浅论城市交通拥堵问题成因与车路协同解决方案

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　　【摘要】交通拥堵已经成为一个巨大的城市问题。文章以北京为例，分析了北京交通拥堵的成因及现有的交通状况改善方案，提出从技术手段，着眼于蓬勃发展的人工智能在交通的解决方案—车路协同，以此改善城市交通问题。
　　【关键词】交通拥堵;成因;解决手段;车路协同
　　
　　一、前言
　　随着我国经济的高速发展和城市化程度的加深，城市拥堵问题日益严重，与之相伴的污染问题、安全问题等随之而来，进一步加深矛盾，给经济、环境及居民的幸福感都带来了重大的负向影响。根据百度地图发布的2018年度中国城市交通报告，第四季度，哈尔滨、北京和重庆位列全國百城拥堵榜单前三位，通勤高峰速度分别为25.48公里/时，26.48公里/时和29.8公里/时。北京、济南、哈尔滨和乐山分别为汽车保有量300万级、200万级、100万级和小于100万级四类城市的榜首。
　　从世界城市经济的发展来看，很多经济发达的城市都存在不同程度交通拥堵的问题。需要指出的是，交通拥堵并不是经济发展的必然，但却是经济发展过程中不可忽视的问题，如不重视，必将成为发展的阻碍。根据中国交通部发布的数据显示，静态交通问题带来的经济损失已占城市人口可支配收入的20%，相当于GDP损失5%～8%，15座大城市的居民每天上班比欧洲发达国家多消耗28.8亿分钟，“时走时停”的交通导致原油消耗占中国总消耗量的20%以上。由停车引发的交通事故、社会安全损失更是难以计数。
　　二、北京交通拥堵的原因
　　（一）经济学原因
　　城市经济的本质特征就在于其空间性和聚集性。城市因空间聚集而产生并发展、壮大。空间聚集既是城市的产生原因，也是城市问题产生的原因之一。人口和道路资源的空间聚集使城市中心区经济的运行具有明显的聚集效应，规模经济由此产生，同时，居民出行行为的聚集效应也具有典型的外部性特征，带来了聚集不经济。交通拥挤产生的外部成本是其中所占比例最大的一种聚集不经济。
　　道路交通和商品一样，也具有供求关系，城市交通拥堵可以认为是汽车对道路的需求和供应不足的城市道路之间的矛盾。而从本质上说，是民众对交通的需求和交通量供给的矛盾。在考虑对策的时候，也应该从供求角度入手，以提升效用。
　　（二）社会原因
　　北京作为国家首都，在经济迅猛发展、城市不断扩大的同时，交通问题显著而原因十分复杂多样，也因此造成改善成本高但效果甚微的局面。
　　首先，北京历史悠久，其环形放射式道路网结构先天存在缺陷。虽然这种路网有利于形成对市中心的强大吸引力，但由于过度把外围的交通迅速引入市中心，使得中心路网负荷过大，二、三环形交通压力极易形成;而环路间缺乏快速联络线，交通机动性较方格棋盘式道路网差;环路节点和立交桥在车流压力大时极易发生拥堵。
　　同时，这种中心式城市规划使得北京的交通呈潮汐规律，即主要商务区、金融区和行政区都集中在三环以内，而随着市中心房价提升，居住地与工作地越发分离，交通的早高峰与晚高峰十分明显。再加上北京作为首都，经常有大型活动举办，交通管制也进一步加剧了交通压力。
　　根据极光大数据发布的《2018年中国城市通勤研究报告》，四个直辖市为城市平均通勤路程前四位，其中北京以13.2公里高居榜首，通勤路程长更进一步加大了高峰时期交通的压力。在各城市平均通勤时间比较排名中，北京名列第一，时间达到56分钟。
　　同时北京的民用机动车保有量持续增长，到17年达到563万辆，私家车上路比例维持较高的水平。
　　三、东京发展经验
　　东京，作为世界上最为拥挤的城市，2194平方千米的土地却有着1400万的常住人口，人口密度为北京的五分之一，而交通情况却更为顺畅。东京的机动车保有量在逐年下降，从07年的460万量、下降到17年的324万量。这可以归功于东京发达的公共交通。东京在多年前，轨道交通出行占比即达到90%以上，不仅线路多、车站密度高，而且站内换乘也十分方便。最繁忙的新宿站，有超过200个出口，51个站台，每天平均400万乘客。虽然东京汽车保有量并不低，但日常通行大家更普遍选择公共交通，公共交通的效率非常高。
　　四、北京解决拥堵措施及特殊情况
　　（一）公共交通
　　城市交通拥堵可以认为是汽车对道路的需求和供应不足的城市道路之间的矛盾。从本质上说，是民众对交通的需求和交通量供给的矛盾。因此，要解决交通拥堵问题，必须建设和完善公共交通体系。
　　北京在18年轨道交通的发展取得了令人瞩目的成绩，绿色交通比例从2011年的42%上升到73%，2018年北京地铁公司所辖16条运营线共运送乘客31.16亿人次，日均853.7万人次，高峰时日运送乘客超过1000万人次。北京地铁已经成为世界上最繁忙的地铁系统之一。在现有阶段恐难以承担更多的运力。同时，地面公交运行速度慢、换乘不便，自行车出行环境恶化，都使得人们倾向于私家车出行。和其他国际大城市的公共交通便捷度相比，仍有差距。
　　（二）行政手段
　　为治理拥堵，北京政府也不断出台限制类的行政措施，如已经实施的限制外地车辆进京时间、对小汽车的购买采取摇号政策，同时对私家车上路实行限号政策等，在特殊时期还会实行单双号运行的办法。但这种政策并不能从根本上解决问题：行政类手段没有带给民众其他高出行效率的选择，从而降低对私家车出行的依赖，因此并没有带来拥堵的明显改善，而只是让民众觉得交通方式受到限制。
　　近年来，也有其他的行政类建议如疏解人口。有观点认为北京拥堵主要原因是人口过多，建议疏散人口，尤其是“低端”人口，以提升整体的城市运行效率，但这些人群并不是拥有私家车的主要人群，对于降低私家车数量来说没有用处。又或者把人口从市区疏解到郊区，但这样反而拉开了通勤距离，私家车使用频率会更高，加重早晚高峰的交通拥堵。 　　（三）经济手段
　　除此之外，也有多方声音建议收取拥堵费—以经济手段缓解交通问题。根据庇谷（1932）福利经济学中的外部性理论，当出行者进入道路时，在自己获得便利的同时也会增加道路的拥堵，拥堵不但会给出行者自己带来出行效率的损失，也会给其他的出行者带来损失。哈佛大学著名经济学家格莱泽说：“交通问题实际上表明，想要满足人们对于任何免费东西的需求都是不可能的。”建议北京、上海等大城市参考新加坡经验，采用电子收费模式。这种办法和行政类手段相比，对于出行者可选择的余地更多，用经济角度“强制”其选择公共交通，改变私家车出行的观念。但需要考虑的一点是，拥堵费的实施前提是配套的公共交通水平跟上、鼓励民众选择公共交通出行。在现有地下交通趋近于饱和、地面公交时间成本高，进而影响出行体验和效率的情况下，拥堵费这种方式是解决拥堵，还是仅仅加大了开车者的出行成本？这也是世界上各大城市真正实行这种方式城市少之又少的原因之一。
　　（四）技术手段
　　6月6日，工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电四家运营商发放了5G商用牌照。这意味着5G正式在国内启动商用。这比工信部之前的计划，提前了整整一年。5G作为新一代通信技术的核心驱动，将催生新的技术、产品产业、业态、模式，也将牵引互联网、大数据、物联网、人工智能与各行各业深度融合。交通领域也将受益于此——随着科技和配套基础设施的进一步发展，可以通过科技的手段提升交通的效率、减少污染和交通拥堵带来的损失，实现可持续发展。
　　车路协同即是其中一项技术方案——对现有道路基础设施进行升级，同时配以智能汽车的解决方案，即以人工智能技术把智能的车与智能的路连接起来，从一个整体系统的层面来统一调控交通情况，从而使得车的驾驶更安全，路的通行更有效率，旨在优化系统资源、提高道路交通安全、减少事故发生概率，从而缓解交通拥堵，是信息技术与汽车和交通两大行业相融合的结果。是对供需矛盾中的供，以高效的技术手段加以提升，从而缓解矛盾。
　　其实早在2011年科技部863计划就设立了“智能车路协同关键技术研究”，这也是“车路协同”名词的来源。如今随着技术的进一步成熟，政府越来越意识到运用科技解决交通的效率问题，发展车路协同技术及其应用已纳入交通部智能交通系统发展战略。目前国家的在建项目有：新一代国家交通控制网和智慧公路试点工程/北京冬奥会、雄安新区项目等。
　　同时，需求也催发着新的商机。越来越多的企业，以其领先的人工智能技术和大数据，进入到这一领域。2018年，阿里巴巴、百度、华为等公司先后发布了车路协同的战略计划和方案。其中，华为发布了《车路一体化智能网联体系C-V2X白皮书》，腾讯发布了《5G时代车路协同创新应用白皮书》，共同推进安全政策落地实施并制定行业安全标准。这也标志着，车路协同将不仅仅是实验，而进入到下一步商用和应用的阶段。
　　五、结束语
　　车路协同解决方案在世界上来看属于十分先进的理念，现有的数据均屬于实验阶段。从经济性角度，也需要对车路协同的效率和成本进行进一步的考量。理论上来说，这部分的成本亦可以通过对于民众时间成本的降低来获得补偿，所以其效用也会不断增加;其对城市经济的促进和人民生活幸福感的提升，我们将拭目以待。这一技术带给中国城市的变化也必将令世界瞩目。
　　参考文献：
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　　[2]郭继孚，刘莹，余柳.对中国大城市交通拥堵问题的认识[J].城市交通，2011，9（2）.
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　　[4][英]庇谷.福利经济学（1932）[M].朱泱等译.北京：商务印书馆，2006.
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