单向交通网络效益分析

319单向交通网络效益分析哈尔滨工业大学交通科学与工程学院裴玉龙伊新苗【摘要】单向交通是通过对道路上车流方向进行组织而不是通过新增容量的方法来缓解交通拥挤，因此，进行单向交通效益分析时应从两方面进行考虑，一个是费用支出，一个是费用节省。在这里认为在道路交通网络内的出行是一种费用支出，实施单向交通后推迟对运输建设的投资是一种费用节省。本文将单向交通系统的费用和费用的节省同传统的供给方法做比较，综合考虑城市单向交通实施后各种潜在的影响，从社会、企业(单位)、道路用户三方面进行效益分析，建立了单向交通网络效益模型。并结合实例，将哈尔滨市单向交通规划方案与单向交通现状作比较，分析哈尔滨市单向交通规划方案实施后带来的网络经济效益。【关键词】单向交通网络社会效益道路用户效益效益分析1引言以下5点假设条件是分析单向交通网络效益的基础，也是判断单向交通网络可行性的根本依据。假设如下：(1)假定某一个工作出行己使现有路网的拥挤达到了它的容量，再增加一个新的工作出行，将使当前的出行者的服务质量下降。这就要求，为了维持一定的服务水平，需增加新的容量来容纳新增的一个工作出行，这个新增车道的建设、养护、运行费用采取分期付款的方式修建。(2)单向交通网络内，设施类型有4种，快速路、主干路、次干路和支路。一个工作出行或许发生在4种类型设施之一上，也可能发生在其中某几种设施上。(3)假定道路高峰时段为2小时(上、下午各为1小时)。(4)工作出行的交通方式只采用自行车、公交车和小汽车。(5)高峰小时内，双向通行道路的往返交通量分布均匀。2社会效益2.1直接效益实施单向交通提高道路的使用效率，减少或推迟对运输建设的投资和对自然资源的消耗。因此，认为节省的道路资源即为单向交通网络带来的直接经济效益。CLNNCC••−′==)(省直接(1)式中：C——每次工作出行平均每公里道路设施费用(万元)；L——实施单向交通前高峰小时工作出行平均长度(km)；N’，N——实施单向交通前后高峰小时工作出行者总数。2.2间接效益实施单向交通后，路网服务水平改善会给出行者带来如时间节省，交通事故减少，环境质320量改善等间接经济影响。下面仅从旅行时间，交通事故，环境污染三个方面来分析单向交通网络社会间接效益。(1)平均旅行时间平均行程时间是反映单向交通网络交通质量的重要指标之一，平均行程时间越短，表示单向交通缓解局部交通矛盾的程度越大，对交通总体状况越有利。()CNTTCT••−=21(2)式中：TC——车辆平均旅行时间节约带来的社会价值(万元)；1T，2T——单向交通实施前后高峰时段工作出行车辆平均行程时间(h)。(2)交通事故单向交通网络事故数的变化反映网络实施单向交通方案后交通质量的改善程度，事故数减少，单向交通网络的社会效益值增加。AkkkACNNC)(21−=(3)式中：kN1，kN2——单向交通网络范围内，实施单向交通前后，发生的道路交通事故总数，包括特大事故、重大事故、一般事故和轻微事故；AkC——平均一起交通事故带来的经济损失(万元)。(3)环境污染交通对环境的影响主要体现在空气和噪声污染两方面，由于环境经济效益计算指标很难确定，空气污染和噪声污染的效益分析模型可采用单向交通实施前后的效益增减来计算。空气污染：城市机动车排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)、碳氢化合物、铅、细微颗粒物(TSP、PM10)、二氧化硫、二氧化碳以及臭氧等，这些污染物已严重破坏了城市空气质量。根据GB3095—96《环境空气质量标准》、JT005—96《公路建设项目环境影响评价规范(试行)》，本文选用的城市道路交通空气污染指标有一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)、总悬浮颗粒(TSP)、可吸入颗粒(PM10)。综合考虑机动车污染物的分担率、危害等因素，确定四者的污染程度比例为4:3:2:1。按照这一比例将机动车的废气污染程度统一为一氧化碳(CO)的空气污染程度。单向交通网络范围内，空气污染造成的经济损失可用下式计算：)(LLCE−′=•（N’-N）•CE(4)式中：EC——空气污染带来的负效益(万元)；EC——平均每公里每辆机动车尾气排放造成的经济损失(万元)。参数EC是空气污染带来的经济损失，空气污染对人体的危害分为急性危害、慢性危害和远期危害，这些危害带来巨大的经济损失，涉及到的影响因素很多，根据各个城市环保部门提供的城市道路交通空气污染物质量浓度的实测数据，通过长期的社会调查、统计确定每年或每5年，由于道路交通空气污染造成的经济损失。北京空气污染资料表明，平均每年1辆车运行1321公里造成的社会经济损失为0.12万元/车公里噪音污染：城市道路交通燥声一般指交通干线上，由机动车辆发出的超过国家标准（白天70分贝，晚上55分贝）的声音，其大小一般用等效声级或统计声级表示。城市的环境燥声主要（70%）来自汽车燥声，其危害主要有：使人体血压升高，心跳加快，影响人们的睡眠和休息等。近年来，我国城市道路交通燥声成明显增长趋势，2000年等效声级79.6dB(A)，超出国家标准9.6dB(A)。NC=（L’-L）•（N’-N）•CLi(5)式中：NC——噪声污染带来的负效益(元)；CLi——平均每公里每辆机动车燥声污染带来的经济损失(万元)。根据GB1459—79《机动车辆允许燥声标准》和GB1496—79《机动车辆燥声测量方法》，可以得到各个城市道路交通燥声污染的测量方法，道路交通燥声污染造成的经济损失，可通过抽样调查统计得到。北京，平均每年1辆车运行1公里其燥声造成的社会经济损失达到0.08万元/车公里。实施单向交通规划方案后，单向交通网络范围内，部分车辆行程距离增加，对环境造成的污染严重。以上从空气和燥声两方面对单向交通网络内环境污染带来的经济损失进行了分析，由式4和式5得到环境污染总费用：EC+NC=（L’-L）•（N’-N）•（CLi+CE）综上，单向交通网络社会效益为间接效益和直接效益之和，从而：间接直接社会CCC+==CLNN••−′)(+CLNTTT•••−121)(+AkkkCNN)(21−-（L’-L）•（N’-N）•（CLi+CE）(6)3道路用户费用及效益道路用户，即出行个体，其出行方式有步行，自行车、公交和小汽车。前两者与后两者相比可忽略不计，以下只分析实施单向交通后，小汽车和公交2种出行方式的费用。个人出行费用包括：(1)内在化了的费用它包括两部分，一部分是运行费用：燃料费、维修费、车轮磨损等；另一部分是固定费用：保险费、执照费、资金费、车辆磨损等。单向交通实施后，道路用户节省的内在化费用(即收益)计算方法如下：PSCNC11Δ=(7)其中：)(固PPPCCC+=式中：PC——使用私人小汽车工作出行者平均每公里的运行费用与固定费用之和，目前，322国内统计资料取2.8（元/车公里）；1NΔ——单向交通实施前后，使用私人交通工作出行个体变化数的绝对值，1NΔ=N’-N；PC——使用私人小汽车的工作出行者平均每公里的运行费用，（元/车公里）；固PC——使用私人小汽车的工作出行者平均每公里的固定费用，（元/车公里）。(2)乘坐公交的费用实施单向交通后乘坐公交的出行者节省的出行费用(即收益)的计算方法如下：BiiBiSQQxNC∑=Δ=2122(8)式中：2NΔ——实施单向交通前后，使用公共交通工作出行个体变化数的绝对值；BiQ——不同种类公交车(大公交和小公交)交通量；ix——不同种类公交的平均票价；BQ——公交车的总交通量。除了以上两部分效益外，出行个体还会涉及到停车场收费、收费站收费等方面的费用节省，与其他方面相比，比例很小，本文不再考虑。从而，出行个体社会总费用：21SSCCC+=个体()BiiBiPPQQxNCCN∑=Δ++Δ=2121固(9)4单向交通网络综合效益以上从社会、个人及个体商业经济角度对单向交通网络的效益进行分析。在整个单向交通网络内，道路由双向通行改为单向通行，改变行驶方向一侧的路旁个体经营者营业额有下降趋势，但这部分损失的商业效益由消费者转移到其他商场、路边收费停车场、路旁餐馆等消费场所。于是，损失的效益会其他的消费场所得到补偿，因此，从整体来看，分析单向交通网络效益时，个体商业经济效益影响值可不必加以考虑。于是，单向交通网络效益=社会效益+出行个体效益，即：个体社会网络CCC−=()()∑∑••••−+−′=jjjjjjPCNTTPCLNN)()(21()EiiiiiiLiiiiAiiiCTQTQCLLRRCNN•=•••−=•••==⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛′′′′′′′′′−′−″⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+−−−+∑∑∑∑3113123134121133π)(ρβρβ(10)323()BiiBiPPQQxNCCN∑=Δ−+Δ−2121固各城市实施单向交通，可以根据各自不同的要求制定单向交通网络效益的目标值，以此作为判断实施单向交通网络方案的依据。如果有：单向交通网络综合效益单向交通网络综合效益目标值成立，则单向交通方案规划程序终止，另选备选方案，重新研究，并进行效益分析；否则，进行规划程序的下一步——单向交通方案综合评价。5网络效益分析实例哈尔滨市的单向交通分布在道里区、南岗区和道外区，这些单向交通道路组成了单向交通网络。现状单向交通道路共有70条，规划后共有105条。在哈尔滨的市区内实施单向交通后，车辆拥挤程度降低，道路使用效率提高，推迟修建城市道路，减少对自然资源的消耗。(1)社会直接效益计算单向交通社会直接效益就是推迟修建道路的工程总造价，假设这部分拟建道路是双向双车道的城市次干路，共计长度3.5km，平均每公里工程造价625万元，节省的道路建设费用总计2187.5万元，即：C直接=2187.5万元。(2)社会间接效益计算在哈尔滨市单向交通网络现状调查资料的基础上，经过预测分析，得到单向交通规划后的各项数据，见表1和表2。表1高峰小时车辆出行特征表单向交通规划前后工作出行总数工作出行平均长度(km)平均行程时间(h)规划前N24300L9.21T0.45规划后N’26200L’10.52T0.38表2单向交通方案实施前后年交通事故经济损失单向交通规划前后交通事故数(除轻微事故以外)事故经济损失(万元/年)规划前702342.38规划后620302.39由公式1：CLNNCC••−′==)(省直接得到：125.0]2.9*)2430026200[(5.2187)(=−=−′=•LNNCC直接（万元）车辆平均行程时间节省产生的社会价值为：CLNTTTCT•••−=121)(=125.0*2.9*24300*38.038.045.0−=1956（万元）由表2，实施单向交通规划方案后，哈尔滨市一年内交通事故直接经济损可减少AC=39.99324万元，即：)(99.39万元=AC目前，哈尔滨市还没有这两方面的统计资料。据国内统计资料表明，北京平均每年每辆车造成的空气污染损失CE=0.12万元/车公里。哈尔滨市实施单向交通规划方案后，绕行车辆数目增加，造成更为严重的空气污染，由于，哈尔滨市单向交通网络并不是遍布全市范围内，空气污染损失要加以折减，折减系数取0.75。于是，在单向交通网络范围内的道路空气污染损失增加值的计算如下：EC=0.75•)(LL−′•（N’-N）•CE=0.75*(10.5-9.2)*)2430026200(−*0.12=222.3（万元）单向交通规划方案实施后，网络内车辆的行驶距离增加，噪声污染程度严重。据统计，北京平均每年每辆车造成的噪声污染损失为CLi=0.08万元/车公里，因为，哈尔滨市单向交通网络并不是遍布全市范围内，空气污染损失要加以折减，折减系数取0.75，哈尔滨市单向交通网络范围内的道路交通噪声污染损失的增加值计算如下：NC=0.75•（L’-L）•（N’-N）•CLi=0.75*(10.5-9.2)*)2430026200(−*0.08=148.2于是：NEATCCCCC+++=间接=1956+39.99-222.3-148.2=1625.5（万元）从而：间接直接社会CCC+==2187.5