文/王 冰 周慶忠 林世崗 樊 榮 胡陸軍

交通擁堵已經成為目前制約社會發(fā)展和人們生活質量提高的重要問題。對交通擁堵問題的研究成為一項熱點，目前大多是從增加交通資源供給和減少交通需求兩個方面進行分析，屬于宏觀層面的研究[1]。本文聚焦于在堵車輛的行進策略和交通管理部門的管理策略，從微觀層面進行博弈分析。

1.車輛自主行進的博弈分析

車輛的疏導本質是對道路資源的合理分配。在沒有交通管理手段的情況下，擁堵車輛自主行進。擁堵狀態(tài)下車輛自主行進對于擁堵的疏導是否有效？

這里以道路變窄引起的道路容量的減少為例，研究車輛自主移動對擁堵的緩解效果。假設在某一路段某大型車輛故障，原來的兩車道同時行進被迫變成單一車道行進，進而出現(xiàn)了非正常情況下的擁堵。在這種情況下，每輛在堵車輛都以通過擁堵時間最短為追求目標。下面根據(jù)博弈相關理論對在堵車輛的行進策略進行博弈分析。

根據(jù)車輛的機械性能，人體的反應和操控能力，另外考慮每輛車等候時間相等，在最理想情況下（拉鏈式通行），設平均每輛車進入單行通道的等待時間為T。

假設在堵車輛處于平衡狀態(tài)，即每時刻都有n輛車排隊等候通過擁堵路段，則每隔T/n時間，有一輛車通過擁堵路段，進入單行通道。

但是，部分車輛在沒有約束的情況下，為追求通過時間最短，往往會相互爭奪最先進入單行道的權利，爭奪道路資源的車輛會遇到兩種情況，對方是一輛循規(guī)蹈矩的車輛，則爭奪成功，同時消耗爭奪時間t1；對方也是一輛爭奪優(yōu)先權的車輛，且每輛車都以概率p取得成功，消耗爭奪時間t2（t2＞t1）。

由此可列出博弈矩陣

根據(jù)上述博弈矩陣，顯而易見，在堵車輛爭搶優(yōu)先通過權是最優(yōu)策略。因此，盡管拉鏈式通行方式對于單車和總體，通行時間都是最優(yōu)，但是在自主狀下，所有理性車輛都會去爭搶優(yōu)先通過權，由此還可能產生車輛擦掛事故，進而導致?lián)矶聠栴}堵上加堵。

所以在擁堵時引入交通管理機制是不可缺少的。交通管理機制對于擁堵的疏導有多大的作用，還取決于在堵車輛與交通管理部門之間的動態(tài)博弈。

2.在堵車輛和交通管理部門的博弈分析

交通管理者和在堵車輛行進過程中形成的博弈要素[2]如下：

參與者：交通管理部門為G，在堵車輛為C，參與者合集為I={G，C}。

策略空間：

交通管理部門的策略空間為SG={管理，不管理}，其中交通管理部門進行管理的概率為θ，

在堵車輛的策略空間為SC={違規(guī)，不違規(guī)}，其中違規(guī)的概率為μ

交通管理部門的支出為管理成本（G），收益為罰款收入（FK）和因交通管制和擁堵疏導保證了交通的順暢和人民出行的安全性所帶來的社會收益（SC）；

在堵車輛的支出為違規(guī)罰款支出（FK）以及被罰款的概率（P），收益為時間收益T

此時，交通管理部門和在堵車輛各自的支付函數(shù)如下：

當交通管理部門進行交通管理，在堵車輛選擇不違規(guī)策略時，城市管理者的收益為（-G+SC），在堵車輛的收益為（0）；

當交通管理部門進行交通管理，在堵車輛選擇違規(guī)策略時，城市管理者的收益為（-G+FK*P），在堵車輛的收益為T-FK*P；

當交通管理部門不進行交通管理，在堵車輛選擇不違規(guī)策略時，交通管理者的收益為（0），在堵車輛的收益為（0）；

當交通管理部門不進行交通管理，在堵車輛選擇違規(guī)策略時，交通管理者的收益為（-SC），在堵車輛的收益為（T）。

博弈雙方的收益矩陣如下：

在給定θ的情況下，在堵車輛進行違規(guī)和不違規(guī)行進的期望收益分別為：

即當交通管理部門管理在堵車輛的概率小于T/（FK*P）時在堵車輛行進的最優(yōu)策略是選擇違規(guī)行進。當交通管理部門管理在堵車輛的概率大于T/（FK*P）時在堵車輛行進的最優(yōu)策略是選擇遵守交規(guī)秩序。

同樣，在給定μ時，交通管理部門進行管理和不管理的期望收益分別為

即當在堵車輛違規(guī)行進的概率小于（G-SC）/（FK*P）時，交通管理部門的最優(yōu)策略是選擇不管理；當在堵車輛違規(guī)行進的概率大于（G-SC）/（FK*P）時，交通管理部門的最優(yōu)策略是選擇選擇管制。

從博弈分析可見，在堵車輛違規(guī)行進的概率與交通管理者的管理成本、違規(guī)處罰力度等密切相關。

3.對策建議

從前文分析得知，對交通擁堵的疏導，只有依靠交通管理部門的有效監(jiān)管才能避免各自為戰(zhàn)，堵上加堵的惡性循環(huán)。然而交通管理部門的資源有限，如何應對頻繁、普遍的交通擁堵呢？通過前文博弈分析中的參數(shù)變量可以從以下幾個方面入手：

1.采用先進的信息技術，降低交通管理成本，提高管理效能。例如目前國外初步建成的智能交通系統(tǒng)，將道路、駕駛員和車輛有機地結合在一起，智能交通系統(tǒng)以城市交通信息的實時采集、傳輸、處理及發(fā)布為主要手段，促進現(xiàn)有交通基礎設施的充分利用并大幅度提高其使用效率[3]。

2.加強教育，提高交通參與者遵章守紀意識。

3.建立完善的公民對交通管理部門的監(jiān)督和評價機制[4]，使交通管理部門切實認識到群眾路線的科學性、重要性和先進性，始終把群眾的交通出行滿意度作為工作的核心和重點。

[1]付宏偉.我國城市交通擁堵問題研究[D].大連：東北財經大學，2011.

[2]程高.基于博弈理論的城市公共交通定價方法研究[D].武漢：華中科技大學，2012.

[3]劉軍.物聯(lián)網在智能交通領域的應用[J].電腦開發(fā)與應用，2014，27（5）：73～75.

[4]段里仁，毛力增.市交通管理的3IES理念[J].運輸管理，2014（1）：73～78.