历史街区交通结构优化

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1、历史街区交通结构优化根据城市交通可持续发展内涵剖析可知，城市交通作为社会经济发展的基础和前提条件，城市交通发展本身并不是目的，人们生活的改善、城市环境的整体提升才是最终目标。因此，城市交通可持续发展应以支持和保证城市可持续发展为目标，既能为社会各阶层提供安全、高效、舒适、选择性好、低费用的交通服务，又能最大限度地减少对环境的污染和破坏，真正提高人类的生活质量，形成经济、环境、交通相互作用的良性循环145。基于可持续发展的城市交通系统的交通结构是在充分考虑了城市环境的质量要求和目标下，能够协调好城市交通系统的发展规模、结构与城市交通环境容量的相关关系。这样，就要求在环境允许的范围内发展交通运输，

2、只有将交通对环境、资源的破坏限制在环境的自我恢复能力以内，才可能实现交通系统的可持续发展。历史街区交通系统作为历史街区内大环境的一个重要的子系统，它与街区内其它各个子系统共同作用，保证历史街区大环境的正常秩序。不同于历史街区交通系统本身的其它各子系统被称为是交通系统的外部环境，外部环境主要包括3个方面：自然环境、社会环境和经济环境。只有保证交通系统的内、外部环境和谐统一发展，才能实现交通系统的可持续。而通过对历史街区的交通环境承载力进行评估，可以更好的把握交通模式、交通结构与城市交通环境容量的关系，将交通对街区环境造成的压力控制在自我修复的范围内，实现街区交通结构与环境的和谐发展。由于历史城区

3、是居民的传统文化生活保持的最完整的地区，传统的步行、自行车出行仍然是城区内部居民最常用的出行方式。另外，由于历史城区内道路设施水平相对落后，缺乏现代化的城市干路，街巷宽度较窄，导致城区内机动车行驶极易造成拥堵现象。由于历史街区鼓励非机动车出行，历史街区内的非机动车交通需求量巨大并且仍在上升。所以针对历史街区道路，关注非机动车出行，计算其科学的交通环境心理承载力是很有必要的。因此，为了实现历史街区内交通系统的可持续发展，应制定合理的非机动车交通环境承载力来限值非机动车的交通量。非机动交通环境心理承载力是指自行车（电动车）出行者对道路上非机动车交通量的心理最大可承受能力。由于涉及到心理因素，非机动

4、车交通环境心理承载力也难以量化。在日常分析中，多元线性回归分析被经常用于分析解释变量与被解释变量关系。回归模型要求被解释变量必须是连续性变量，且要服从正态分布和方差齐性154，具有一定的局限性，有时并不适用。在一定的时间间隔内到达的车辆数，或在一定的路段上分布的车辆数，是所谓的随机变数，描述这类随机变数的统计规律用的是离散型分布155。泊松分布和负二项分布作为离散型分布都可以用于描述这种统计规律156。目前在交通领域，这两种分布常被用于分析行人、自行车的到达特性，如魏明等通过交通调查和数据统计得出自行车车流的负二项分布到达特征8等；泊松回归和负二项回归一般被用于预测某一路段或某一地区的交通事故

5、数，如马壮林等通过负二项回归模型分析了高速公路交通事故发生次数与时间、道路空间结构及交通运行环境等潜在影响因素之间的关系157，张晓东等分析了港区航道及水上交通事故的伤亡人数与事故船舶类型、事故种类、事故发生时间等因素之间的关系158等。非机动车交通环境心理承载力不能直接定量，类比步行交通环境心理承载力 评估方法，需要引入心理承载力评价指标，通过非机动车交通量与评价指标、相关影响因素间的关系，即可有效评估非机动车交通环境心理承载力。对于非机动车来说，由于非机动车的车流密度、交通量与非机动车的行驶速度密切相关，且，行驶速度相对来说更易于观测，因此将非机动车的行驶速度作为评价指标进行研究较为合适。

6、从投资的角度看，交通环境经济承载力的确定与区域提供的交通系统发展建设资金有关。建设基金包括用于扩大交通系统发展规模和提高交通系统服务质量的资金，即交通基建资金；以及用于补偿交通系统正常运转所造成的交通环境不良影响的资金，和为了提高交通环境质量而需支付的资金，即交通环境补偿金160。对于历史街区，为更好保护其风貌，大部分情况下会选择交通系统内的细小改善或重新制定交通组织办法，并且，对慢行交通来说，不论是步行交通或非机动车交通所产生的环境污染可忽略不计。博弈论研究理性主体之间的协调，已成为经济学的标准分析工具之一，在生物学、经济学、国际关系、计算机科学、政治科学、军事战略等许多学科中有着广泛的应用

7、。同时，历史街区交通方式之间的关系符合博弈的基本要素，非常适合用完全信息下的非合作博弈来描述。通过求解纳什均衡解，可以获取交通运输方式之间的竞争行为，并在自身约束条件和市场需求条件下，得到实现各博弈方总体利益最大化时的策略选择。因此，本章结合历史街区的实际交通状况、结合第五章关于历史街区交通环境承载力的研究，根据广义成本的概念，统一量化了出行因素对各交通方式市场竞争的影响，基于绿色交通理念、博弈理论、可持续发展理论建立了历史街区交通结构的优化模型，丰富了交通结构研究的理论。只有将交通对环境、资源的破坏限制在环境的自我恢复能力以内，才可能实现交通系统的可持续发展。6.2 博弈理论的基本概念与分类

8、博弈论（game theory），也称对策论，是研究决策主体的行为发生直接相互作用的时候所进行的决策以及这种决策的均衡问题的。博弈可以被描述为这样的过程：一些人、队组或其他组织，面对一定的环境条件，在一定的规则下，同时或先后、一次或多次，从各自允许选择的行为或策略中进行选择并加以实施，并从中各自取得相应结果的过程。比较典型的例子有田忌赛马、囚徒困境等问题。博弈可分为合作博弈和非合作博弈。二者之间的区别在于人的行为作用时，当事人能否达成一个具有约束力的协议。如果有，就是合作博弈，反之则是非合作博弈。从博弈中的博弈方、策略、得益、次序以及信息的角度，博弈可分为：单人博弈、两人博弈和多人博弈；有限策

9、略博弈和无限策略博弈；零和博弈、常和博弈和变和博弈；静态博弈和动态博弈；完全信息博弈和不完全信息博弈。6.2.2 动态博弈动态博弈的根本特性是各博弈方不是同时，而是先后、依次进行选择或博弈。这是与静态博弈的根本区别。由于动态博弈所研究的决策问题的参与者的行为有先后次序，且后行为者在自己行为之前能观察到此前其他参与者的行为，这就意味着动态博弈中各博弈方在关于博弈进程的信息方面是不对称的，后行动的博弈方有更多的信息帮助自己选择行为。历史街区的交通发展受到经济可持续、社会可持续、环境可持续发展的制约。其中，为了支持环境可持续发展，交通系统对历史街区空间资源的占用应控制在合理的范围内。因此，为了实现历

10、史街区的交通系统可持续发展，最重要的一点是应使其在满足其他子系统的约束条件下发展。基于上述的4种交通环境承载力分量的概念，则历史街区交通系统的最大发展规模应控制在交通环境污染承载力、交通环境自然资源承载力、交通环境心理承载力和交通环境经济承载力的限值内。城市交通大气污染物主要是由机动车排放产生的,其中对人类危害最大的是一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX）、碳氢化合物（HC）、悬浮颗粒（TSP）、铅化物（Pbo）和少量的二氧化硫（SO2）、醛类（RCHO）。其中，国家环境空气质量标准(GB3095-2012)规定浓度是否达标的污染物是CO和NO2；交通部公路建设项目环境影响评价规范（JTJ005

11、-96）规定进行预测和评价的交通污染物是CO和NO2。但考虑到交通产生的HC在城市大气污染中有较大的分担率，因此，本文选择CO和NO2作为历史街区交通机动车污染物的研究对象。6.2.3 完全信息博弈完全信息，指的是博弈局中的每一个局中人对所有其他局中人（竞争者）的特征、战略空间效应函数有准确的了解。否则，就是不完全信息。完全信息动态博弈（Dynamic Games of Complete Information）是指，博弈中的每个局中人对所有其他局中人的特征有完全的了解，并且局中人的行动有先后顺序。每个博弈方在动态博弈中可能不止一次行动，每个博弈方在一个动态博弈中就可能有数个甚至许多个、无限个

12、博弈阶段167。6.2.4 非合作博弈非合作博弈是指一种参与者不可能达成具有约束力的协议的博弃类型，这是一种具有互不相容味道的情形。非合作博弈研究是人们在利益相互影响的局势中如何决策使自己的收益最大，即策略选择问题。非合作博弈是目前博弈研究的主流。“纳什均衡”是一种非合作博弈均衡，在现实中，不仅非合作的情况远远地比合作情况普遍；而且合作也往往只是暂时的和策略性的，所以应用比较广泛的还是非合作博弈模型。由于在各交通方式的管理者在抢占市场份额时，并不会考虑其他交通方式的收益或社会总体效益，因此交通方式的竞争是一种非合作博弈过程。6.2.5 博弈模型及纳什均衡令表示可以反映博弈论的数学模型168-1

13、70。其中，表示博弈方，是可以独立决策、独立承担后果的个人或组织；表示策略或行为，在一场博弈中各博弈方各自可选择的全部策略或行为的集合，可以只有一种，也能有许多种，甚至无限多种可选择策略或行为；表示博弈次序，反映了各博弈方的决策有先后之分，一个博弈方甚至还要做出不止一次的决策选择；表示博弈信息，即能够影响最后博弈结局的所有博弈方的情报，如效用函数、策略空间等；表示博弈的收益，各博弈方的得失用一个策略组合来表示，如收入、利润、损失、个人效用和社会效用、经济福利等，这些得失统称为“收益”。表示纳什均衡，即所有博弈方的最优策略的集合。6.3 基于广义费用模型的历史街区出行方式竞争博弈模型建立从出行者

14、的角度来看，出行者付出了财力、体力、精力上的支出，来购买一种适合自己的出行服务。出行者在做出出行决策的时候，会根据自身的需求，选择在支出和获得服务之间性价比最高的出行方式。从出行方式的角度来看，其通过向出行者提供出行服务来获得收益,而收益的大小，一方面取决于出行者支付的费用，一方面取决于自身支出的成本。假定在街区客运系统内共有M种出行方式，通过调整自身舒适性()、快速性()、便捷性()、安全性()、经济性（）的策略来吸引客源。各种出行方式要获得更大的利益，就需要根据竞争对手的情况不断地调整策略以获得最大利益。很明显，这一博弈过程在各局中人均取得最大利益时达到平衡，各出行方式达到最优分担量。由于

15、广义费用的影响因素都非同一量纲，本文引进时间价值的概念来统一量化各影响因素，将时间价值表示为171： （6-1）式（6-1）中，为该地区出行者的时间价值（元/人h）；为该地区国民生产总值（元）；表示基年城市的总人口数；A为平均工作时间，可用每年50个工作周、每周5个工作日、每个工作日工作时长8 h来计算。（1）经济因素经济性是指出行者获得“门到门”服务所支出的全部费用。经济性费用表示为： （6-2）式（6-2）中，表示第m种出行方式在交通小区i到交通小区j间经济性的广义费用（元/人）；为票价费率（元/人km）；为出行距离（km）。 （2）快速性快速性用交通出行活动所消耗的时间价值来衡量。在运距确定的前提下，快速性费用表示为： （6-3）式（6-3）中，为第m种出行方式在交通小区i到交通小区j间快速性的广义费用（元/人）；为出行距离（km）；为行驶速度（km/h）；为旅客的时间价值（元/人h）。 （3）便捷性便捷性是指旅客选择某种运输方式出行的便利程度，衡量的指标包括该运输方式的上、下车时间、候车时间等，是除去出行方式运行时间以外所消耗的所有时间的时间价值。便捷性费用表示为： （6-4）式（6-4）中，为第m种出行方式在交通小区i到交通小区j间便捷性的广义费用（元/人）；为除运行时间外所消耗的所有时间（h）；为旅客的时间价值（元/人h）。（4）舒适性舒适性是指出行者对所