城市交通系统的SD模型及其应用
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是通过建立反馈环和设定各种变量及方程实现的． 反馈环是指系统中由不同要素或变量构成的闭合 因果链序列．系统变量包括： ①水平变量，即具有累积效应的变量，它的现 时值等于原有值加上改变量； ②速率变量，即反映水平变量变化速度的变量； ③辅助变量，即联系速率变量和其它变量的 中间变量． 各种反馈和因果关系通过建立方程得以定量 确定． 由于城市和交通问题涉及面广、复杂性高，采用 传统方法难以进行系统性的综合量化分析，故系统 动力学方法能够在这些复杂问题中得以应用．Ｆｏｒ－ ｒｅｓｔｅｒ在１９６９年提出城市系统的ｓＤ模型ＨＪ，是该方 法在城市领域的最早应用实例．此外，系统动力学 方法在评价区域可持续发展水平ｂ】、分析交通和土 地利用关系哺］、评价工业园区环境影响ｎ１等方面都 有所应用．本文提出的城市交通系统的ｓＤ模型，就 是把系统动力学引入城市交通这个复杂系统中，用 来模拟城市交通系统的动力机制和外部影响．
人口作为速率变量，出生率、死亡率和净迁移率作 为辅助变量．净迁移率受城市人均ＧＤＰ和环境质 量的影响，具体数值通过城市数据回归分析得到． 该子系统包含的主要方程如下：
Ｌ Ｒ
ＺＲＫ．Ｋ＝ＺＲＫ．Ｊ＋ＤＴ・（ＪＺＲＫ．ＪＫ—ＳＷＲＫ．ＪＫ）（１） ＪＺＲＫ．ＪＫ＝ＺＲＫ．Ｊ・（ＪＱＹＲ．Ｊ＋ｃｓＲ） （２） （３）
：系统工程理论与方法ｉ
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城市交通系统的ＳＤ模型及其应用
王继峰１，陆化普“，彭 唬１’２
（１．清华大学交通研究所，北京１０００８４；２．交通部科学研究院，北京１０００２９）
摘要：
城市交通系统是一个多变量、多反馈、非线性的复杂系统，它的可持续发展受交
交通运输系统工程与信息
２（Ｘ）８年６月
ｌ
引
言
应用系统动力学解决问题，可以分为三个阶 段‘引： 初步分析阶段．要在深刻认识问题的基础上， 界定系统的边界，区分内生变量和外生变量，重点 是弄清系统各组成要素及其因果关系． 规范分析阶段，根据初步分析的结果建立系 统结构模型、设定参数和方程式、建立量化分析模 型并进行仿真分析． 综合分析阶段．对模型仿真的结果进行比较 和评价，并用于政策分析和建议中． 采用系统动力学建模的基本步骤见图１．
图２系统总体结构及各子系统之间的反馈关系
Ｆｉｇ．２ Ｓｙ．ｔｅｍ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ａｎｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｌｏｏｐｓ ｂｅ：，ｔｗｅｅｎ ｓｕｂ－ｍｏｄｅｌｓ
在这个系统结构中，人口子系统、经济发展子 系统和机动车保有量子系统是进行量化分析的基 础，对交通系统和环境状况影响巨大；交通拥挤是 交通供需矛盾的体现，并对经济发展具有反作用 力；环境子系统是城市交通系统的评价和约束子系 统，环境污染状况影响经济发展和人口迁移．
第３期
城市交通系统的ｓＤ模型及其应用
８５
３．２主要反馈关系 在上述模型中，主要的反馈关系有：
４－４－
通拥挤一经济发展（负反馈）
城市经济的发展程度吸引大量外来人口人城， 使城市的人口规模加大，城市的交通总需求增加， 在有限资源的约束下，必然会发生交通拥堵，直至 影响社会经济的良性发展．
（１）经济发展一机动车保有量一环境污
２．Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ
Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒｓｃｔ：
Ｕｒｂａｎ
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ｃｏｍｐｌｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ａｎｄ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｌｏｏｐｓ
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ＷＡＮＧ ｊｉ．ｆｅｎ９１，ＬＵ Ｈｕａ．ｐｕｌ，ＰＥＮＧ Ｈｕｌ，２
（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｌｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｍｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４，Ｃｈｉｎａ；
ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｓｏｃｉａｌ，ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ，ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ．Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｅｌｉｎｇ
ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｍｏｄ－
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Ｄｏｃｕｍｅｎｔ ｃｏｄｅ：
收稿日期：２００７．１２．１１
修回日期：２００８．０３．１０
录用日期：２００８－０３—２１
基金项目：国家自然科学基金（４０７０１０５８）． 作者简介：王继峰（１９８１一），男，辽宁朝阳人，博士生． ’通讯作者：ｌｕｈｐ＠ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｅｎ
：
垫垄坌堑
塑蕉坌堑
一：
丝坌坌堑
图１系统动力学建模的基本步骤哺１
２系统动力学概述
系统动力学方法是２０世纪５０年代美国ＭＩＴ 的Ｊ．Ｗ．Ｆｏｒｒｅｓｔｅｒ创立的，这是一种以反馈控制理 论为基础、以计算机仿真技术为手段、用于复杂社
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３系统动力学模型
３．１总体结构 城市交通系统是在城市经济、人口、环境和交 通等因素综合作用下的复杂系统，本文提出的系统 动力学模型包括人口、经济、机动车保有量、环境、 交通需求、交通供给和交通拥挤七个子系统，各子 系统之间的关系如图２所示．图中箭头表示因果 关系，正负号表示正效应或负效应．
会经济系统定量研究的方法【３１．系统动力学方法
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Ｋｅｙ ＣＬＣ
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ｎｕｍｂｅｒ：Ｕ４９ｌ
第８卷第３期
２００８年６月
交通运输系统工程与信息
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ０１．８
Ｎｏ．３ ２００８
Ｊｕｎ
文章编号：１００９－６７４４（２０∞）０３．００８３－０７
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●’’’Ｉｌ，，Ｉ＇＇’●●＇●２１＇●，＇＇’’’＇●’■ ■
城市交通系统的可持续发展是实现资源节约、 环境友好、以人为本的和谐社会的关键之一，它包 含经济可持续性、环境可持续性、社会可持续性以 及交通系统可持续性等四个方面的内容． 对城市交通系统可持续发展的研究，目前国内 主要是从内涵、评价方法、实现途径和专门技术等 角度进行探讨，取得了一定的成果¨’２１．然而城市 交通系统是一个复杂的动态系统，构成要素众多， 反馈机制复杂，各个子系统之间和各个变量之间都 存在着复杂的非线性的相互作用和反馈关系．鉴 于这种复杂性。用一般的数量研究方法难以全面把 握其特征，因此本文提出用系统动力学的方法模拟 和仿真城市交通系统，并以大连市为例分析机动化 发展政策对城市交通系统可持续发展的影响．
ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
ｓｕｐｐｌｙ．ａｎｄ ｍｌ伍ｃ ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ
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图３城市交通系统流图
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３．４子系统 本研究在分析反馈和因果关系的基础上，确定 了７个子系统的变量并建立了相关方程式． ３．４．１人口子系统 人口子系统属于发展子系统．人是城市的主 体，人口规模决定了城市的规模，它影响城市的交 通总需求，同时又与城市的经济发展水平密切相 关，并且还受制于城市空气环境的质量．该子系统 用城市总人口作为状态变量，年净增人口和年死亡
Ｌ ＧＤＰ．Ｋ＝ＧＫＰ．Ｊ＋ＧＤＰＺＬ．ＪＫ Ｒ ＧＤＰＺＬ．ＪＫ＝ＧＤＰ．Ｊ・ＧＤＰＺＲ．Ｊ・ＨＪＸＳ．Ｊ Ａ
３．４．４环境影响子系统 环境影响子系统属于约束子系统，同时也是城 市交通系统的评价子系统．机动车排放的尾气中 的污染物主要有氮氧化物（ＮＯ。，一般都折算为 Ｎ０２）、一氧化碳（ＣＯ）、碳氢化合物（ＣＨ）和可吸入 颗粒物．根据已有研究，在我国的主要大城市中 ５０％以上的ＮＯ。都来自汽车源的排放，因此，本文 选用Ｎ０２的排放和污染状况作为评价交通大气污 染的指标．该子系统用Ｎ０２在大气中的存量作为 水平变量，用Ｎ０２年增加量和消散量作为速率变 量，用ＮＯ：年消散率、ＮＯ：大气容量、ＮＯ：污染率、 （５） （６） （７） 车均年Ｎ０２排放量、机动车对Ｎ０２污染贡献率和 环境影响系数作为辅助变量．该子系统包含的主 要方程如下：
（４）
Ｒ ＳＷＲＫ．ＪＫ＝ＺＲＫ．Ｊ・ＳＷＲ Ａ
ＪＱＹＲ．Ｊ＝ｆ（ＲＪＧＤＰ．Ｊ，ＮＯＷＲＲ．Ｊ）
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交通运输系统工程与信息
２００８年６月
３．４．２经济发展子系统 经济发展子系统属于动力子系统，经济发展水 平是城市的主要竞争力之一，它直接影响人口的迁 入和迁出，同时经济的发展会促进机动车的拥有和 使用，使机动车保有量增长；经济发展还与交通投 资相关，为了保持良好的交通状况，必须每年划拨 一定比例的资金用于交通基础设施的建设和改造． 该子系统用城市ＧＤＰ作为水平变量，用ＧＤＰ年增 长量作为速率变量，用ＧＤＰ年增长率、交通投资、 环境影响系数作为辅助变量，其中环境影响系数反 映了环境质量对ＧＤＰ发展的要求和限制作用．该 子系统包含的主要方程如下：
染一经济发展（负反馈）
社会经济的发展，推动了城市的机动化进程， 使机动车保有量迅速增长，机动车尾气排放导致大 气环境污染，而严重的环境问题会反作用于社会经 济，影响社会经济发展速度和发展质量．
４－４－
（４）经济发展一机动车保有量一环境污 染一人口一交通需求一交通拥挤一经济
发展（正反馈） 经济发展伴随着机动车总量的增加，大气环境 不断恶化，在一定程度上降低了城市的吸引力，使 外来人口的增速变缓，但城市总人口仍保持增长的 趋势，因此交通需求会继续增加，交通拥挤也会继 续发生，对经济发展具有负面影响． ３．３系统流图 在上述反馈关系分析的基础上，结合城市交通
通、社会、经济、环境等多种因素的制约，而传统的交通预测模型难以模拟这样一个复杂 系统的动力机制．为此，本文采用系统动力学方法，在系统结构分析和因果反馈分析的 基础上建立了城市交通系统的ＳＤ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）模型，包括人口、经济发展、机动车 保有量、环境影响、交通需求、交通供给和交通拥挤七个子系统．以大连主城区为对象， 选取影响机动化发展的政策干预因素为调控参数进行仿真，分析了不同的机动化发展 政策对城市发展和城市交通系统的影响，并提出了相应的建议和对策． 关键词： 城市交通系统；系统动力学；机动化；政策干预；可持续发展 文献标志码：Ａ 中图分类号：Ｕ４９１
（２）经济发展～机动车保有量一交通需 求一交通拥挤一经济发展（负反馈）
４－ 一
经济的快速发展使机动车保有量增长迅猛，机 动化的出行需求增加，导致城市交通出现拥挤状 况，严重的交通拥堵会降低经济活动的效率，使社 会经济的发展速度受到影响．
（３）经济发展一人口一交通需求一交
出生率ＣＳＲ、
的具体特点给出图３所示的系统流图．
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人口作为速率变量，出生率、死亡率和净迁移率作 为辅助变量．净迁移率受城市人均ＧＤＰ和环境质 量的影响，具体数值通过城市数据回归分析得到． 该子系统包含的主要方程如下：
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ＺＲＫ．Ｋ＝ＺＲＫ．Ｊ＋ＤＴ・（ＪＺＲＫ．ＪＫ—ＳＷＲＫ．ＪＫ）（１） ＪＺＲＫ．ＪＫ＝ＺＲＫ．Ｊ・（ＪＱＹＲ．Ｊ＋ｃｓＲ） （２） （３）
：系统工程理论与方法ｉ
ｔＩ●ＩＩ●ｌ●ｌ●Ｉ●４Ｋ●●４９●４９ｑ９４９●●ｌ●ＩＩ●４ｔ．－
城市交通系统的ＳＤ模型及其应用
王继峰１，陆化普“，彭 唬１’２
（１．清华大学交通研究所，北京１０００８４；２．交通部科学研究院，北京１０００２９）
摘要：
城市交通系统是一个多变量、多反馈、非线性的复杂系统，它的可持续发展受交
交通运输系统工程与信息
２（Ｘ）８年６月
ｌ
引
言
应用系统动力学解决问题，可以分为三个阶 段‘引： 初步分析阶段．要在深刻认识问题的基础上， 界定系统的边界，区分内生变量和外生变量，重点 是弄清系统各组成要素及其因果关系． 规范分析阶段，根据初步分析的结果建立系 统结构模型、设定参数和方程式、建立量化分析模 型并进行仿真分析． 综合分析阶段．对模型仿真的结果进行比较 和评价，并用于政策分析和建议中． 采用系统动力学建模的基本步骤见图１．
图２系统总体结构及各子系统之间的反馈关系
Ｆｉｇ．２ Ｓｙ．ｔｅｍ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ａｎｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｌｏｏｐｓ ｂｅ：，ｔｗｅｅｎ ｓｕｂ－ｍｏｄｅｌｓ
在这个系统结构中，人口子系统、经济发展子 系统和机动车保有量子系统是进行量化分析的基 础，对交通系统和环境状况影响巨大；交通拥挤是 交通供需矛盾的体现，并对经济发展具有反作用 力；环境子系统是城市交通系统的评价和约束子系 统，环境污染状况影响经济发展和人口迁移．
第３期
城市交通系统的ｓＤ模型及其应用
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３．２主要反馈关系 在上述模型中，主要的反馈关系有：
４－４－
通拥挤一经济发展（负反馈）
城市经济的发展程度吸引大量外来人口人城， 使城市的人口规模加大，城市的交通总需求增加， 在有限资源的约束下，必然会发生交通拥堵，直至 影响社会经济的良性发展．
（１）经济发展一机动车保有量一环境污
２．Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ
Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒｓｃｔ：
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ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ
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Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｙｎａｍｉｃｓ
Ｍｏｄｅｌ
ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ＷＡＮＧ ｊｉ．ｆｅｎ９１，ＬＵ Ｈｕａ．ｐｕｌ，ＰＥＮＧ Ｈｕｌ，２
（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｌｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｍｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４，Ｃｈｉｎａ；
ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｓｏｃｉａｌ，ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ，ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ．Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｅｌｉｎｇ
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ｄｙｎａｍｉｃｓ；ｖｅｈｉｃｌｅ ｏｗｎｅｒｓｈｉｐ；ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ ｐｏｌｉｃｙ；ｓｕｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ Ａ
Ｄｏｃｕｍｅｎｔ ｃｏｄｅ：
收稿日期：２００７．１２．１１
修回日期：２００８．０３．１０
录用日期：２００８－０３—２１
基金项目：国家自然科学基金（４０７０１０５８）． 作者简介：王继峰（１９８１一），男，辽宁朝阳人，博士生． ’通讯作者：ｌｕｈｐ＠ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｅｎ
：
垫垄坌堑
塑蕉坌堑
一：
丝坌坌堑
图１系统动力学建模的基本步骤哺１
２系统动力学概述
系统动力学方法是２０世纪５０年代美国ＭＩＴ 的Ｊ．Ｗ．Ｆｏｒｒｅｓｔｅｒ创立的，这是一种以反馈控制理 论为基础、以计算机仿真技术为手段、用于复杂社
Ｆｉｇ．１
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ｓｙｓｔｅｍ ｄｙｎａｍｉｃｓ
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ｓｕｂｍｏｄｅｌｓ：ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ，ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ
３系统动力学模型
３．１总体结构 城市交通系统是在城市经济、人口、环境和交 通等因素综合作用下的复杂系统，本文提出的系统 动力学模型包括人口、经济、机动车保有量、环境、 交通需求、交通供给和交通拥挤七个子系统，各子 系统之间的关系如图２所示．图中箭头表示因果 关系，正负号表示正效应或负效应．
会经济系统定量研究的方法【３１．系统动力学方法
ｔＯ
ｔｈａｔ
Ｄａｌｉａｎ ｓｈｏｕｌｄ ｒｅｓｔｒｉｃｔ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅｓ
ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｉｈｔｙ ｏｆ
ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙ ＣＬＣ
ｗｏｒｄｓ：ｕｒｂａｎ佃哪印ｍ倒傩ｓｙｓｔｅｍ；ｓｙｓｔｅｍ
ｎｕｍｂｅｒ：Ｕ４９ｌ
第８卷第３期
２００８年６月
交通运输系统工程与信息
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ０１．８
Ｎｏ．３ ２００８
Ｊｕｎ
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城市交通系统的可持续发展是实现资源节约、 环境友好、以人为本的和谐社会的关键之一，它包 含经济可持续性、环境可持续性、社会可持续性以 及交通系统可持续性等四个方面的内容． 对城市交通系统可持续发展的研究，目前国内 主要是从内涵、评价方法、实现途径和专门技术等 角度进行探讨，取得了一定的成果¨’２１．然而城市 交通系统是一个复杂的动态系统，构成要素众多， 反馈机制复杂，各个子系统之间和各个变量之间都 存在着复杂的非线性的相互作用和反馈关系．鉴 于这种复杂性。用一般的数量研究方法难以全面把 握其特征，因此本文提出用系统动力学的方法模拟 和仿真城市交通系统，并以大连市为例分析机动化 发展政策对城市交通系统可持续发展的影响．
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ｓｕｐｐｌｙ．ａｎｄ ｍｌ伍ｃ ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ
ｉｎ
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ｖｅｈｉｃｌｅｓ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａ］ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ，ｔｒａｖｅｌ ｄｅｍａｎｄ，
ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｏｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ， ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔ ｓｕｇ—
／死亡事 —一ｂ＝＝＝＝＝摹＿＝＝＝“＝）
２３ＵＫ
ＳＷＲ
年
图３城市交通系统流图
ｒｉｇ．３ Ｆｌｏｗ ｔｈａｔ＇［ｏｆ
ｌｌｌｂ髓ａ＇ａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
３．４子系统 本研究在分析反馈和因果关系的基础上，确定 了７个子系统的变量并建立了相关方程式． ３．４．１人口子系统 人口子系统属于发展子系统．人是城市的主 体，人口规模决定了城市的规模，它影响城市的交 通总需求，同时又与城市的经济发展水平密切相 关，并且还受制于城市空气环境的质量．该子系统 用城市总人口作为状态变量，年净增人口和年死亡
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３．４．４环境影响子系统 环境影响子系统属于约束子系统，同时也是城 市交通系统的评价子系统．机动车排放的尾气中 的污染物主要有氮氧化物（ＮＯ。，一般都折算为 Ｎ０２）、一氧化碳（ＣＯ）、碳氢化合物（ＣＨ）和可吸入 颗粒物．根据已有研究，在我国的主要大城市中 ５０％以上的ＮＯ。都来自汽车源的排放，因此，本文 选用Ｎ０２的排放和污染状况作为评价交通大气污 染的指标．该子系统用Ｎ０２在大气中的存量作为 水平变量，用Ｎ０２年增加量和消散量作为速率变 量，用ＮＯ：年消散率、ＮＯ：大气容量、ＮＯ：污染率、 （５） （６） （７） 车均年Ｎ０２排放量、机动车对Ｎ０２污染贡献率和 环境影响系数作为辅助变量．该子系统包含的主 要方程如下：
（４）
Ｒ ＳＷＲＫ．ＪＫ＝ＺＲＫ．Ｊ・ＳＷＲ Ａ
ＪＱＹＲ．Ｊ＝ｆ（ＲＪＧＤＰ．Ｊ，ＮＯＷＲＲ．Ｊ）
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２００８年６月
３．４．２经济发展子系统 经济发展子系统属于动力子系统，经济发展水 平是城市的主要竞争力之一，它直接影响人口的迁 入和迁出，同时经济的发展会促进机动车的拥有和 使用，使机动车保有量增长；经济发展还与交通投 资相关，为了保持良好的交通状况，必须每年划拨 一定比例的资金用于交通基础设施的建设和改造． 该子系统用城市ＧＤＰ作为水平变量，用ＧＤＰ年增 长量作为速率变量，用ＧＤＰ年增长率、交通投资、 环境影响系数作为辅助变量，其中环境影响系数反 映了环境质量对ＧＤＰ发展的要求和限制作用．该 子系统包含的主要方程如下：
染一经济发展（负反馈）
社会经济的发展，推动了城市的机动化进程， 使机动车保有量迅速增长，机动车尾气排放导致大 气环境污染，而严重的环境问题会反作用于社会经 济，影响社会经济发展速度和发展质量．
４－４－
（４）经济发展一机动车保有量一环境污 染一人口一交通需求一交通拥挤一经济
发展（正反馈） 经济发展伴随着机动车总量的增加，大气环境 不断恶化，在一定程度上降低了城市的吸引力，使 外来人口的增速变缓，但城市总人口仍保持增长的 趋势，因此交通需求会继续增加，交通拥挤也会继 续发生，对经济发展具有负面影响． ３．３系统流图 在上述反馈关系分析的基础上，结合城市交通
通、社会、经济、环境等多种因素的制约，而传统的交通预测模型难以模拟这样一个复杂 系统的动力机制．为此，本文采用系统动力学方法，在系统结构分析和因果反馈分析的 基础上建立了城市交通系统的ＳＤ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）模型，包括人口、经济发展、机动车 保有量、环境影响、交通需求、交通供给和交通拥挤七个子系统．以大连主城区为对象， 选取影响机动化发展的政策干预因素为调控参数进行仿真，分析了不同的机动化发展 政策对城市发展和城市交通系统的影响，并提出了相应的建议和对策． 关键词： 城市交通系统；系统动力学；机动化；政策干预；可持续发展 文献标志码：Ａ 中图分类号：Ｕ４９１
（２）经济发展～机动车保有量一交通需 求一交通拥挤一经济发展（负反馈）
４－ 一
经济的快速发展使机动车保有量增长迅猛，机 动化的出行需求增加，导致城市交通出现拥挤状 况，严重的交通拥堵会降低经济活动的效率，使社 会经济的发展速度受到影响．
（３）经济发展一人口一交通需求一交
出生率ＣＳＲ、
的具体特点给出图３所示的系统流图．
ｎａ．１１ｌｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ
ｇｅｓｔｓ
ｐｏｆｉｃｙ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｏｗｎｅｒｓｈｉｐ ｉｓ ｃｈｏｓｅｎ
ｏｎ
ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｌｉｃｙ ｓｃｅｎａｒｉｏｓ
ｕｒｂａｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ