基于博弈模型的交通出行工具选择

江苏南京 谢峥嵘

基于博弈模型的交通出行工具选择

江苏南京 谢峥嵘

随着人们生活水平的日益提高，私家车数量不断增加，交通拥堵现象也逐渐加剧。交通拥堵现象的出现与经济的高速发展有着密不可分的关联，因此我们可以从经济学的角度来思考探究这一问题。本文尝试通过博弈论中的经典模型——斗鸡博弈模型来探讨交通出行工具的选择问题。

斗鸡博弈 交通拥堵 出行工具 私家车 公共交通 绿色出行

近年来，随着国民收入的不断增加，越来越多的人选择购买私家车出行。随之而来是交通拥堵现象日趋严重，并且不断加剧。2016年上半年，全国400个城市平均拥堵延时指数为1.58，平均时速只有24.8km/h。而与此同时我国汽车保有量持续快速增长、城市交通道路建设的相对滞后、互联网约车模式的迅速发展、恶劣天气的影响加剧等因素又导致了路面拥堵状况的不断加剧。因此，交通出行工具的选择，就成为了人们生活中的难题，既需要考虑到时间因素，又需要兼顾到便捷程度。从经济学的角度来看，两者之间的冲突存在着博弈。

1　博弈模型的含义

博弈论，英文为game theory，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。也就是说，当一个主体，好比说一个人或一个企业的选择受到其他人、其他企业选择的影响，而且反过来影响到其他人、其他企业选择时的决策问题和均衡问题。所以在这个意义上说，博弈论又称为“对策论”[1]。博弈论在经济学、政治学中的应用非常广泛。而斗鸡博弈是博弈论的一种典型运用，它是指在一个竞争的环境下，两个争斗者谁先退缩，谁先丢面子的问题。例如，两个人沿着独木桥相向而行，每个人都有前进或者后退两种策略。如果两人同时前进，则会双双落水。如果有一个人前进而另外一个人选择后退，则选择前进者胜利，而选择后退者丢失面子。而如果两个人同时选择后退，则双方都丢失面子。

表1　

在上述斗鸡博弈模型中，存在着以下几个要素。参与者——两个过河的人；策略——前进和后退；效用——两人所选策略带来的收益。定义收益为：双方前进，都损失2的收益，及收益为-2。若一人前进一人后退，则前进者收益为4，后退着收益为-1；双双后退，双方收益为-1。支付矩阵如表1所示。

我们可以用划线法来找出此时博弈双方的均衡解。首先A、B两人，考虑A的策略，对于每一个B的给定的策略，找出A的最优策略，在其对应的支付下划一横杆，再用类似的方法找出B的最优策略。完成这个过程后，如果某个支付格的两个数字下都有杆，这个数字各对应的策略组合就是一个纳什均衡[1]。此时可以发现，在选择A前进B后退或A后退B前进这两种策略时双方分别拥有最大收益。

2　博弈模型应用于交通出行工具的选择

同样的，我们可以通过构建斗鸡博弈模型来研究交通出行工具选择问题。首先，我们设定出行工具选择的情形。假设有甲和乙两群人出行上班，每一群人都有两种选择，即使用私家车与公共交通工具(以下简称公共交通)。而路面容量只允许当其中一群人自驾时可流畅行驶，两群人互相不知道对方采取何种方式出行。

在这个斗鸡博弈模型中，有以下几种情况。(1)甲乙都选择私家车，由于私家车过多，从而导致交通堵塞情况加剧，堵车时间变长，引起上班迟到等一系列问题。且在双方同时使用私家车的情况下，尾气排放量增大，对环境污染也增加，不符合低碳出行的理念。(2)一方选择私家车，另外一方选择公共交通，此时交通拥堵现象稳定，车辆可正常通行。乘坐私家车的人此时拥有更舒适的环境，而乘坐公交车的人则会处于一个拥挤的环境中，因此选择私家车的人群拥有更高收益。(3)甲乙两群人同时乘坐公共交通，此时路面情况优秀，畅通无阻，但此时公共交通数量会凸显不足，无法承担两群人，导致车内拥挤不堪，引起车内乘客的疲劳，从而导致上班时疲累的状态，因此总体收益也偏低。

该斗鸡博弈模型则拥有以下几个要素。参与者——选择出行工具的两群人甲和乙。策略——两群人分别有两种选择，即选择私家车或选择公共交通。效用——选择私家车或选择公共交通带来的收益。此时收益为：(1)当两者同时选择私家车，由于交通堵塞等情况，甲乙双方收益都为2。(2)而当其中一方选择私家车，另一方选择公共交通时，选择私家车一方收益为4，选择公共交通一方收益为3。(3)当两方同时选择公共交通时，双方收益均为1。此时可列出的支付矩阵如表2所示。

表2　

根据划线法，我们可以发现，当甲选择公共交通、乙选择私家车或乙选择公共交通、甲选择私家车时，双方分别拥有最大收益。

3　缓解交通压力，选择公共交通出行工具

经过上述分析发现，当一方选择私家车而另一方选择公共交通时双方收益最大。但只从选择私家车和公共交通两个方面来看，私家车是更优选择。当下政府积极倡导低碳生活，绿色出行；同时又要考虑到上班的情况。因此可以通过改进交通需求管理政策来缓解拥堵。交通需求管理是一组措施的集合, 这些措施通过为出行者提供多种出行选择等方式影响人们的出行行为，从而达到降低拥挤程度的目的。从广义上讲, 这些措施大致可分为三大类：(l)为出行者提供一种或多种高效率的出行方式，降低出行压力。(2)诱使人们减少出行，或者错峰出行，避开易出现拥堵的高峰时段。(3)足不出户来完成出行目的[2]。由此，我们可以通过以下几个方案来缓解此问题。

第一，大力发展公共交通，提高公交服务水平。在城市规划建设中，优先发展公共交通，增加公交、地铁等多种出行选择方式，提高公共交通运载能力，引导人们更多地选择公共交通方式出行。公共交通的发展，可以有效缓解乘车时的拥挤，提高乘车的效益。

第二，通过增加公交专用车道，提高公交运营速度，改进公交乘坐舒适性，合理分布公交站点，提高公交运行覆盖率，使居民乘坐公共交通更加方便，大力提高公交服务水平，使城市居民自觉倾向于乘坐公共交通工具。

第三，对使用公共交通提供适当补贴。比如在高峰时段可以对公共交通——如公交、地铁等进行更大的折扣，以此来吸引居民乘坐公共交通工具，提高使用公共交通所带来的收益。

第四，使用限号政策降低汽车流量。使用单双号限号政策，减少每日私家车的出行量，同时增加公共交通的使用，以此来缓解交通拥堵压力。这样既降低了私家车的出行收益，又提高了公共交通的收益。例如北京现已实施限号政策，交通拥堵现象得到了一定改善。

第五，加强绿色出行宣传。从出行目的来看，私人交通需求包括通勤、通学交通需求和休闲交通需求；从出行方式来看，私人交通需求包括私车交通需求和公共交通需求。私车交通需求管理的目标就是将通勤、通学交通需求逐步导向公共交通工具，同时满足人们对私车的休闲交通需求[3]。因此，政府可以加强对绿色出行的宣传。通过对绿色出行的宣传，来使更多人采取乘坐公共交通这样的低碳出行方式，以提高公共交通的效益。

4　结语

近年来，国内外各大城市都对解决交通拥堵现象提出了许多解决方案，而斗鸡博弈对解决交通出行工具选择问题具有良好的指导作用。在面对出行交通工具选择问题方面，通过斗鸡博弈，我们可以发现其中的纠结之处，从而找到解决问题的方法。同时，通过斗鸡博弈，我们还可以主动选择“后退一步”，为了缓解拥堵现象选择公共交通出行。再延伸到社会生活中，我们为人处事也需要进行适度退让，忍一时风平浪静，退一步海阔天空。有时退让是为了更好地前进。理性选择，往往会带来更好的收益。

斗鸡博弈提示我们，面对生活中的复杂问题与情况，一定要仔细进行分析，不能一味地贪功冒进，要有适度的后退，有时丢失一些面子并不是一件坏事，完成最终的目标才是关键。

[1] 张维迎．博弈论与信息经济学[M]．上海：三联出版社，2004．

[2] 李兰冰．我国城市交通拥挤的成因及其对策研究[J]．理论学刊，2005(6)．

[3] 郑宪强．出行成本对私车交通需求的影响及其政策选择[J]．北京交通大学学报(社会科学版)，2011(1)．

F570.5

A

2096-0298(2016)11(b)-175-02