运用供需平衡理论解析城市道路交通拥堵机理

何树林

(辽宁警官高等专科学校公安管理系，辽宁大连 116036)

0 引言

城市道路交通是城市社会经济活动的命脉，它对城市的发展、经济增长和社会进步起到了决定性的作用。有效的城市道路交通保证了城市功能的实现和城市社会经济的持续、稳定、健康的发展。

从国外城市道路交通的发展历程看，城市道路交通供需平衡的研究主要经历了三个阶段:在进入汽车社会的早期，城市道路交通供需平衡研究的重点是加强道路交通设施建设，改造城市主干道，提高整体路网的交通容量，以满足道路交通需求。20世纪70年代，道路交通供需平衡研究转向了如何提高现有道路交通网络的利用效率，使现有道路交通网络的通行能力得以充分利用。20世纪80年代后，城市道路交通供需平衡研究逐步转向供需两个方面。我国城市道路交通供需平衡理论研究始于20世纪90年代［1］，在城市道路交通供需平衡研究中，主要存在“头痛医头，脚痛医脚”和“追随型”等问题。

目前，我国社会经济高速发展，城市化进程加快，城市人口和机动车数量急剧增加，而道路交通的基础设施却增长缓慢，使城市道路交通拥堵问题日益突出，严重影响着城市经济社会的发展，成为阻碍和制约城市可持续发展的主要瓶颈。因此，如何解决好这一问题，越来越受到政府、专家和学者的高度重视。笔者认为，运用道路交通供需平衡理论，首先对城市道路交通拥堵的机理进行科学分析，其次在供需两个方面施策，便可有效缓解城市道路交通的拥堵问题。

1 城市道路交通供需平衡理论

1.1 道路交通的供需定义及相互关系

城市道路交通系统是一个系统的、复杂的、动态的社会综合大系统，它由道路交通供给系统与道路交通需求系统所组成。道路交通供给是指为了满足各种交通需求所提供的基础设施和服务，它具有供给的资源约束性、供给的目的性和供给者的多样化等特征。道路交通需求是指出于各种目的的人和物在社会公共空间中以各种方式进行移动的要求，它具有需求时间和空间的不均匀性、需求目的的差异性和实现需求方式的可变性等特征。

道路交通供给与需求系统是相互影响、相互作用的。在实际运用中要保持两者相互协调，而不能片面地只考虑一个系统的发展问题。如过量的道路交通基础设施会造成短期内的闲置，从经济角度考虑也是不可取的;而发展滞后的基础设施又会造成供给不足。需求是可以调节的，而供给是有限制的。但供给必须满足社会各项活动所必需的基本需求，保持道路交通运输系统在可接受的负荷状态下运行，否则城市就无法生存和发展。同样，由于供给的短缺，必须对需求进行调控。

1.2 道路交通供需平衡的内容

城市道路交通供需平衡包括路网容量供需平衡、路网等级结构供需平衡、路网布局结构供需平衡和道路交通结构供需平衡。

1.2.1 路网容量的供需平衡

路网容量是指道路网在一定的服务水平下，作为一个整体在一定的时间内所能承担的最大交通量，它能够反映交通供给与交通需求之间的矛盾。路网容量的供需平衡是指在规划水平上，道路网的总体容量和道路网的交通负荷的匹配程度。从保障城市正常功能和促进城市经济发展的角度考虑，对于这种匹配程度无疑应当尽量给予满足，否则，一旦受到过分抑制，就意味着城市功能的受损和城市经济发展的限制。

1.2.2 路网布局结构供需平衡

路网布局结构是指城市道路网的几何形状。路网布局结构供需平衡是指城市道路网布局结构与道路交通需求流向空间网状结构的匹配程度。在特定的城市布局形态下存在着特定的道路交通需求流向，便构成一个网状结构。如果路网布局结构与道路交通需求流向不一致，就会发生有路没车，有车没路的情况，从而导致道路通行能力下降、甚至发生拥堵现象。

1.2.3 路网等级结构供需平衡

路网等级结构是指在城市道路系统中，快速路、主干路、次干路和支路所占的比重。如果各个等级的道路其比例关系搭配合理，就可以使路网的整体效益发挥到最大;反之，如果道路等级结构不合理，相互衔接失调，即使城市道路具有相当的规模，实际路网容量也不一定能满足道路交通需求。路网等级结构供需平衡是指路网等级结构能充分实现道路交通分流的目的，使各层次的道路系统无论在形式上，还是在功能上均衔接顺畅，从而充分发挥路网的总体容量，达到供需平衡。

1.2.4 道路交通结构供需平衡

城市交通结构是指自行车、公交车、小汽车、轨道交通等多种交通方式。城市交通结构供需平衡是指城市交通结构应符合城市交通可持续发展的框架，在城市资源允许的情况下，应能使整个交通系统中的各种交通方式相互协调配合，保证人们快速、经济、安全、舒适、准点到达目的地，同时保证所用交通工具对环境的影响最小，道路系统中行驶车辆最少。

由此可见，城市道路交通供需平衡的内容及其相互关系，如图1所示［2］。从图中可以看出，路网等级结构供需平衡、路网布局结构供需平衡和交通结构供需平衡呈并联关系，与路网容量供需平衡串联组成道路交通供需平衡内容。三个结构和总量的不同平衡组合体现的是道路交通供需平衡的质量。而路网容量供需平衡居于主导地位，起关键作用，只有路网容量达到供需平衡才能首先有可能实现城市道路交通供需平衡;路网等级结构、布局结构和交通结构供需平衡则居于从属地位，起辅助作用，使路网尽可能达到供需平衡。

图1 道路交通供需平衡系统

2 城市道路交通拥堵的形成机理分析

2.1 道路交通“拥堵”的定义

道路交通拥堵是指道路交通需求(一定时间内想要通过某道路的车辆数)超过某道路的交通容量(一定时间内该道路所能通过的最大车辆数)时，超过部分交通滞留在道路上的交通现象［3］。道路交通拥堵的具体定义世界各国尚无统一标准。日本1994年在制定新交通拥堵对策计划时，确定一般道路拥堵长1 km以上或拥堵时间10 min以上定义为道路交通拥堵，高速公路拥堵量(拥堵时间×持续时间)在15 hkm/d以上定义为道路交通拥堵。美国道路通行能力手册在对城市干线街道的服务水平的等级划分中，将车速为22 km/h以下的不稳定车流称为拥堵车流。我国公安部则对拥堵路口和拥堵路段分别给出了定义:车辆在无信号灯控制的交叉路口外车行道上受阻且排队长度超过250 m，或车辆在信号灯控制的交叉路口，3次绿灯显示未通过路口的状态定义为拥堵路口;拥堵路段则定义为车辆在车行道上受阻且排队长度超过1 km的状态［4］。

2.2 城市道路交通流及其状态

城市道路交通是由城市用地、人、车和道路构成的，而道路交通需求和道路交通供给则构成了城市道路交通系统中的交通流量(简称交通流)。交通流是指在道路上某断面单位时间内所通过的车辆或行人数。由机动车流、非机动车流和人流组成的混合交通流是我国特有的城市交通现象，它的存在加大了城市道路交通问题的复杂度。

城市道路交通流有四种状态［5］:①自由状态流。行驶通畅，车速基本不受限制，道路上没有或少有耽搁，车速高，流量低，车流密度低。②稳定状态流。车速开始受到道路交通条件的限制，但驾驶人还可以自由选择合理的车速和行驶车道。③不稳定状态流。流量稍有变动或车流偶尔受阻，运行车速大幅度下降，严重时车辆时停时开，车速很少超过50 km/h，流量接近或达到道路本身的容量。④拥挤阻滞流。车流流动已属勉强，车速低，流量小于道路交通容量，出现车辆排队现象以致于完全阻塞。

2.3 城市道路交通拥堵的形成机理

世界上一切物质均处在“时”、“空”的两维空间内，在人类社会正常活动中，人和物需要克服“时间”和“空间”上的障碍，而克服这种障碍的方式就是交通运输，它是由“运动”来实现的。因此，运动是道路交通的最基本特性。

而城市道路交通流的运动状态经常要受到外界的干扰和影响。当受到外界干扰时，城市道路交通流则表现为以下两种形式:①干扰→不稳→稳定，这时稳定状态流受到干扰变为不稳定状态流，但可以通过自我调整恢复到稳定状态。②干扰→不稳→拥堵，这时稳定交通流受到干扰后变为不稳状态，由于干扰的不断增加，道路交通系统呈现无法自我调节、进而变为“拥堵”状态。使道路交通流失去稳定状态的干扰主要有:道路交通管理(如交叉口的管理、行人过街的管理等)，道路交通流本身(如分流、合流、变换车道、超车等)以及突发事件、居民的出行方式、交通技术、交通政策因素。

从城市道路交通流形成的运动状态来看，根据物理法则，在同一时间和空间内不可能有两个物体的存在［6］，所以，城市道路交通拥堵的诱发原因是城市道路交通流运行状态的失稳，而造成城市道路交通“拥堵”的根本原因是道路交通需求与供给的失衡。

目前我国城市道路交通拥堵的原因很多，如公民安全意识的缺失，新驾驶人的巨增，驾驶人的“路怒心理”，道路参与者的随意违法;机动车保有量的巨增，车辆使用观念和通行权问题;“拉链路”、“断头路”和“瓶颈路”等。但城市规划与建设、城市道路交通管理与控制是影响道路交通供给与需求的主要因素。城市规划与建设决定了城市形态和土地利用的形式，它影响着道路交通需求;而道路网络的规划和交通管理设施的建设，则影响道路交通的供给及道路交通需求与供给二者是否平衡，并决定了城市道路交通流的运行状态。同时道路交通管理设施与控制也对道路交通流的运行状态有直接的影响。所以，道路交通系统的平衡状态是可控的，可望通过城市的规划与建设和道路交通的管理与控制中对道路交通需求和供给进行人为的预期控制，使道路交通系统达到平衡状态。

3 目前我国道路交通供需关系处理存在的主要问题

道路交通供给与需求是一对非常复杂的矛盾，由于社会、经济和环境等方面的差异，处理这一矛盾的手段和实施效果会有很大的不同。目前，我国在道路交通供需关系的处理上存在的主要问题如下。

3.1 十分强调道路的供给

社会上有一种非常流行的观点是:“我国大城市道路设施的增长速度远远比不上机动车的增长速度”。但实际上我国道路与机动车之间在数量上并不存在一定的比例关系，即车辆的增长与交通量的增长也并非为线性函数。从资源和经济上看，目前我国大城市，特别中心城区的道路建设要满足道路交通需求是根本不可能的。所以，我国城市道路建设的目标应定位在防止道路交通拥堵的过度恶化和为大多数城区提供必要的通达性。

3.2 重视高投资忽视常规供给

目前我国城市道路交通的供给过分集中在快速路、主干路、高架路、立交桥、地铁、轻轨等高投资的道路交通设施上，而忽略了城市支路网的建设和常规公共汽(电)车的发展，对于停车、加油、步行和换乘等道路交通设施以及道路交通管理和服务的供给则重视不够。这种方向上的偏差直接造成了城市道路交通系统运行的低效率。

3.3 忽视低能环保的交通方式

由于我国幅员辽阔、地理环境的不同、经济发展及城市道路交通建设的差异，低能环保的交通方式，对维护本地区的道路交通秩序、保证道路交通安全与畅通发挥了十分明显的作用。从本质上说，道路交通方式没有先进和落后之分，各有其优缺点和适用的范围与程度。从我国目前看，自行车在我国城市道路交通中应具有不可替代的优势和适用性。国外的研究表明，摩托车是一种有生命力的道路交通工具。然而，目前我国有些城市在道路交通管理中对待自行车和摩托车等道路交通方式的态度上，往往采取歧视性和限制性的政策。而对于步行交通的忽视也是普遍存在的问题。

3.4 价格政策运用的不合理

价格是城市经济发展的杠杆、调节供需关系的重要手段。对于高效率的道路交通方式，如公共交通，价格如果过高便会导致使用者减少，城市道路总体运输效率要下降，成本要升高。对于低效率的道路交通方式，如私人小汽车和出租车，价格如果过低便会导致使用者的增加，也会使城市道路总体效率下降，成本升高。目前，我国有些城市制定的很多道路运输价格政策则是不符合客观实际的，因而导致城市道路运输成本的升高和总体运行效率的下降。例如，公交票价的上调会导致更加高昂的宏观经济代价，出租车票价不高则会导致政府投资效益的不合理转化等。

总之，当前，我国城市道路交通供需问题的解决缺乏系统的观点，往往是“头痛医头，脚痛医脚”，不能从根本上寻找原因，做到标本兼治。城市道路网建设的指导思想仍处于“追随型”的框架下，在制定路网建设目标时，缺少考虑对交通需求的引导，从而未能有效地促使城市道路交通的合理发展。各城市在研究道路交通供需平衡时，所得结果只是道路数量的平衡，未涉及路网等级结构、路网布局结构和交通结构供需平衡的研究，不能从本质上保证城市道路交通发展的合理性。各城市在研究城市问题时，未能充分分析各影响因素的关系和相对重要程度，所作的对策缺少逻辑性和层次性。

4 正确处理目前我国城市道路交通供需关系的方法

城市道路交通供需关系的正确处理，必须建立在城市发展战略、规划布局和交通发展战略的综合而均衡的基础上，建立在社会、经济和环境相互影响分析和效用综合评价的基础上。城市道路交通供需关系必须有利于国民经济、产业经济的发展，有利于道路交通运输总成本下降和效率的提高。因此，做到正确处理城市道路交通供需关系尤为重要。目前我国城市道路交通供需关系的正确处理应当做到以下几点。

4.1 确立供给与需求相对平衡的理念

在扩大道路交通有效供给的同时，应建立以经济手段为主，多种手段并用的需求管理体系，使道路交通需求与供给的能力相互适应。同时应从城市土地利用着手改善城市道路交通的可达性，减少道路交通需求;要尽量使道路交通需求在时间和空间上的分布更加均匀;鼓励和保护高效率的交通方式，优先发展公共交通，从而达到城市道路交通供需关系的相对平衡。

4.2 保持道路交通供给方向的均衡

在发展高投资的道路交通设施的基础上，应保持道路交通基础设施与服务供给的均衡;保持个人机动化交通与低成本交通设施供给的均衡;保持高等级道路与一般道路供给的均衡。而道路交通服务的供给要涵盖道路交通的管理、法规、价格、运营、环境和安全等方面的政策。

4.3 对道路交通需求管理要体现社会公平

在符合使用者合理收费的原则下，各种道路交通方式都应有其存在的空间，让使用者应有充分的选择自由;要关怀低收入阶层、处境不利者和易受伤害者的道路交通需求，向他们提供经济实惠的使用交通设施和服务的机会和必要的财政补贴，但在方法上必须符合市场经济的规律。

4.4 逐步建立和完善收费制度

逐步建立完善的道路交通设施和服务使用收费制度，让个人机动化交通使用者承担全部成本，逐步消除政府隐性补贴和税费的支付，并尽可能与使用行为直接挂钩，引导使用者理性作出对道路交通方式的有利选择。

4.5 实施主动引导式道路交通供需平衡策略

目前，世界发达国家是通过“理性控制道路交通供需平衡策略”来平衡道路交通系统，其控制原则是在城市功能已经完善的情况下对道路交通系统进行控制，从而达到平衡，其主要是通过ITS技术来减少出行量并提高供给效率。目前我国城市功能不够完善，土地利用需要调整，整体发展水平较低，现在实行的基本是“被动适应的道路交通供需平衡策略”。其控制原则是通过大规模的道路建设来增加道路交通供给量，但疏忽了出行效率和运输效率之间的平衡，缺乏适合中国国情的城市道路交通基础理论体系。所以单纯依靠改造和增加道路、扩大道路供给量的“自然发展”根本无法解决城市交通拥堵。因此，在可持续发展的大环境下，应当实施“主动引导式的道路交通供需平衡策略”，遵从效率的原则，达到道路交通供给与需求的耦合与协调，从而提高道路交通供给的有效性，而非总量。通过科学有效的手段调整需求，提高道路交通出行的效率。

5 结语

随着城市化和机动化进程的加快，城市道路交通拥堵问题日益突出。文章运用城市道路交通供需平衡理论，解析了城市道路交通拥堵的形成机理，最终得出如下结论。

1)城市道路交通系统是一个系统的、复杂的、动态的社会综合大系统，它由道路交通供给系统与道路交通需求系统所组成。道路交通供给与需求系统是相互影响、相互作用的。

2)城市道路交通供需平衡包括路网容量供需平衡、路网等级结构供需平衡、路网布局结构供需平衡和道路交通结构供需平衡。

3)城市道路交通流有自由状态流，稳定状态流，不稳定状态流和拥挤阻滞流四种状态。

4)城市道路交通拥堵的诱发原因是城市道路交通流运行状态的失稳，而造成城市道路交通“拥堵”的根本原因是道路交通需求与供给的失衡。

5)全面分析了我国在道路交通供需关系的处理上存在的主要问题，并提出了正确处理目前我国城市道路交通供需关系的有效方法。

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