北京市交通擁堵影響因素分析

劉思遠　吳天遂　陳清玉　郭衍培

摘 要：交通擁堵是絕大多數城鎮普遍存在的問題，特別是以北京、上海、廣州和深圳為代表的大城市交通擁堵問題尤其突出，直接影響人們的生活質量。該文基于北京市1995—2015年的城市發展、交通需求、交通供給的18項基本數據和實時調查的交通數據，利用統計分析方法定性和定量地分析了交通擁堵問題的成因。然后利用層次分析方法給出了交通改善的長期應對策略和可操作的解決方案。

關鍵詞：北京市 交通擁堵 相關分析 回歸分析 層次分析

中圖分類號：F29 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（c）-0177-03

城市交通堵塞，是指一種車多擁擠且車速緩慢的現象，通常在假日或上下班高峰等時刻出現。此情形常出現于世界上各大都市區、連接兩都市間的高速公路，及汽車使用率高的地區[1]。北京被大家戲稱為“首堵”。近年來國家和北京市政府不斷出臺各種治理交通擁堵的政策和方法。2005年，北京市確立了公共交通優先的發展戰略；2008年，施行單雙號臨時管理措施到尾號限行措施；2009年，北京市新尾號限行措施正式實施；2010年，北京市治理交通擁堵綜合措施正式對外公布，明確今后北京將合理調控小客車增長，必要時重點路段高峰實施單雙號限行，擇機收取擁堵費，實行錯峰上下班等措施緩解交通。2011年1月起，搖號購車，出臺“28條措施”，4月起，北京大幅提高停車費。近年來，北京不斷推出新措施治理交通擁堵，在2016年“兩會期間，北京市提出了包括加密軌道交通網線、地面公交進一步優化、智能交通將廣泛應用、提升道路的通行效率、大力整治停車秩序、打造微循環道路、完善路網結構、改善自行車、步行交通條件等措施來緩解北京的交通擁堵[2]。近年來，對交通擁堵問題成因和交通改善策略也是理論研究的熱點問題之一。一方面是基于一些有效的理論模型對交通擁堵的評價指標、交通流預測、交通擁堵狀態預測、交通擁堵評價模型、交通擁堵影響因素進行了分析論證[4-9，15]。另一方面是基于社會學角度研究了北京市交通擁堵的原因和對策[10-14]。

該文將討論如下問題，第一，通過分析北京市1995—2015年城市發展、交通需求、交通供給的各項指標，提煉出18個可能與交通擁堵相關的指標數據，利用相關分析的方法，定性討論了影響北京市交通擁堵的主要因素，然后利用回歸分析進行定量研究，并利用觀測到的實時數據進行驗證。第二，利用層次分析法，討論了北京市交通改善的應對策略和可行的解決方案。第三，針對上述問題，給出進一步的研究計劃。

1 北京市交通擁堵的主要因素分析

1.1 相關分析

根據文獻[1-12]，結合北京市的具體情況，從城市發展、交通供給、交通需求方面選取1995—2015年的18個影響因素指標：常住人口密度、GDP、人均GDP、機動車增長率、城市道路長度、城市道路面積、公共電汽車運營線路條數、公共電汽車運行線路長度、公共電汽車運行車輛數、公共電汽車年客運量、軌道交通運營線路、軌道交通運營里程、軌道交通運營車輛數、軌道交通年客運量、出租車數量、出租車年客運量、汽油平均價格、五環內晚高峰主要路網平均速度。詳細數據見附錄。首先根據18個影響因素指標的柱狀圖進行直觀分析：

近年來，北京市常住人口密度、城市道路面積呈緩慢增長的趨勢，人口密度的緩慢增長主要得益于北京市一系列控制人口數量的政策的貫徹實施。GDP、人均GDP、軌道交通的各項數據呈持續快速增長的特點，公共電汽車運行車輛數2002年前呈快速增長，之后增長速度變緩。出租車的數量變化較小，客運量2015年呈下降趨勢。其他指標在緩慢增長的過程中有小幅的震動。然后，計算18個影響因素指標的相關系數矩陣。其中，影響因素與五環內晚高峰主要路網平均速度之間的相關系數計算結果如表1。

我們發現，五環內晚高峰主要路網平均速度與機動車數量年增長率負相關，說明機動車數量年增長率越高，五環內晚高峰主要路網平均速度越慢，所以北京市合理調控小客車增長的相關政策是合理的。五環內晚高峰主要路網平均速度與出租車年客運量、汽油平均價格弱相關，說明這兩個因素對路網平均速度的影響很弱，這是因為北京市近年來一直值嚴格控制出租車數量并采取加密軌道交通網線、地面公交進一步優化、完善路網結構等措施加強公共出行能力。五環內晚高峰主要路網平均速度與其他因素均高度正相關，例如與人均GDP高度正相關，人均GDP的增加，決定了投資能力與城市經濟發展程度的增加。北京市交通環境的暢通與否與交通基礎設施建設投資力度有關。經濟發達程度越高，城市交通建設能力越強，公共交通越發達，北京市擁堵治理的成效即路網運行速度也會越高。另外，北京市出臺的控制人口、加強公共出行能力等一系列舉措是合理和必要的。

人口密度除了與機動車數量年增長率，出租車數量和出租車年客運量幾乎不相關外，與其它指標均高度相關，這與北京市控制機動車和出租車數量增長的相關政策實施有非常密切的關系。

機動車年增長率與出租車年客運量、汽油平均價格弱相關外，與其它因素均負相關，這個結果也是得益于控制機動車和出租車數量增長的相關政策的實施，并且說明這一政策已經取得顯著成效。

公共電汽車的相關數據與軌道交通的相關數據均高度相關，反映了北京市政府近年來確實大力加強了公共交通的投入。軌道交通的年客運量只與公共電汽車的年客運量幾乎不相關，說明在北京市公共電汽車和軌道交通應該同時發展，人們可以根據自身情況選擇合適的交通工具出行。

特別值得注意的是，軌道交通數量和公共電汽車運營數量與機動車年增長率負相關，說明北京市需要大力加強軌道交通和地面公交的建設，從而可以降低機動車的需求量。

由于衡量道路是否擁堵的主要指標之一五環內主要路網機動車的平均速度除了和出租車的相關數據相關性弱，與機動車的年增長率高度負相關，與其它指標均高度正相關。這說明城市規模的不斷擴大勢必會影響道路交通的通暢程度，結合2016年12月16日晚6：00～7：30在北京市海淀區海淀黃莊十字路口調查的相關數據（見附錄），尤其是機動車數量的不斷增多是引起交通擁堵的主要原因之一。我們進一步利用逐步回歸對機動車擁有量做定量分析，得到如下結論。

（1）

其中，y表示機動車數量，x表示人均GDP。由于方差和參數的顯著性檢驗p值均小于0.001，R2=0.9381，所以我們可以認為擬合效果良好。（1）式表明，人均GDP每增加一元，如果不加以控制，機動車會增加120萬輛。

綜上，我們可以認為，北京市人口密度的加大，城市規模的不斷擴大，機動車擁有量的不斷增大都是引起交通擁堵的主要原因。另外，北京市近年來出臺的各種解決交通擁堵的政策法規，尤其是嚴格控制城市人口規模、控制機動車數量對緩解直至解決交通擁堵起到了十分顯著的作用。

2 交通改善的應對策略和可操作的解決方案

根據上述18項影響因素，我們已知北京市近年來實施的解決交通擁堵的政策法規，包括尾號限行，搖號購車、加密軌道交通網線、地面公交進一步有優化、智能交通將廣泛應用、提升道路的通行效率、大力整治停車秩序、打造微循環道路、完善路網結構、改善自行車、步行交通條件等措施是非常科學的，這些措施使得城市交通擁堵得到了有效地改善，但是否還有其他可行的措施需要我們去調研探索，我們基于2016年12月16日北京市海淀區黃莊路口調查結果發現行人非機動車違反交通規則的情況非常嚴重，幾乎每個紅燈等候的時間行人都走到了機動車道路上等候，這就導致右轉車輛行駛非常緩慢，而且非機動車闖紅燈現象非常嚴重，大大降低了機動車的通行速度，甚至會突然急剎車，引起交通事故，帶來嚴重的交通擁堵。雖然每個路口都有兩名交通協管員，但有些人仍然違反交通規則。下面我們利用層次分析法進一步探討行人非機動車的這種行為是否對交通擁堵產生影響。

（1）首先建立層次分析模型的層次結構。

目標層：A：緩解交通擁堵。

方案層：C1：引進更先進的智能交通C2：宣傳教育C3：加強交通管理。

（2）建立兩兩判斷矩陣并利用歸一化的方法計算評價單元的權重向量。

所以通過一致性檢驗，判斷矩陣的一致性是可以接受的。

因此各方案的優劣順序為C2>C3>C1，說明方案C2優于其他方案，也就是，宣傳教育是緩解交通擁堵的重要手段之一。

由于我們調查的數據來自于北京市海淀區海淀黃莊路口，這是一條重要的交通主道路，周圍有中學、大學、醫院、寫字樓等，路口交通非常繁忙，而且行人和非機動車駕駛人絕大多數是年輕人。我們調查發現，紅綠燈的持續時間是有變化的，綠燈持續時間有90 s、120 s、180 s、200 s幾種情況，紅燈持續時間為30 s、40 s兩種情況，黃燈持續時間為4 s，說明交管部門已經采取智能方法根據車流量控制了紅綠燈時間。各方向路口的非機動車行人違章情況非常嚴重，所以，針對這樣的地區，應該利用各種手段加強對公民的遵守交通規則的教育，尤其是在校學生。今后我們可以通過建立交通宣傳欄，建立專題交通宣傳月，交警走進校園對中學生進行交通法規的教育，通過公眾號、手機APP傳送交通規則宣傳視頻等方法加強宣傳教育力度。另外，還需要加強違反規則的懲罰力度，雙管齊下，就可以使違反交通規則的現象盡快消失，使道路更加通暢。

3 結語

該文基于北京市1995—2015年的城市發展、交通需求、交通供給的18項影響因素指標和實時調查的交通數據，利用相關分析和回歸分析的方法討論了北京市交通擁堵的主要影響因素，我們認為人口密度的增大，城市規模的擴大和機動車擁有量是引起交通擁堵的主要因素。并且得出北京市近年來實施的改善交通擁堵的一系列措施，包括尾號限行，搖號購車、加密軌道交通網線、地面公交進一步有優化、智能交通將廣泛應用、提升道路的通行效率、大力整治停車秩序、打造微循環道路、完善路網結構、改善自行車、步行交通條件等是非常科學的有成效的。然后結合調查數據的特點，利用層次分析法得到了加強宣傳教育、加強交通管理也是交通改善的應對策略和長期可操作的解決方案。最后我們指出，除了北京市政府進一步加強控制交通擁堵的政策的實施外，還需進一步對行人非機動車駕駛人員加強交通法規的宣傳，使他們知法守法，有助于緩解北京市交通擁堵的壓力。

參考文獻

[1] 百度百科.http：//baike.baidu.com.

[2] 首都之窗.http：//www.beijing.gov.cn/.

[3] 北京市交通發展研究中心.2015年北京市交通發展年度報告[R].

[4] 王妍穎，黃宇.基于大數據下的備京市交通擁堵評價指標分析[J].交通運輸信通工程與信息，2016，16（4）：231-240.

[5] 黃靜靜.北京交通流序列的重分形擴散熵分析[J].數學的實踐與認識，2014，44（13）：236-241.

[6] 王曦，祝付玲.基于高斯混合分布的交通擁堵評價模型[J].公路交通科技，2011，28（2）：127-132.

[7] 陳陽舟，田秋芳，張利國.基于神經網絡的城市快速路交通擁堵判別算法[J].計算機測量與控制，2011，19（1）：167-170.

[8] 孫小菲，陳旭梅，高穎.計量經濟學的交通指數與公交指數關聯性分析[J].哈爾濱工業大學學報，2016，8（3）：60-65.

[9] 沈萬霞，楊紅松，張博.北京市交通擁堵影響因素研究[J].觀察，2016（3）：25-31.

[10] 車耳.北京不應該比紐約還賽車[J].世界之窗，2008（6）：60-61.

[11] 戴學峰.北京交通-車堵在了思路上[J].中國國情國力，2004（6）：6-12.

[12] 張博，倪東生，北京市解決交通堵塞的對策分析[J].現代城市研究，2013（8）：95-98.

[13] 鄭思齊，張曉楠，許楊非，等.城市空間失配與交通擁堵[J].經濟體制改革，2016（3）：50-51.

[14] Thi Phuong Linh.Tu Anh Trinh.Encouraging Public Transport Use to Reduce Traffic Congestion and Air Pollutant： A Case Study of Ho Chi Minh City[J].Vietnam， Procedia Engineering，2016（142）：236-243.

[15] 薛薇.統計分析與SPSS應用[M].4版.中國人民大學出版社，2014.