基于系統動力學的上海市汽車牌照拍賣制度效果的檢驗

黨宗漢

基于系統動力學的上海市汽車牌照拍賣制度效果的檢驗

黨宗漢

文章以上海市私家車保有量作為研究對象，運用系統動力學的知識，確定了私家車保有量的影響因素，界定了系統的邊界，分析了各個影響因素之間的因果關系和系統結構，并畫出系統的因果反饋回路。在此基礎上建立了沒有私車拍賣制度的私家車保有量增長的系統動力學模型，采用VENSIM并進行模擬仿真，得到了在沒有政策限制下的私家車保有量的趨勢，將模擬的結果和實際的私家車保有量進行對比，檢驗了汽車牌照拍賣制度的實施效果。最后對其他影響因素進行了靈敏度分析，為抑制私家車的增長提出其他的決策建議。

私家車保有量；系統動力學；牌照拍賣；VENSIM

一、引言

統計顯示截至2013年底我國汽車保有量達1.37億輛，全國有31個城市的汽車數量超過100萬輛，其中北京、天津、成都、深圳、上海、廣州、蘇州、杭州等8個城市汽車數量超過200萬輛。究其原因，一方面是因為改革開放以來，我國的經濟發展取得了快速發展，居民生活水平提高，人均可支配收入卻得到了大幅度提高，相對于戶可支配收入，私家車的價格不再是高高在上，私家車作為一種出行的交通工具也不是高檔消費品，變成了一種耐用消費品；另一方面，自從我國加入世界貿易組織以來，汽車產業逐步開放,國外的汽車品牌涌入中國，加之我國政府對國內汽車產業的扶植，導致汽車市場競爭加劇，我國汽車價格與國際市場逐步接軌，如火如荼的汽車價格戰也屢見不鮮。汽車市場巨大的潛在生產能力形成生產過剩的賣方市場，人們購買私家車不再是遙不可及的事，所以近年來私家車的保有量成迅速擴大的趨勢。

上海作為我國的經濟中心，居民生活水平處于城市前列,私家車擁有量更是迅速擴大，城市本身過多的人口本已構成人員擁擠、住房緊張等問題,而過多的私家車無疑將加劇交通阻塞、環境污染的情況進一步惡化。為了將上海的小汽車擁有量控制在合理范圍內，上海實行了小汽車限購的政策，希望通過實行汽車牌照定量投放拍賣制度，來達到限制城市小汽車總量的上升、緩解城市交通擁堵、治理城市環境的目的。但是上海汽車牌照拍賣制度實行了十幾年，這項政策到底有沒有達到控制的目的，其實施的效果究竟如何，在這方面卻沒有進行一個具體的量化的檢驗評價。除此之外，除了實施這種剛性的壓制人民需求的宏觀調控政策，能否從其他方面來引導人們對出行方式的選擇，轉移市民的需求，進而減少私家車的出行，達到降低小汽車增長率的目的。

然而城市交通是個動態系統,變量間的關系復雜,一般的數量研究方法難以把握其復雜的系統特征。而系統動力學(System Dynamics,SD)注重系統內部結構和反饋機制,擅長處理長周期、高階次、非線性、多變量、多反饋的復雜系統問題,自創立以來已在多領域得到廣泛運用。據此，本文用SD理論方法分析影響上海市私人車輛的主要因果關系和反饋回路,建立私家車擁有量增長模型,以VENSIM為工具,在歷史統計數據基礎上通過定性定量的分析，模擬出上海市沒有實施限購政策的私家車保有量增長趨勢，據此判斷汽車拍賣制度實施的效果。并對其他變量進行了靈敏度分析，探索除此之外的其他的控制私家車保有量的方法。

二、系統分析和模型的構建

（一）系統邊界的確定

系統動力學分析的系統行為是基于系統內部要素相互作用產生的，并假定系統外部環境的變化不會給系統行為產生本質影響，且不受系統內部因素的控制。在系統邊界方面，與所研究動態問題有重要關系的概念與變量應考慮進模型，在界限外部的變量應排除在模型外。

城市居民私家車系統是一個復雜的社會經濟系統，不僅包括汽車的流通、交換和消費等節，而且涉及城市人口、經濟、環境、控制政策、公交等其他子系統。根據本文系統建模的目的，最終確定所研究系統的范圍包括私車保有量、價格、使用費用、尾氣排放量、比較心里、人均可支配收入、常住人口數量、上海市總戶數、公共交通客運量、機動車保有量、公交、出租車數量、停車車位、道路面積等水平量。

（二）因果反饋分析

因果回路圖是系統動力學中常用的表達系統結構的工具，通過因果關系鏈條來描繪系統內部各影響因素之間的相互作用關系。正是這些因素之間的相互關系和作用決定了系統的行為和功能。

在對系統結構進行分析的基礎上，本文繪制了私家車保有量的因果關系反饋回路，如下圖所示：

圖1 私車增長系統的因果反饋回路

在私家車保有量增長系統的反饋回路中包含多個反饋環：

1.考慮地面交通擁堵而建立的回路：私家車保有量的增加，導致汽車總量的增加，在道路建設落后于汽車增長速度的情況下，道路上的車流密度增大，加大道路的擁擠程度，道路擁擠降低了私家車出行的滿意度，從而降低私家車的增長率，減緩私家車保有量的增加。整個反饋回路為負反饋回路。如下圖所示：

圖2 地面交通擁堵反饋回路

2.環境壓力反饋回路：機動車出行其尾氣排放造成環境污染,導致環保壓力增加,壓力的加大將引起政府交通管制措施的加強,從而起到抑制私車增長的作用,該回路為負反饋回路。如下圖所示：

圖3 環境壓力反饋回路

3.考慮心理因素的反饋回路：該回路中，個體機動化不斷普及情況下戶均擁有量增加進而對潛在消費者起到示范效應，通過帶動消費心理的迅速成熟而影響消費心理因素，最后影響私車增長，回路反饋效應為正。如下圖所示：

圖4 消費心理因素的反饋回路

4.考慮通過改變停車車位供需關系調控停車費用這一經濟手段對私車保有的影響得到回路：隨著私車數量的增加,車位供應不足,停車費用上升從而對私車增長產生負效應，最終影響私車保有量,該回路為負反饋。如下圖所示：

圖5 車位供需反饋回路

5.考慮公共交通的反饋回路：降低私家車保有量，進而減少私家車的出行量，私家車分擔的居民出行量減少，會引導更多的人選擇公共交通工具作為出行方式，公共交通分的的客流量增大，更進一步降低了私家車的增長率。該反饋回路為負反饋。如下圖所示：

圖6 公共交通反饋回路

（三）系統流圖

系統動力學模型包括水平方程、速率方程、輔助方程、參數方程和初值方程。對系統流圖輸入模型方程、初始參數和設計表函數,分別用J、K、L代表過去、現在、未來時點,JK、KL表示過去及未來時段。模型相關參數計算的樣本值采用2000-2012年數據,通過查閱上海市統計年鑒，和上海市車輛管理所統計數據及其他相關資料,設定模型初始值。

圖7 上海市私家車保有量的系統動力學模型

模型中涉及到的主要方程有：

私車保有量K=私家車保有量J+(年新增量-年報廢量)*DT

年需求量=私車保有量*私車增長率

年報廢量=私車保有量*報廢率

車均道路面積=城市車行道總面積/機動車總量

車位數量=車位量J+車位量J*車位增長率

車位供需比=車位量/私車保有量

停車費用=4000+2000/車位供需比

使用費用=停車費用+燃油費+保險費用

購車價格=實際價格*exp（-降價率*Time）

II值=實際價格/戶均支配收入（預測轎車是否進入家庭,在人均GDP和II值判斷標準的選擇上,實際價格/戶均支配收入決定了我國轎車進入家庭的實際進程,故本文動力學模型在居民收入水平對私車消費影響的因素上采用II值。）

實際價格=購車價格+車輛購置稅

總出行量=人均出行量*總人口

私車運量=總出行量-出租車運量-公家車運量-軌道運量

軌道長度采用DELAY延遲函數，因為軌道建設有一定的建設周期，這里假定將設周期為5年。

尾氣排放量=車均尾氣排放量*機動車總量

其中,私車需求增長率的方程用經濟分析中普遍采用的科布—道格拉斯生產函數(C-D生產函數)表示,每個投入要素均為0至1之間的實數。基于2000年之前的歷史數據對其進行多元線性回歸分析，擬合出各個參數的數值。

三、系統仿真模擬

（一）模擬值和實際值比較

對系統變量方程全部定義完畢之后，對該系統進行仿真運行，得出在未實施汽車牌照拍賣的限購政策下，私家車保有量及其增長趨勢。同時將系統模擬的數據和實際私家車保有量數據進行對比，以檢驗政策實施的效果。本文采用2000～2012年的實際數據作為樣本，系統模擬得到的結果和實際數據如下表所示。數據來源：上海統計網（上海統計年鑒）。

表1 系統模擬值和實際值

圖8 系統模擬私家車保有量和實際保有量

通過上面得到的數據可以看出，上海市采用汽車牌照拍賣制度后，在很大程度上限制了居民私家車的購買和消費，在居民對于私家車的需求日漸增長的情況下，能夠將私家車的消費量降低了近一半，這說明這一制度在控制城市機動車保有量增長方面取得了顯著的效果。

（二）其他變量的靈敏度分析

通過汽車牌照拍賣來限制機動車保有量的增長，這種剛性的壓制人們需求的政策并非是長久之計。更好的方法應該是引導人們選擇公共交通出行方式，將出行量更多的由公共交通來承擔，降低道路擁擠程度，形成良性循環。

除了模擬了在沒有拍賣制度的情況下上海市私家車增長情況，本文還對其他的影響因素進行了靈敏度的分析，通過改變影響私車保有量的相關因素，觀測私家車保有量的變化及其趨勢，以提出其他的治理對策。本文分析私車保有量對于停車費用的靈敏度，發現通過提高停車費用，來增加私家車的使用成本，也可以降低居民私家車的保有量，但是停車費用征收的數額以及私家車保有量對于停車費用變化的彈性不易確定。此外征收道路擁堵費，提高私家車使用費用，也可達到降低私車增長率的目的。通過分析保有量對于軌道線路長度的靈敏度，發現通過增加軌道交通運行長度，提高其運量，從而分擔居民出行量也可達到降低私家車使用率的效果。

四、結論和展望

本文以上海市私家車保有量為研究對象，分析了私家車保有量的影響因素及各因素之間的因果關系，并在此基礎上構建了系統動力學模型，建立了系統流圖，定義了系統變量的方程。借助模型模擬了上海市在沒有實行汽車牌照拍賣制度假設前提下的私家車保有量及其走勢圖，通過與實際的數據對比，來檢驗此項政策的是否有效并量化確定其實施效果。結果證明在人們對私家車需求日漸提高的情況下，這一制度有效的降低了居民私家車的購買量。除此之外，論文還分析保有量對其他的系統影響要素的敏感程度，為抑制城市私家車保有量的增長提供了其他的建議。

本文在很多方面存在著如下不足之處:

1.沒有考慮上海市城市范圍擴張對人們購買私家車需求的影響。隨著上海市市區面積的擴大，交通便利性提高以及外來人口的進入，居民經常往返于市區和郊區（考慮到郊區的房價或是房租較低所以住在偏離市中心的位置，而工作地區往往位于市區），鑒于乘公交車要花費時間很長人們往往會選擇私車出行。

2.城市道路上行駛的私家車的數量不易觀測，同時存在著私家車主選擇公共交通出行的情況，而本文排除了影響“開”私家車的因素和影響“買”私家車的因素之間的區別，簡單地將行駛的私家車數量等同于私家車保有量，即假定消費者如果購買私家車之后，他們大部分的出行都將依靠私家車。

3.在私家車保有量對其他影響因素的靈敏度分析中，只得到了定性的結果。由于城市居民的收入水平的不同和消費水平參差不齊，人們對于征收擁堵費和提高停車費用的辯護彈性不易確定，所以不能得到準確的定量結果。

在以后的研究中，會將更多的影響因素考慮到系統中，以更加真實的模擬這一政策制度對的實施效果，為其他城市在控制私家車保有量增長方面提供參考。

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[7]上海統計網http://www.stats-sh.gov.cn/（上海統計年鑒）.

黨宗漢，男，河北保定人，上海海事大學經濟管理學院碩士研究生，研究方向：運輸管理。

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1008-4428（2015）05-21-04