基于系統動力學的城市交通擁堵治理問題分析

鄧世宇

（重慶交通大學，重慶 400074）

1 城市交通擁堵現狀

1.1 城市市區交通擁堵的基本現狀

近年來，隨著經濟的迅速發展，我國各大城市的市區面積逐漸擴大，城市居民日益增多，道路建設也在不斷拓寬，車輛出行數量也日益增多，在繁華路段、固定的時間下形成了一些社會現狀，我們可以劃分出幾個交通擁堵的時間段，包括上班期間、下班期間、周末與節假日等，這些時間段都成為了交通擁堵的高峰期。

1.2 城市交通擁堵的成因

機動車數量逐漸增多，道路車流量也在不斷增加。近年來，由于民眾生活水平不斷提高，城市私家車數量迅速增多，暴露了我國交通的弊端。道路建設在結構和功能上無法滿足于交通需要，以下是造成交通擁堵這一問題的主要原因：①道路標識不完善，導致了出租車隨地停車、掉頭等，阻礙了道路的正常通行；②缺少快速、便捷的環城高速，使得更多的外來車輛被迫要經過城市中心區；③停車場建設滯后，大量車輛無成本、無秩序地停在路邊；④一些較寬的道路沒有設立天橋、地下通道等措施，導致道路車輛交通緩慢。

1.3 擁堵對社會經濟的影響

我國目前正處于道路運輸的發展期，俗話說“要致富，先修路”，其實并不是沒有道理。但近年來的交通擁堵為我國的運輸行業造成了阻礙，導致貨物延期等現象出現，不但阻礙了城市的經濟發展，還對我國的經濟造成了巨大的損失。由此可見，擁堵在為人們的日常生活帶來不便的同時，還極大地阻礙了我國社會經濟的發展。

2 城市交通擁堵的系統動力學模型

2.1 系統動力學的含義

系統動力學，英文名稱為SD-system dynamics，最早由美國麻省理工學院福瑞斯特教授提出來的，提出時間為1958年。系統動力學最初被稱為工業動態學，是指運用“凡系統必有結構，系統結構決定系統功能”的這一科學理念，通過分析系統內部組成重要因素互為因果的反饋特點，從系統內部結構來尋找問題發生的根源，而不是通過外部的干擾或者隨機事件來證明系統行為的性質。

2.2 系統因果關系分析

系統動力學因果關系具體表現為因果關系圖相關的定義、因果鏈與反饋環、因果關系圖這一系列，且采取了動態性復雜與基膜分析技術。同時，借助計算機的仿真技術來分析和研究系統，繼而分析和研究了結構功能與動態行為之間的關系，從而找尋到解決交通擁堵的對策。因此，我們可以模擬城市交通擁堵這一現象，并分析一系列的因果關系，從而更好地為城市交通發展提供良策。

2.3 系統模型的建立

系統模型的建立指標與交通擁擠程度成正比，該指標值越大，則意味著交通堵塞更加嚴重。因此，又被稱為道路交通承載力，我們通常將其定義為：平均車速穩定時，路網所承擔的每小時車輛周轉量。因此，可建立城市車流量系統模塊，這有利于我們更便捷地解決城市交通擁堵這一問題。

3 系統動力學仿真和分析

3.1 基于城市交通數據模型參數估計

近年來，城市化進程不斷加快，在城市中心地區和日常高峰區時段，道路交通擁堵現象極為嚴重，必須采取相應的措施緩解交通擁堵這一現象。因此，在對系統動力學模型進行仿真之前，我們需要把模型中的常數、狀態變量的初始值、函數賦值來作為交通數據模型參數估計，從而更好地治理我國的城市交通擁堵。

3.2 基于城市模型數據檢驗

我們通常以時間段的統計計數為標準，對城市的現行交通運行狀態來進行比對、仿真模擬實驗。通常我們通過系統動力學進行預測，使其各個測值誤差均在5%以內，因此，模型的預測與真實情況相當，系統動力學仿真解決問題的成功率更高，這一方法可以對城市交通系統運行狀態進行分析和預測。

3.3 居民出行方面的政策

進入21世紀后，我國社會經濟快速發展，各城市汽車保有量每年都呈現出2位數的增長，使原本就已失衡的城市交通供需矛盾更加尖銳，城市道路交通擁擠問題越來越突出。為了方便民眾出行，應實行限行政策，同時，也可以鼓勵民眾乘公交車出行，從而使城市交通擁堵的狀況有效緩解，可以運用系統動力學對這2種情況進行仿真，進而分析在限號和乘坐公交的成效。仿真結果表明，城市不應該對貨運車輛實行全天限行，單純地對貨運車輛進行限行的作用有限，要合理安排車輛出行。

3.4 城市物流方面的政策

城市交通系統由民眾出行和城市物流2大部分構成。當今時代，科學技術不斷發展，人們網購行為逐漸增多，城市經濟生活離不開物流的正常運轉，城市貨運量與城市經濟發展息息相關，與此同時，城市物流在交通系統中占有舉足輕重的作用，同時，也在一定程度上影響著環境。借助政治手段控制城市交通出行的猛增，減少不必要的交通需求，實現有效緩解城市道路擁堵的目標。為了使城市物流運輸健康、持續發展，可以實行貨運通行政策和公共貨車利用政策，規定載運貨車在市區的行駛時間，對具體某一時間段的行駛期限進行明確。此外，也可以對市場零散貨運車輛統一管理、統一服務、統一收費，從而緩解城市交通擁堵的局面。

4 結束語

近年來，社會經濟不斷發展，人們購車行為和數量不斷增多，私家車已走進千家萬戶，在一定程度上造成了城市交通擁堵和交通污染，從而使城市居民生活水平大打折扣，為了使這一問題得以有效解決，需要對城市交通運輸數據進行檢測分析，并實行限號政策和提倡乘坐公交政策，對物流運輸進行統一管理，從而使城市交通擁堵狀況得以有效緩解，生態環境質量不斷提高。

［1］包金華.基于系統動力學的城市道路擁擠收費研究［D］.錦州：遼寧工業大學，2016.

［2］楊揚,楊小佳.基于系統動力學的城市貨車限行問題研究［J］.公路交通科技， 2017，34（05）：150-158.