北京公共交通系統(tǒng)低碳發(fā)展的演化博弈分析

摘 要：文章建立北京公共交通體系三方博弈模型，運用演化博弈理論分析政府、公共交通公司和出行者行為對北京市低碳交通發(fā)展的影響，得出以下結(jié)論：政府監(jiān)管力度與出行者乘坐公共交通的效用不嚴(yán)格遵循促進(jìn)關(guān)系;公共交通公司收益受城市交通體系低碳化程度的影響。并根據(jù)研究結(jié)果提出相應(yīng)建議。

關(guān)鍵詞：演化博弈分析;公共交通體系;低碳發(fā)展

中圖分類號：F512.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1005-6432（2022）09-0070-02

DOI：10.13939/j.cnki.zgsc.2022.09.070

1 引言

低碳化公共交通體系是城市發(fā)展的重要基礎(chǔ)，對緩解交通擁堵和降低污染排放具有重要意義，因此公共交通體系發(fā)展機制一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點。例如，劉金剛（2005）[1]構(gòu)建非合作多人博弈模型分析我國城市交通擁堵問題。Roumboutsos等（2008）[2]運用博弈論分析公共交通公司補貼來源與城市擁堵的關(guān)系。陳星光等（2009）[3]將交通管理者和交通參與者作為博弈雙方，演化分析交通政策對出行者出行方式的影響。徐瑩等（2018）[4]構(gòu)建包含政府監(jiān)管部門和交通企業(yè)的演化博弈模型，分析監(jiān)管成功率和第三方舉報率對政府策略選擇的影響。

現(xiàn)有研究主要從利益最大化的角度分析公共交通公司行為，忽略其公共物品的性質(zhì)。同時，北京市交通出行者體量龐大，出行決策易受他人影響，具有模仿效應(yīng)。演化博弈理論打破博弈主體完全理性的假設(shè)，注重分析模仿者動態(tài)與演化穩(wěn)定策略，適用于研究北京公共交通問題。因此，文章構(gòu)建北京公共交通體系三方演化博弈模型，探求北京公共交通體系低碳化發(fā)展路徑。

2 北京公共交通體系演化博弈模型構(gòu)建

文章構(gòu)建北京公共交通體系博弈模型的目的是解決以下問題：①北京市交通管理政策是否合理，應(yīng)設(shè)定怎樣的政策力度。②出行者應(yīng)當(dāng)選擇何種交通方式，才能實現(xiàn)自身利益最大化。③公共交通公司是否存在隱藏自身行為、騙取政府補貼的動機。為此，文章做出以下假定：①政府、公共交通公司和出行者組成一個博弈系統(tǒng)，參與人均為具有學(xué)習(xí)能力的有限理性個體。②博弈參與人之間存在信息不對稱。

北京公共交通體系主要涉及三類參與人，分別為政府、公共交通公司（簡稱公交公司）和出行者。其中，政府一方面增加公共交通企業(yè)補貼（GBS）促進(jìn)公共交通服務(wù)業(yè)發(fā)展，同時提高機動車及其互補品稅收t以增加公共交通使用。企業(yè)（公交公司）使用政府補貼購置交通設(shè)施（單價為PC），擴(kuò)大經(jīng)營以增加企業(yè)收入;同時，企業(yè)有不增購公交設(shè)施貪污政府補貼的動機。因此，政府有必要對企業(yè)行為進(jìn)行監(jiān)督（監(jiān)督成本為Gspec），采取監(jiān)督行為的概率為w，依據(jù)企業(yè)行為進(jìn)行獎勵（GBA）或懲罰（GBP，GBA+GBS<Gspec）。出行者可以選擇的出行方式有公共交通和私家車兩種，其效用水平（Vi）受時間成本（Ti）、貨幣成本（Pi）和乘客感知（εi）的影響。其中，私家車使用時間（tCar）受出行距離（L）和速度（Vc）的影響;公共交通出行時間包括兩部分，一是指乘客乘坐公共交通工具從站點到目的地的時間（tB1），二是車外時間（tB2），包括步行到公交站點的時間（Dj/2Vw）和候車時間（fj）。

3 結(jié)果分析

在北京公共交通體系博弈中，當(dāng)博弈各方無法確定自身的最優(yōu)策略時，低收益出行者會模仿高收益出行者的行為，通過復(fù)制動態(tài)方程描述參與人策略選擇。假設(shè)出行者、公交公司、政府監(jiān)管的混合戰(zhàn)略概率分布分別為（X，1-X），（Y，1-Y）和（Z，1-Z）。結(jié)合上述模型可知，北京公共交通體系各參與人演化復(fù)制動態(tài)方程組，如公式（1）所示。

由復(fù)制動態(tài)方程組得到該演化博弈的8個純策略均衡解和2個混合策略均衡解，分別為E1（0，0，0），E2（0，0，1），E3（0，1，0），E4（0，1，1），E5（1，0，0），E6（1，0，1），E7（1，1，0），E8（1，1，1），E9（0，（GBP+R-Gspec）/（GBA+GBP），（GBP-I+Δπ）/GBA+GBP-CBP）和E9（1，（GBP+R-Gspec）/（GBA+GBP），（GBP-I+Δπ）/GBA+GBP-CBP）。通過構(gòu)建雅可比矩陣判定上述10個平衡點是否為沿河穩(wěn)定策略（ESS），當(dāng)平衡點對應(yīng)的Jacobi矩陣行列式大于0，且矩陣的跡小于0時，該平衡點為ESS;反之為鞍點。

表1表示不同均衡狀態(tài)下政府、公交公司和出行者三方博弈結(jié)果，以①為例，在公交公司貪污補貼、政府不監(jiān)管同時出行者選擇私家車出行時，Jacobi矩陣的值和跡均小于0，此時的均衡是不穩(wěn)定的。

由表1可知，理性的出行者選擇私家車出行的策略有兩種：①當(dāng)駕駛私家車效用大于公交車數(shù)量增加時乘車效用，且政府監(jiān)管的收益大于成本時，政府有增加監(jiān)管投入的動機，相應(yīng)的公交公司將增加公共交通設(shè)施投入，提高公共交通服務(wù)質(zhì)量。②當(dāng)乘坐公共交通工具效用大于駕駛私家車出行的效用時，現(xiàn)有的公共交通設(shè)施能夠滿足出行者需求，繼續(xù)增加政府監(jiān)管投入，反而會偏離演化穩(wěn)定均衡，造成資源損失。在出行者策略選擇方面：①當(dāng)私家車出行的效用大于升級后的公共交通體系，且政府加強監(jiān)管的收益小于監(jiān)管成本時，政府有降低監(jiān)管力度的動機。②當(dāng)乘坐公共交通工具效用大于駕駛私家車出行的效用，且政府監(jiān)管的收益大于成本時，此時政府增加監(jiān)管力度有助于維持該演化穩(wěn)定均衡。

以上兩組均衡策略表明，當(dāng)出行者偏好私家車出行時，政府應(yīng)當(dāng)增加公共交通公司監(jiān)管力度，提高公共交通公司服務(wù)質(zhì)量，鼓勵出行者乘坐公共交通工具。當(dāng)乘坐公共交通出行的效用增加，超過私家車出行效用時，政府不應(yīng)繼續(xù)增加公共交通公司監(jiān)管力度，減少資源錯配帶來的損失。

4 結(jié)論和政策建議

文章建立北京公共交通體系博弈模型，運用演化博弈理論分析政府、公共交通公司和出行者行為對北京低碳交通發(fā)展的影響，得出以下結(jié)論。①當(dāng)私家車出行效用大于公共交通體系時，增加政府監(jiān)管有助于出行者選擇公共交通工具出行;當(dāng)私家車出行效用小于公共交通出行時，政府繼續(xù)增加監(jiān)管力度將造成資源損失，不利于城市交通低碳化發(fā)展。②公共交通公司縮小兩種出行方式帶給出行者效用差距，有利于公共交通公司和政府期望收益增加，將促使出行者使用公共交通工具出行，有利于減緩交通擁堵和污染排放。

根據(jù)以上結(jié)論，文章提出以下政策建議。①政府對制定公共交通公司監(jiān)管政策時，應(yīng)重點考慮私家車和公共交通工具兩種出行方式帶給出行者效用差距。在私家車出行效用大于公共交通出行時，政府應(yīng)當(dāng)加強監(jiān)管力度，反之政府應(yīng)適當(dāng)降低對公共交通公司進(jìn)行監(jiān)管。②相較于增加政府監(jiān)管成本，制定合理的獎勵機制更有利于激發(fā)公共交通公司合作積極性，推動北京公共交通體系低碳化轉(zhuǎn)型。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉志剛， 申金升. 城市交通擁堵問題的博弈分析[J].城市交通， 2005（2）：63-65.

[2]ROUMBOUTSOS A， KAPROS S. A game theory approach to urban public transport integration policy[J].Transport Policy， 2008， 15（4）：209-215.

[3]陳星光， 周晶， 朱振濤. 城市交通出行方式選擇的演化博弈分析[J].管理工程學(xué)報， 2009， 23（2）：140-142.

[4]徐瑩， 張雪梅， 曹柬. 霧霾背景下政府監(jiān)管與交通企業(yè)低碳行為演化博弈[J].系統(tǒng)管理學(xué)報， 2018， 27（3）：65-72，80.

[作者簡介]李琳（1993—），女，碩士研究生，晉中信息學(xué)院，助教，研究方向：互聯(lián)網(wǎng)金融、家庭金融。

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