基于市场的城市交通排放控制策略研究

Motor vehicle exhaust emissions are a major source of the urban air pollutants. The extensive use of motor car not only leads to serious traffic congestion problems, at the same time, it also causes the continued deterioration of the urban environment and air quality.The project is supposed to be based on behavioral decision theory and analyses the relationship between the residents' travel behavior and the urban traffic emissions. It also digs out the individual travel decision-making rules which include the environmental external costs. Based on this, the project creates the considerable environmental factors of all kinds of road pricing model, and explores the impact of the different charges on urban traffic emissions and residents' travel choice behavior. Afterwards, the project draws the trading idea of the emissions rights to propose the urban traffic pollution control strategy, which is based on the system of the tradable emissions permit. Additionally, the project includes more systematic study of the allocation, trading and regulatory mechanisms of emissions permits. Meanwhile, with the computer simulation technology, it explores the interaction between the equilibrium of the permit market and the urban traffic network, and the evolution mechanism as well. Finally, the project assesses the efficiency of the implementation of the different control strategies, and explores how the integrated use of the road pricing and the tradable emissions permits, the both market-based control strategies to reduce the urban traffic pollution. To help the government achieving the emission reduction targets, and building a sustainable urban transport system, the project provides the basis for scientific decision-making.

机动车尾气排放是城市大气污染物的主要来源之一。机动车的大量使用不仅带来严重的交通拥挤问题，同时导致城市环境和空气质量持续恶化。本项目拟基于行为决策理论，分析居民出行行为与城市交通排放之间的影响关系，挖掘包含环境外部成本的个体出行决策规则。在此基础上，建立考虑环境因素的各类道路收费模型，探讨不同收费方式对城市交通排放和居民出行选择行为的影响。然后借鉴排污权交易思想，提出基于可交易排放许可证制度的城市交通污染控制策略。对排放许可证的分配、交易和监管机制等进行较为系统的研究。同时，借助计算机模拟仿真技术，探索许可证交易市场均衡与城市交通网络均衡之间的相互影响以及演化机理。最后，对不同调控策略的实施效率进行评估，探讨如何综合运用道路收费和可交易排放许可证这两种市场化的调控手段来有效降低城市交通污染，为帮助政府实现节能减排目标，建设可持续发展的城市交通体系提供科学决策的依据。

本项目关注到城市中大量的私人机动化出行不仅带来严重的交通拥堵问题，同时也是导致现时空气环境质量日趋恶化的重要源头之一。在提升燃油品质、改进车辆动力技术，以及通过行政调控手段减少部分机动车出行的基础上，如何利用市场手段更为公平、有效、长期得控制对燃油机动车的使用，以达到缓解拥堵、节能减排和实现城市交通的可持续发展是本项目研究的核心主题。在项目开展过程中，我们综合运用行为科学、统计学、最优化理论、交通均衡理论、环境经济学等相关知识和方法，对原计划书中的主要内容进行了较为深入的研究。.首先，通过问卷调查和行为实验，运用结构方程模型分析了出行行为与交通排放之间的关系，给出影响排放量的主要因素，分析了征收排放费前后居民出行行为的变化趋势；运用离散选择模型验证了不同偏好人群之间以及个体自身面对不同决策属性时存在的决策规则异质性，对更好得刻画出行选择和交通流分布具有重要意义。.在此基础上，建立了多模式混合交通网络上考虑尾气排放的各类道路收费模型，并拓展至多用户以及多目标的情形。对该类问题研究中所构建的带非线性约束的变分不等式模型以及带均衡约束的数学规划问题等的求解算法亦进行了探讨，对大规模问题提出了有效的分裂算法。并且，我们在信息诱导和道路收费策略下，对多用户、多准则随机交通网络均衡的效率损失问题进行了拓展研究，给出了基于自由流时间参数的效率损失上界解析式，并在效率估计中更进一步地考虑了尾气排放量和人体吸入量等环境、健康指标。.除了道路收费策略，另一方面，我们也对在城市交通污染控制中引入可交易行驶许可证的可行性展开了调研，分析了该策略对人们的出行习惯以及购车行为可能产生的影响。并且，我们从产品和参与者定义、总量确定和初始配额、市场交易机制以及运作与监管策略等方面尝试提出了一套较为完整的可交易许可证制度，为该策略的实践提供了可借鉴的做法和建议。