北京市绿色交通转型的效果分析

罗国亮，张炳妍

（华北电力大学 经济与管理学院，北京 102206）

北京市是我国超大城市，作为首都承担着包括经济中心在内的多种功能。近些年来，私家车拥有量迅速增长，在 2018 年全市消耗的总能源中，城市交通需求消耗占比达到了 13%，同时，PM2.5浓度有近一半由汽车尾气贡献。随着 PM2.5 的增长，死亡率会相应提升；且高浓度的 PM2.5 也会反向影响交通产业，导致飞机延误和交通事故等问题。

我国现已提出到 2030 年左右 CO2排放达到峰值，并争取实现到 2050 年净零排放的发展目标。北京市为了降低交通领域所产生的资源损耗，缓解环境压力，近几年来一直致力于推进绿色交通转型战略。本文通过实证分析来评价北京市绿色交通转型效果，并为推动全国交通产业有效转型提供相关建议。

一、文献综述

2000年11月，“绿色交通”一词首次出现在北京的学术研讨会上，这次会议成为国内学者研究和发展绿色交通的开端。在接下来的二十年里，绿色交通的理念在中国发展壮大，对其理论体系的研究也涉及多个角度。熊文（2005）[1]等人便系统地总结了绿色交通的内涵和理论体系，并将其分为“人本说、系统说、协和说、永续说、约束说”这五种观点。陆化普（2009）[2]还进一步区分了可持续交通、绿色交通和低碳交通的概念。本文主要是指广义的绿色交通，其广义概念要求交通系统节约能源，人们的行为保护环境，政府通过推动公交优先发展战略，以及促进人们选择自行车和步行的出行模式来建立以公共交通为主的综合交通系统。王庆新（2009）[3]、吴昌林（2010）[4]、张航、万军（2010）[5]对国外绿色交通发展模式分别进行了研究，总结出来现有的绿色交通发展模式包含小汽车主导的发展模式、以公共交通主导的发展模式、慢行交通主导的发展模式和多种方式混合的发展模式。

近些年来，国内外学者有关交通绿色发展的促进方式有以下四个角度。第一，由Chris Bradshaw（1994）[6]提出的，通过将不同交通工具的耗能进行排序，得出结论认为推动公共交通，限制私有车数量以及发展绿色交通出行方式是实现这一理念的关键。Gülçin（2018）[7]等也认为公共交通是实现城市可持续交通发展最重要的方式，并且进一步通过积分模型量化分析了发展公共交通给城市环境带来的影响。第二，由Calthorpe（2006）[8]提出的TOD模式，旨在通过合理规划城市用地和发展公共交通来降低能耗，进而实现绿色交通，陆化普（2020）[9]扩充了TOD的中国内涵，并详细阐述了具体的规划思路。第三，Wilfried Puwein（2005）[10]研究认为可以通过增加道路费和相关税收来减少汽车尾气排放以及改善交通拥堵。第四，Zhiwen Yang（2020）[11]等人指出使用速度引导式的智能交通系统（SG-ITS）可以显著降低车辆的燃油消耗和污染物排放。

由于绿色交通理念已经得到了政府、专家和广大公众的认可，如何衡量绿色交通的转型效果开始成为学者们研究的另一大关注点。陆化普（2012）[12]分析了传统交通发展和绿色交通发展的异同，建立了以绿色交通分担率、出行时间指数、出行距离加权平均值、公交可达性、清洁能源车使用比例、公交出行车外时间与车内时间比和公交车平均行驶速度为主的绿色公路评价指标。而以徐洪磊（2014）[13]、杨少辉（2017）[14]、王双（2018）[15]等为代表的大部分学者在建立绿色交通指标评价体系时都采用分层次设定指标。

指标权重的设定方法也多种多样，蒋育红（2008）[16]、梁对对（2014）[17]均使用了DEPHI方法进行指标权重设定，分别分析了马鞍山市和深圳市的交通发展状况；樊娟娟（2010）[18]、孙权（2016）[19]、王梦楠（2018）[20]则以熵权法为基础展开分析。也有很多学者完整地评价了各个城市的绿色交通发展，涉及到的评价方法包括：灰色关联系数法、价值函数法、模糊决策法和层次分析法。王珍珍（2012）[21]就使用了模糊层次分析法对涿州市生态示范基地的绿色交通规划开展评价；金丹、董晓基（2018）[22]则用DPSIR模型建立了绿色交通指标评价体系，并结合徐州市交通发展现状，对徐州市交通发展状况进行了综合评价。朱嘉、曾良（2020）[23]等基于已有的绿色发展指标体系，将整个系统按照不同对象分成三大模块，模块化的评估方式具有更加完善的动态机制。但是，Xiongbin Lin（2019）[24]认为交通评估方式并不能提出绿色交通建设的具体方案，只可以为绿色交通模式提供绩效衡量标准。

总结来看，我国对绿色交通转型的研究还处于起步阶段，其评价指标体系的建立方法多种多样，但至今还没有统一的衡量方法。

二、评价指标体系与研究模型

（一）指标体系构建

1.指标体系构建原则

对城市绿色交通的评价要求我们选择敏感性高、数据可取得、具有普适性的指标作为研究对象。首先在综合性下，要从多个重要且有代表性的角度进行选择来完整评价交通产业发展；其次在科学性下，需要在各个角度下分别挑选数据可获得和可处理的指标；再次在可操作性下，为了使指标体系更有利于推广，必须选择数据获取成本低、处理难度低的指标；最后为了剔除不同因子之间相关性对结果的影响，要选取具有独立性的指标。

2.指标释义和数据来源

参考相关文献选择的指标，并结合国家和北京市政府在发展绿色交通中实施政策所涉及的角度，注重数据的可取得性和连续性，由此构建指标体系。第一层次以“北京市绿色交通转型效果”为目标层；第二层次为准则层，包括公共交通评价指标、基础设施建设评价指标、新能源汽车评价指标以及生态环境评价指标；第三层次是包含了17个指标的具体指标层。

（1）公共交通评价指标：公共交通出行比例可以全方位地反映出绿色交通系统的建设状态；万人公交拥有标台数是地面公共交通投资力度的重要参考；公交运营线路条数和轨道交通车站可以体现人们出行的便利程度；交通行业固定投资比例通过交通行业的投资与社会总投资相比得到；公交专用道比例和轨道交通运营里程可以分别得到一地区地面和地下交通的覆盖范围。

（2）基础设施建设指标：公路密度大是发展绿色交通、实施公交优先的前提；快速路里程和主干道里程长度是解决交通拥堵问题的核心，也是衡量城市道路网络发展水平的重要指标；人均道路面积过大说明耗费土地资源过多，过少则表示道路交通发展还未成熟，在我国现有发展水平下，人均道路面积越大越好（12平方米是最优值）；道路交通指数是用来表明道路畅通与否的重要指标，标准的设定情况见表1：

表1 道路交通指数标准表

（3）新能源汽车指标：新能源汽车市场占有率用来衡量新能源汽车领域相关政策的有效程度，而新能源汽车的有效推广可以视为城市绿色交通转型效果好的体现。由于新能源汽车领域为新兴产业，获得近十年的数据难度较高，故只采取这一个指标。

（4）生态环境指标：二级和好于二级天数及可吸入颗粒物年日均值作为衡量大气污染的主要指标可以有效地体现一地区绿色出行的效果；二氧化氮是汽车尾气的主要污染物之一，其浓度值也被纳入主要考核指标；道路交通干线噪声平均值与交通量成正比关系，用来检测交通绿色转型中声污染的变化情况。

本文所采用的数据来源于《北京交通发展年度报告》、《北京市统计年鉴》和《北京市环境状况公报》，具体指标数据见表2。

表2 北京市绿色交通转型效果评价指标

（二）模型构建

1.熵权法确定指标权重

本文采用熵权法赋予指标权重，并用灰色关联分析法来做指标体系的评价，熵主要是用来衡量一个系统的无序程度，若系统可能处于多种不同的状态，设定每个状态的概率为Pi(i=1,2,3,······,m)，则该系统的熵就定义为：

对于某个指标rj有信息熵：

根据信息熵的基本原理，指标的信息熵与指标的权重负相关，即指标的信息熵越小，则该指标的权重越大，这是因为当指标的信息熵小时其所包含的信息更多，作用更大。本文利用熵权法来对各个指标的权重进行设定，具体步骤如下：

评价指标矩阵：

设有m个评价指标，n个评价项目，根据选取的指标数据确定矩阵：

其中，Xij表示第j个评价对象的第i个指标值。

数据标准化：

计算信息熵和权重：

根据信息论中信息熵的定义，在包含有m个指标，n个项目的评价体系中，我们可以得知第i个评价指标的信息熵值为：

其中，

计算第i个指标的熵权wi：

2.灰色关联分析法评价

灰色关联分析是一种因素分析方法，其分析机理是通过分析、比较各因素曲线与结果曲线在几何形状上的相似程度，当曲线越接近时则意味着其发展变化规律越接近，进一步说明了两者的关联度越大。

由于这两次试行都是针对二年级学生进行的，因为本课程的学习对后续课程有着较深远的影响，故而线上教学主要作为课堂教学的补充环节。在授课老师出差、开会等特殊情况，采用全部线上教学的方式。

建立评价指标数据列：

首先构建一系列能够影响系统行为的因素所组成的序列，并对评价对象的每个评价指标进行取值。用如下方法表示：

式中Xij的含义是：第j年份的第i个指标的数据值，m为指标个数，n为不同年份的评价指标。

确定参考指标集：

规范化处理标准数据列：

由于确定的各个指标量纲不同无法直接进行比较，在建立灰色关联模型时要将所有数据的单位统一，也就是将所有数据标准化处理。利用公式（5）、（6）对数据进行标准化处理，由此得到了标准化矩阵R，如下所示：

计算灰色关联系数：

灰色关联度反应的是几条曲线发展的差异趋势，差异大小即为关联程度的大小。各指标的关联系数的计算公式为：

计算灰色关联度：

由于灰色关联系数由一系列的数值构成，所以计算得到其平均值得到每一组参考数列的整体变动趋势，以及多大程度接近于比较数列的整体趋势，这种趋势称为灰色关联度，具体计算公式如下：

式中，pj为评价指标中第j年的灰色关联度。

根据灰色关联度排序：

将上一步求得的灰色关联度按照数值高低对每一年进行排序，排名越高的年份与最优数列的相关程度越大，反之则表示相关程度越小。就本文研究对象来说，排名越高的年份表示绿色交通系统建设得越好。

三、实证分析

本文根据熵权法，对衡量北京市2009—2019年绿色交通建设水平的17个指标的权重进行测度，得到结果见表3。

表3 各指标熵权

根据灰色关联分析法，将各年份的比较数列与最优数列关联系数值结合熵权法求得的各指标权重，得到各年份的灰色关联度值为：

用描点法绘制出2009—2019年北京市绿色交通关联度变化趋势如图1所示，可以清晰的看到2018年北京市绿色交通关联度最高，2010年绿色交通关联度最低，近十一年的总体趋势是关联度越来越高，说明交通绿色转型的效果越来越显著。

图1 北京市绿色交通关联度变化趋势

根据图线变化斜率具体来分析，将北京市绿色交通转型过程分为三个阶段，第一阶段为2009年到2013年，这一段图线变化较为平坦，且有升有降不稳定，是绿色交通转型的准备阶段；第二阶段为2013年到2016年，可以看到图线稳定上升，是绿色交通转型的成长阶段；第三阶段为2016年到2019年，图线上升速度加快，在2018年绿色交通关联度已经达到了0.915的最高点，是绿色交通转型的成熟阶段。

（一）2009—2013年：绿色交通的孕育和准备阶段

北京市人口增长迅速，公共交通出行比例逐渐提高，政府逐步推动新能源汽车发展，“雾霾”问题开始成为社会关注热点。2009年政府颁布《北京市建设人文交通绿色交通行动计划（2009—2015）》，该文件提出了“绿色北京”的发展目标。由图2、图3、图4可以看出，在公共交通领域，万人公交拥有标台数在这五年间总体降低，主要系人口增长速度高于公交车台数增长速度；而轨道交通建设所包含的两个指标快速上升，重轨道的交通发展战略在这一时期得以体现；同时从2007年起北京市开始实行地铁单一票价和公交刷卡优惠，高补贴政策促进了公共交通出行比例的提高。

图2 公共交通指标相关分析图（2009—2013）

图3 基础建设指标相关分析图（2009—2013）

图4 生态环境指标相关分析图（2009—2013）

在基础设施建设方面，尽管道路面积和公路里程数都在不断上涨，但是交通拥堵指数却同时在迅猛增加，这意味着交通道路的发展并没有解决交通拥堵问题，基础设施建设的科学性还有待加强；而人均道路面积反而降低，交通基建的发展速度也低于人口增长速度，进一步体现出人口增长这一突出问题。在这一阶段，燃油税“六费合一税”改革、政府购买新能源汽车和新能源汽车补贴政策开始施行，促进了初期新能源汽车的发展。

在生态环境方面，2013年以前，“雾霾”问题还没有被重视，政府没有采取强有力的措施来治理大气污染，使得可吸入颗粒物稳定在同一水平；道路噪声伴随交通需求的上升也越来越严重，生态环境问题在五年里开始逐渐突出。

（二）2013—2016年：绿色交通的成长阶段

北京市人口数量继续高速增长，公共交通发展和大气污染稳步向好，交通拥堵和道路交通干线噪声等问题有待加强。2012年，北京市颁布了《北京市“十二五”时期交通发展建设规划》进一步明确了发展“绿色交通”的目标。在公共交通方面，从图5可以看出，尽管2014年开始北京地铁和公交车票价统一上调，但是并不影响公共交通出行比例的提高，推断乘坐公共交通或已成为人们的出行习惯；万人公交拥有标台数降低，深入分析发现依旧是人口增长速度过快导致的。

图5 公共交通指标相关分析图（2013—2016）

在基础设施方面，大部分指标均在2016年得到了提升，但由于交通拥堵的改善需要政府较长时间的努力，且也受到人口增长的正向促进，所以交通拥堵这一指标并没有得到改善。

国务院在2013年颁布《大气十条》，总计安排50亿元治理京津冀与周边三省的大气污染，最终使得评价大气条件的三项指标都表现不错；道路交通干线噪声平均值指标逐年降低。

（三）2016—2019年：绿色交通的成熟阶段

这一阶段，北京交通拥堵问题开始改善，公共交通领域的各项指标基本都达到了十年来的最高水平，万人公交标台数这一指标终于在这一阶段有了起色，2017年表现最佳，尽管2018、2019年有所下滑，但是仍旧较前几年在不断进步。

基础设施相关指标也是全部达到了十年间的最高值，交通拥堵指数在这一阶段持续改善，其中2019年表现最好，这期间北京市机动车轮流限号开始常态化，对交通拥堵的改善功不可没，交通拥堵的治理通过六年左右的时间已见明显成效。新能源汽车的“退坡”政策开始施行，新能源汽车保有量的增加充分体现出该行业向市场化发展的步伐加快。

生态环境指标延续上一阶段仍然在不断改善，但是道路交通干线噪声平均值依旧有所反复，声污染还未成为北京市环境治理的重点，由此推断在大气污染治理取得阶段性成果之后，声污染的治理很有可能成为下一个阶段绿色交通治理的重点。

四、研究结论与政策建议

（一）研究结论

总体来说，2009—2019年北京市绿色交通发展状态良好，在相关政策推动下已经实现了绿色交通的初步转型，其主要表现为：轨道交通发展迅速，道路建设稳步推进，交通因素导致的大气环境治理取得明显成效。

在公共交通领域，政府初期的高额补贴促进人们形成了绿色出行的习惯，结合持续的投资建设已经形成了相对成熟的规模。

在基础建设方面，尽管道路长度、密度和面积等指标一直提高，交通拥堵仍然没有被很好的解决，出行需求的增加要求道路建设更具科学性。

从免税补贴、政府购买到补贴退坡，新能源汽车完成了从政府扶持到市场化的转变，国内新能源汽车厂商已经具备了一定的竞争力。

在生态环境领域，大气污染治理已经初见成效，由于人口增长过快导致的交通拥堵和道路交通干线噪声大等问题依然突出存在，声污染的治理很有可能成为下一阶段绿色交通治理的重点。

（二）政策建议

增加以新能源公共汽车为主的地面公交数量，降低公交车辆间时间间隔，优化公交路线，提升系统准点率。

及早重视道路噪声污染，降低时间延迟可能带来的更大的经济损失。在具体措施方面，可以先监测北京市重点路段的道路交通噪声；然后基于软件实测噪声，根据其产生的机理开展道路铺面结构升级和材料研究。

密切关注新能源汽车电池技术的发展、智能交通系统的改进、尾气处理装置的改造升级等。通过政府牵头的方式设立国家交通产业高新技术开发扶持基金，加大对新能源行业技术创新的奖惩激励力度，实行一系列税收优惠政策鼓励高新技术企业发展和增加高水平层次的人力资本的投资，并适度地提高对于交通运输业科研人员的奖励和税收优惠激励。