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五、均衡与交通均衡
weberfrank 2011-9-23 17:16
接 第五节网络交通需求 ( 一)均衡也是概念而非事实 需求量和供给量,因为都只是意图,是无从判断是否相等的。但经济学家提出了另一个虚构概念“均衡”(equilibrium),定义为需求量与供应量相等的状态。 张五常坚持以个人为基本分析单位,重新定义均衡。在市场制度下,每个需求的人都以市价与自己的边际用值相比,然后购进或卖出。每个人这样做,其结果是每个人的边际用值皆与市价相等,而人与人之间对这物品的边际用值也因而相等。换言之,如果不同需求者对某物品的边际用值不相等,市场的均衡就达不到,而竞争购入或沽出的行为,会或大或小地影响市价,到后来每个需求者的边际用值相等。 若不管讯息或其它交易费用的存在,市场的均衡点是市价与每个需求者的边际用值看齐,达到了柏拉图情况。若市价与任何需求者的边际用值有差距,那么为了增加个人利益,市场的交易会增加或减少,市价也会变动,从而使市价与每个人的边际用值相等。数之不尽的需求者都因为争取个人利益而这样做,这些人的需求曲线加起来就成为一条市场对该物品的需求曲线了。这市场需求曲线与该物品的市场供应曲线的相交点之价,是市价,又称均衡市价,而每个需求者的边际用值与之看齐。 略 图 供需均衡 上述逻辑能够正确处理边际用值与市价不等而引起的好些重要现象,例如,价格管制而引起的多种行为。正确的分析,是如果价格被管制在市价之下,需求的一群见到自己的边际用值高于价格,竞争抢购不获,逼要付出金钱价格之外的其它代价来作补充而争取。这些其它的补充准则可能是排队轮购。 再加上交易费用的存在,如信息费用、量度费用和议价费用等,市价通常不等于每个需求者的边际用值。但我们可以说代价等于每个需求者的边际用值不会错,也是说,市场的均衡不一定达到,但一般的均衡是永远均衡的。均衡是否静态、动态,甚至是否存在都不重要,重要的是边际上看,供应需求的关系有向均衡的趋势。在均衡点上,不存在每个人能单方面改变其行为来增加自己的收入。 (二)交通网络均衡 1、庇古的公路与奈特的回应 有甲、乙两条公路,都是从 A市到 B市去的。甲路平坦而狭窄;乙路崎岖不平,但很宽阔。前者车行得快,后者车行得慢。驾驶的人要节省时间,会选用甲路。但多人选用甲路,挤塞就出现了。每个驾驶者用甲路,都轻微地阻慢了其它的车辆,但驾驶者只考虑自己的时间,不关心阻慢了他人。我阻你,你阻我,各顾各的时间成本,不管阻碍他人的。车辆流的路径时间代价均等。 甲路狭窄,挤塞愈来愈甚,到了某一点有些车辆就会转用乙路了。乙路虽然崎岖,但宽阔,不会有挤塞。在均衡点上,不考虑舒适,用甲路与用乙路的驾驶时间会相同。那是说,甲路挤塞的驾驶时间会与乙路崎岖但不挤塞的驾驶时间相同。 有趣的问题来了,如果政府强迫一部分车辆从甲路转用乙路,这些车辆是完全没有损失的。这是因为乙路没有挤塞,转用乙路与有挤塞的甲路的驾驶时间相同。但一部分车辆从甲转乙,剩下来用甲路的车辆会因为减少了挤塞而得益。没有人受损,但留用甲路的得益,社会的利益显然是改进了。 庇古的建议很简单。不用强迫车辆从甲转乙,但用甲路的要被抽税。他说有一个理想的税,不仅使某些车辆自动地转用乙路,而留下来交税用甲路的,社会总时间成本最小。奈特说庇古的公路不是私产。如果甲路是私产,在适当的制度安排下,竞争会迫使业主会选出一个“理想”的使用公路收费,与庇古的理想税收完全一样。 2、Wardrop用户均衡的几个版本 奈特(Frank Knigh, 1924)最早提出了交通网络均衡的概念,后来英国人Wardrop 1952将其表述为“交通网络均衡原则”或“出行选择最小时间成本公理”。Wardrop均衡原则有两个,分别被称为用户均衡(UE)和系统最优(SO)。后者指网络上总旅行时间最小,这情形下假设理想的组织者(政府、公司)协调所有人的路径选择行为,出行者也都严格听从该组织的指挥。 而前者,用户均衡,是指所有出行者独立地作出令自己的行驶时间最小的决策,有许多版本的定义: (1)Ortuzar的版本,个体出行者没办法通过选择其它路径来降低出行代价。 (2)Sheffi的版本,所有出行者独立地做出令自己的行驶时间最小的决策,在所导致的网络流量分布状态里,每个OD对之间所有被使用的路径的时间是相等的,并且不大于任何未被使用路径的时间。 (3)黄海军,先给出了“只有当不存在司机能单方面改变其路径并降低其阻抗时,一个稳定的状态才算达到,这是‘用户平衡条件’的特征”。然而,随后却也给出了与Sheffi同样的Wardrop均衡定义。 Wardrop用户均衡,隐含地指出,(1)车辆进行道路路径选择;(2)道路网络的使用不受限制,所有车辆公用;(3)选择的约束仅考虑“旅行时间”;(4)不考虑不确定性。 在这四个条件约束下,每个驾驶者为争取最大私利,会选择最小时间的路径,这时用户均衡的定义中的代价仅指时间,则上述两种定义是等价的。Wardrop用户均衡提出4年后,才由数学家Beckmann, McGuire 和 Winsten给出了等价数学表达式。 式略。 约束条件:略。 其中路段流量:略。 这是一数学规划问题,其中目标函数是路段旅行时间函数的积分,本身无任何直观的经济或行为含意,纯粹是一种用来推倒UE条件的数学构造(Sheffi, 1985)。根据上述规划问题的最优条件,可以推得 略;略;略;分别对应UE条件及流量守恒条件。 严格地来降,上述Wardrop用户均衡是路网机动车旅行时间均衡。这均衡可以一般化,即放松上述隐含假设条件,将用户的选择准则从仅是旅行时间,扩展到一般的交通代价,包括时间可靠性、货币、发车频率、换乘次数、是否有座位等。结合广义成本(或交通负效用概念),代入上述wardrop均衡的时间代价函数,可得网络一般均衡模型,能够分析方式选择、路径选择。详细展开将在后续章节内陆续进行。
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