這一期的論文大燜鍋,議題正巧是之前被熱議的小汽車與公交。交通規劃中,人們常發現,公交對小汽車的替代效果不盡人意。而燜鍋主廚為我們介紹的這項由Michael L. Anderson教授進行的研究,則給出了相反的佐證。

公交係統建設能緩解擁擠不堪的路況嗎?盡管人們在常識上往往持肯定態度,但實際數據卻顛覆了大眾的想象:相比於巨額投入,公共交通的實際功效並不盡如人意。以2010年的美國為例,聯邦公路和運輸支出的23%投向了公交係統,但出行總量中隻有1%的乘客選擇了公共交通。然而,盡管實際數據“言之鑿鑿”,政府部門依然對公交建設滿懷熱情,納稅人也仍舊十分支持政府的相關舉措。為什麽公交係統利用率不高,人們卻仍舊熱衷和支持公交係統的建設呢?是人們的非理性在作祟,還是另有考慮?

麵對這一令人困惑的現象,學界很早便開始了探索。一種主流觀點認為,盡管相當部分民眾並不使用公共交通,但公交係統的建設畢竟能吸引一部分原本自駕者,從而降低道路擁擠程度,為其駕車出行帶來便利。然而,不少學者卻發現這一降低擁擠的效果十分微弱。

本文作者注意到,以往文獻存在一個主要不足,即未區分高峰期不同道路的不同擁擠程度。在不同擁擠程度的道路上,人們放棄自駕、選擇公交所獲得的收益是不同的。因而,兼顧這一點,有助於我們更全麵地考慮公共交通對緩解擁擠的作用及其帶來的最終收益。本文作者在顧及這一點的基礎上,通過構建一個簡單的選擇模型分析發現,公交建設對緩解擁擠有正向作用,其程度遠高於以往文獻的估計;通過利用洛杉磯2003年的數據進一步實證考察發現,公共交通能使高峰期的道路擁擠降低47個百分點。

首先,作者以個體為分析單位,構建了每一個體的擬線性效用函數。具體而言,效用函數包括個體的商品消費與通勤成本,商品消費能給個體帶來正效用,通勤成本則會導致效用損失。其中,通勤成本是通勤時間的貨幣化,具體包括等待時間、上下車/進出站時間及路途所耗時間,這些時間因出行方式不同而不同。

與此同時,個體也不可避免地麵臨一係列預算約束。具體而言,通勤花費與商品消費之和不能超過個體收入。在這一約束條件下,通過求解一個效用最大化問題,理性個體的最優抉擇便呼之欲出:隻有當公交成本小於自駕成本時,個體才會選擇公共交通這一出行方式。這一結論既與直覺和常識保持一致,也在數理推導中找到了理論根基。

到這裏,這一分析與以往研究並沒有本質區別,作者尚未把道路擁擠程度的異質性包含在內——而這正是接下來的工作。

不同個體擁有不同的出行路線,不同路線的擁擠程度不盡相同,因此,在上述模型中,自駕出行的等待時間(因交通堵塞而等待的時間)因人而異。通過考慮自駕出行等待時間的因人而異,作者把道路擁擠程度的異質性引入了基本模型。

其次,在基本模型的基礎上,作者結合洛杉磯的數據進行了參數賦值與修正,以期能更好地模擬現實。在處理過程中,對那些保持不變的參數,作者根據以往文獻進行了合理賦值。對於自駕出行的等待時間這一參數,當不考慮道路擁擠的異質性時,作者根據以往文獻賦予了確定值;當考慮道路擁擠的異質性時,作者將其設定為服從某一γ分布,該分布與洛杉磯的實際數據保持一致。在明確基本參數賦值之後,作者著手於參數的修正與完善。具體來說,本文設定進出站時間也服從某一γ分布,並通過調整該分布,使得基本模型得出的個體公交出行概率等於洛杉磯市民實際的公交出行概率。

基於模型的設定、賦值及參數修正,作者對公共交通緩解擁擠的作用進行了理論估計。當與以往研究類似,不考慮道路擁擠程度的異質性,即將自駕出行的等待時間賦為某一確定值時,作者所得結論與以往研究十分類似,公交係統緩解擁擠的作用十分微弱;當突破以往研究的藩籬,考慮道路擁擠程度的異質性,即使自駕出行的等待時間服從某一γ分布時,作者發現,公共交通對緩解交通擁擠具有明顯的正向作用,這一影響遠高於以往文獻的估計結果。然而,由於參數的選取並沒有明確標準,賦值變化會導致結果的極大波動。不過,無論結果如何波動,公交係統對緩解交通擁擠的明顯正向作用始終存在,隻是模型無法告訴我們其確切程度。對此,需要訴諸實證考察。

實證分析,一方麵是為理論結果提供經驗證據,另一方麵是考察公交係統對交通擁擠的具體緩解程度。

本文采用洛杉磯2003年的數據進行實證分析。洛杉磯的公交係統與交通擁擠,在美國十分具有代表性。首先,洛杉磯具有發達的公共交通係統。其地鐵日平均乘客數達20萬,其公交車日平均乘客數超過100萬,其年度人均公交乘坐裏程數(244英裏)與全國平均水平(252英裏)旗鼓相當。其次,洛杉磯不僅在公交係統方麵堪為表率,在道路建設方麵也同樣可稱典範。圖1呈現了洛杉磯的地鐵線路(虛線)與高速公路(實線),可見其道路之完善與交通之便捷。便捷的公路為洛杉磯市民出行提供了極大方便。在洛杉磯市民出行裏程中,有98%依賴於私車自駕。自駕出行的普遍化導致洛杉磯道路擁擠程度頗高,每單位車輛行駛裏程的擁擠延遲時間為0.34分鍾,與美國大城市的平均水平基本一致。

正因洛杉磯具有足夠的代表性,本文主要以洛杉磯為研究對象,采用加利福尼亞交通局公路績效監控係統 (Caltrans Performance Measurement System, PeMS)提供的數據進行實證分析。這一數據庫匯總了洛杉磯各高速公路上眾多監測器的路況觀測數據。由於居民總出行裏程中有53%在高速公路上度過,而高速公路上的路況檢測器設置又十分普遍,因此這一數據具有較好的代表性。

圖1 洛杉磯地鐵(虛線)與高速公路(實線年的數據展開分析,是因為洛杉磯在該年遭遇了一場公交係統大。由於一項醫保方案的協議簽署存在問題,洛杉磯各公交係統員工於該年10月14號開始,直到11月18號才陸續複工。這一是純粹的外生衝擊,為作者在實證分析中規避內生性問題、更為精確地檢驗公共交通與道路擁擠之間的關係提供了便利。利用這一外生衝擊,本文作者采用了斷點回歸(RD)策略進行回歸分析。具體而言,如果直接采用普通最小二乘法(OLS)進行考察,作者無法清晰判斷交通擁擠程度的提升是由公交供給下降導致的還是有其他因素同時起作用,亦即存在遺漏變量等內生性問題;如果采用RD策略,由於是一外生衝擊,斷點(2003年10月14日開始)前後除了公交供給發生變化以外,其他因素保持不變,作者便能有效規避內生性問題,區分出公交供給下降對交通擁擠程度的影響。

那麽,本文又如何體現道路擁擠程度的異質性呢?作者在回歸分析中把樣本分成了6類:第一類涵蓋了洛杉磯所有主要高速公路的觀測數據;中間四類是四條主要高速公路的觀測數據,這四條高速公路各自與相應的公交主幹道保持平行,亦即這四條高速公路與公共交通之間具有高度替代性,當公交供給減少時,這四條高速公路增加的車流量將遠高於其他公路;最後一類是上述四條高速公路以外的其他洛杉磯高速公路觀測數據。中間四類與最後一類的差異便是道路擁擠程度的異質性所在,通過對這一差異的考察便可充分把握公交係統緩解交通擁擠的線;采用PeMS提供的洛杉磯高速公路路況數據,利用斷點回歸策略,基於上述四種樣本分類,本文作者展開了一係列實證分析。圖2與圖3是對這一分析結果的呈現,橫坐標是時間,縱坐標是交通擁擠程度,兩條虛線分別代表的開始時間與結束時間。我們可以看到,無論是基於全樣本的分析,還是基於四條主要高速公路的子樣本分析,開始都會導致高速公路擁擠程度的明顯上升。這一方麵驗證了斷點回歸策略的適用性,同時也說明公交係統確實有助於緩解道路擁擠。值得注意的是,結束後,交通擁擠程度的回落並不如開始時交通擁擠程度的上升那般明顯,這主要是由於複工並不像那般在同一時點同時發生,而是逐步進行的,因此用開始作為斷點是一個更優的選擇。正是基於這一理由,作者在接下來的分析中把主要精力集中於開始前後。

在考察圖形獲得直觀感受之後,作者具體匯報了實證分析結果。實證結果同樣以六類樣本為區分,進行分別匯報。基於全樣本的斷點回歸分析表明,使得高速公路的交通擁擠程度大幅上升,每英裏所需要的通勤時間增加了0.19分鍾,增加量為前的47%。當具體考察四條主要高速公路時,作者發現,交通擁擠的增加程度遠高於總體水平,更是其他道路所不能望其項背的。這一方麵證明了道路擁擠的異質性確實存在,另一方麵更是明確論證了公共交通的擁擠緩解作用:前述模型表明,在考慮了道路擁擠的異質性之後,公共交通會對緩解擁擠產生重要影響,但模型無法回答其影響程度,此處的實證分析則明確告訴我們影響程度達47個百分點。進一步地,作者還區分了早高峰、晚高峰,並采用了交通擁擠程度的其他測量方式,回歸分析結果與前述基本一致。

上述實證分析依賴於斷點回歸策略有效排除了遺漏變量等內生性問題,然而這一前提並非不值得我們反思並慎重對待。理性的經濟學家需要充分考慮各種可能性,諸如:是否存在季節性因素,既會影響交通擁擠程度,也無法通過RD策略進行排除?本文作者對此展開了必要討論。

作者的討論分空間和時間兩個維度展開。如果無法排除的季節性因素影響了交通擁擠程度,那麽這一因素不光會影響本地,也會影響外地,不光會影響今年,也會影響來年。對此,作者基於一致的計量設置,采用洛杉磯鄰居奧蘭治縣(Orange County)和文圖拉縣(Ventura County)的數據進行實證檢驗,並沒有得到類似結果,采用洛杉磯2004年的數據進行實證檢驗,同樣沒有得到類似結論。至此,作者充分證明本文的實證分析有效規避了內生性問題,具有高度穩健性。

從理論建模和實證分析兩個角度入手,作者已經充分討論並證明了公共交通確實有助於緩解道路擁擠。最後,作者在基本分析的基礎上做了一些延伸與拓展,試圖回答大眾所關心的幾個問題。

第一個便是,公共交通緩解擁擠的總收益到底有多大?緩解擁擠所節約的時間能直接從已有數據中估計出來,按照每小時10.3美元(平均小時工資的一半)將其進行貨幣化處理,可得年度淨收益約為12億美元。

雖然緩解擁擠的收益頗為可觀,但公交係統建設的成本同樣十分高昂。高昂的成本是否會抵消掉可觀的收益呢?這是人們關心的第二個問題。本文作者給出的估計結論是,收益抵消成本綽綽有餘,而且這一結論具有高度穩健性。

第三,以上分析都是基於短期判斷,長期影響是否有所不同呢?在短期,人們無法調整其出行模式,公交係統的迫使人們隻能自駕出行;在長期,公交供給的下降會促使人們改變出行模式,諸如轉變為居家辦公、搬遷到其他城市等,從而使得道路擁擠的上升程度減弱,亦即公共交通緩解道路擁擠的作用在長期會減弱。作者的實證估計證實了這一理論推想,這一長期影響不會低於短期影響的50%。

本文以道路擁擠的異質性作為著手點,從理論推導出發,繼之以實證分析,論證了公共交通對緩解道路擁擠的顯著正向作用。本文的討論拓展了已有文獻的分析視角,也解答了公交建設中的現實困惑。盡管這一結論並不能放之四海而皆準,尤其在中小城市未必適用,但以此來考察大城市的公共交通與道路擁擠,必將獲益良多。

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