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城市交通拥堵的博弈论分析和解决的对策
城市交通拥堵的博弈论分析和解决的对策 随着现代化发展和人民生活水平提高，城市马路上车流量越来越大， 人们出行时感觉拥堵。公共交通优先发展是城市交通问题获得解决的有效举措， 也是城市交通实现可持续发展的内在要求。目前我国很多城市相继出台和实施了 多元化的优惠公交政策，鼓励公交优先发展。博弈论是研究不同主体冲突过程中寻求最优决策的理论。军事、政治、 经济、生态环境治理等领域已有博弈论的广泛应用。交通领域也逐渐发现了该理 论在解决冲突问题的优势。
1 博弈论和囚徒困境 博弈理论的奠基之作是《博弈论和经济行为》，由冯诺依曼和奥斯卡 摩根斯特恩1944年合着。约翰纳什1950年提出“纳什均衡”概念，构筑了现代主流 博弈理论的基础。张维迎（1996）认为，博弈论是研究决策主体的行为发生直接 相互作用时候的决策以及这种决策的均衡问题，合作博弈和非合作博弈的划分根 据是当事人是否达成具有约束力的协议。洪开荣（2014）指出，纳什均衡是所有 博弈均衡概念的理论基点，是博弈分析逻辑的起发点和中心点。
“囚徒困境”是一个经典的非合作博弈模型。两个同案嫌疑犯被警察抓 住，警察知道两人有罪，但指证他们缺乏足够证据，希望其中至少一人能够坦白 供认。为了防止两名嫌疑犯串供或结成攻守同盟，警察将他们分开关押并分别审 讯，以得到口供。两名嫌疑犯面临相同的选择：若两人都抵赖，每人以轻微犯罪 判刑 1 年；
若一人坦白另一人抵赖，则坦白者被释放出去，抵赖者被判刑 10 年；
若两人都坦白，各判刑 8 年。博弈矩阵如表1所示。
根据表1模型，对两个嫌疑犯最有利的策略组合是（抵赖，抵赖）；
但是由于信息互不相通导致不能串供和双方的互不信任，每一个嫌疑犯为了自身 利益会选择“坦白”作为自己的占优策略，最终出现（坦白，坦白）策略组合，各 被判刑 8 年。表面符合个体理性的选择，却是集体非理性的，这是“囚徒困境” 模型所要说明的现象。由于个体理性与集体理性的可能冲突，导致人们在追逐个 体利益的时候，却不一定得到最大的集体利益。这与经济学鼻祖亚当斯密的“市 场经济中每个人从利己目的出发，最终全社会达到利他效果”理论矛盾。
2 城市交通拥堵的主要原因和成本分析亚当斯交通定律“交通需求总趋向于大于交通供给”被用来说明城市 交通“魔鬼循环”。根据亚当斯的思维，新修的道路基础设施能够缩短居民的出行 时间或距离，使得交通拥挤在一段时间内得到缓解；
但是新的交通流量会被便捷 舒适的道路条件快速吸引和诱发，导致道路交通再度出现拥挤甚至更加拥挤不堪。
除了交通事故和修路围挡等原因，城市的交通拥堵一般表现为单位时 间内路上行驶的车辆数量远超出路面的正常通行量。交通道路需求远大于供给是 交通拥堵的根本原因。控制单位时间内行驶于路面的车辆数量在正常范围内，才 能减少城市交通拥堵。
根据中国新闻网报道，高德发布的《2015年第三季度中国主要城市交 通分析报告》显示，北京、广州、深圳、上海等经济越发达、基本工资越高的城 市因拥堵造成的损失越大，位居通勤族因拥堵造成的时间成本榜榜单前列。以北 京为例，该季度北京通勤族高峰每出行1小时就有30分钟耗费在严重堵车上。根 据社保部门公布的北京上年度月平均工资为6463元，按每月22个工作日，每日工 作8小时，可计算出每小时北京拥堵成本为6463？2？？0？0=18.36元。按每天通 勤2小时22天计算，北京通勤族每月因拥堵造成的时间成本就有808元。
事实上，道路拥堵不仅产生时间成本，而且引发日趋严重的环境污染 和能源浪费等系列问题。
3 针对交通参与者抢行的博弈分析 “公地悲剧”概念由英国学者加勒特哈丁提出，是资源分配过程中涉及 个人利益与公共利益冲突的一种社会陷阱。分析导致公地悲剧的原因，一是人性 的自利，二是公共资源缺乏严格而有效的监管。公地悲剧并非不可避免。针对交 通参与者抢行的博弈分析可以说明 3.1 行人与汽车的博弈 假定行人和机动车同时出现在无信号控制的十字路口的垂直方向，都 想穿过马路到对面去。双方都认为如果自己通过路口的时间越短，所得的效益就 越大，所以出现抢行。双方的博弈矩阵如表2所示。
假设双方均采取抢行通过路口，各得相同效益A；
一方抢行而另一方 礼让时，抢行方通过路口所花的时间最短，获得最大效益B，虽然礼让方通过路口的时间短于双方都抢行所需的时间，但是由于礼让方在心理上产生不舒服，所 获效益C小于效益A；
双方都礼让时通过路口的时间介于上述两种情况之间，由 于可能会浪费一些等待时间，所得效益D介于效益A 和B之间。通过分析，BDA C，无论对于行人还是机动车，最优策略都是（抢行，抢行）。行人和机动车均 为理性的交通参与者，双方都追求效益最大化，这样就陷入了“囚徒困境”。
如果交通管理者对交通行为的参与者进行道路安全教育，使参与者意 识到礼让对方是一种交通道德，否则交通事故导致的危害对参与者效益的损失更 大，或者交通管理者严厉监管和惩罚发现的抢行行为，这样参与者就会自动修改 自己的效益值，使得收益矩阵中DB和CA，（礼让，礼让）成为唯一的纳什均衡， 而且是最优均衡。
3.2 公交与私车的博弈 假设多人共享一条公共道路资源，根据选择公交或私车两种不同的出 行方式分为群体1和群体2，这样就存在4个战略组合。表3显示两个群体的博弈收 益矩阵。
如果两个群体均选择公交出行， 各自获得相同收益H；
如果一个 群体选择小汽车，另一个群体选择公交，乘坐公交出行的群体因为公交车内拥挤 不适、换乘和拥堵时间成本等遭受损失，获极低收益I，而选择私车出行的群体 则获得超额收益J；
如果双方成员均选择私车出行，两者均获得收益K。这时博弈 双方构成了完全信息静态博弈。
分析上表可知，JH，KI，由于交通拥堵时间成本巨大，K明显小于H， 因此 JHKI。在选择出行方式时，两个群体的理性人均会追求各自利益的最大化， （私车出行，私车出行）方式就成为他们的占优战略。如果政府或交通管理者采 取公交优先的有利政策，使收益变成HJ，IK，（公交出行，公交出行）就会成 为新的占优战略和交通参与者的最佳选择。
4 基于博弈论解决城市交通拥堵的对策 贾子若、宋守信（2012）指出，人与车的博弈凸显社会公共道德意识 的淡薄；
车与车的博弈体现交通出行理念的落后和城市交通体系的不完备。卢雪、 孙英隽（2013）对城市优惠公交进行了博弈分析。通过对城市交通拥堵的博弈分 析，文章提出以下对策来解决城市交通中的拥堵及安全问题。
第一，加强交通安全教育和监控，严格执行交通规则和制度。提高交通参与者的道德意识，对抢红灯等交通不良行为实施监控和必要的惩罚，促使交 通参与者遵守交通规则，尽可能降低道路安全风险。禁止车辆在马路边乱停乱放， 禁止城市内停车位占据道路边的非机动车道和人行道。
第二，优先发展城市公共交通，引导人们合理使用私车和绿色出行。
实行有利于人们选择公共交通出行的经济政策，设立公交专用车道和公交车优先 通过交叉口，提高公交和地铁等交通方式的竞争力。宣传和倡导市民优选公交出 行，减少道路拥挤，降低因交通产生的环境污染。提高私车在城市中的运营成本 和使用效率，限制小汽车在某些主干道路的使用。使用地铁和轨道交通等快速公 交系统有效分流城市道路运输量。
第三，科学合理地规划城市交通道路，加快城市交通网络建设。合理 安排好城市主干道，机动车与非机动车道增加隔离。增加过街天桥，最大限度减 少人行横道。在交通枢纽处，尽量利用跨线桥、下穿隧道建立立体交叉，形成地 上和地下结合的交通枢纽，方便道路间互通。像西方国家那样，在大城市的部分 重要地铁站口或者公交站点附近修建大型立体停车场，利于私家车主换乘快速公 共交通往返城区目的地。
第四，加快交通信息化智能化建设和推广，科学疏导交通。在交通运 输领域加快现代信息技术的应用创新，开发和推广各种智能系统在公共交通综合 调度、交通诱导和交通信息服务等领域的应用。提供智能化全天候可查询的交通 信息平台，提供和完善“滴滴打车”等类型的 5 结束语 城市交通问题在某种程度上是一个典型的公地博弈，涉及行人、公交 和私车等不同交通参与者等对道路的竞争。用博弈论的视角理性思考和分析城市 交通拥堵，有助于我们更好地理解个人行为和社会秩序，找到交通拥堵问题的解 决对策。
