民出版社，1996.

[2] 洪開榮.經(jīng)濟博弈論[M].北京：經(jīng)濟出版社，2014.

[3] 智能化公交系統(tǒng)[EB/OL]. http：//baike.baidu.com/view/5451024.html.

[4] 賈子若，宋守信.基于博弈論的城市交通擁堵問題分析[J].物流技術(shù)，2012（3）：56-58.

[5] 盧雪，孫英雋.城市優(yōu)惠公交的博弈分析[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2013（1）：21-25.