[论文解读] Congestion costs incurred on Indian Roads: A case study for New Delhi

Neema Davis, Harry Raymond Joseph+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 5, 2017

Transportation Planning and OptimizationSocial Sciences参考文献 17被引用 18

一句话总结

本研究利用出租车的GPS数据，分析新德里的交通拥堵情况，量化生产力损失、污染、事故和燃油浪费等带来的经济成本，估算出拥堵的边际成本和总成本。预计到2030年，总拥堵成本将达到每年147亿美元，其中公交车造成的生产力损失是主要因素，凸显了建设专用公交道和智能交通系统的重要性。

ABSTRACT

We conduct a preliminary investigation into the levels of congestion in New Delhi, motivated by concerns due to rapidly growing vehicular congestion in Indian cities. First, we provide statistical evidence for the rising congestion levels on the roads of New Delhi from taxi GPS traces. Then, we estimate the economic costs of congestion in New Delhi. In particular, we estimate the marginal and the total costs of congestion. In calculating the marginal costs, we consider the following factors: (i) productivity loss, (ii) air pollution costs, and (iii) costs due to accidents. In calculating the total costs, in addition to the above factors, we also estimate the costs due to the wastage of fuel. We also project the associated costs due to productivity loss and air pollution till 2030. The projected traffic congestion costs for New Delhi comes around 14658 million US$/yr for the year 2030. The key takeaway from our current study is that costs due to productivity loss, particularly from buses, dominates the overall economic costs. Additionally, the expected increase in fuel wastage makes a strong case for intelligent traffic management systems.

研究动机与目标

• 利用出租车一年的GPS轨迹数据，提供新德里拥堵水平上升的统计证据。
• 估算拥堵的边际和总经济成本，包括生产力损失、污染、事故和燃油浪费。
• 基于当前增长趋势，预测到2030年的拥堵成本。
• 评估两轮车对拥堵及其经济影响的作用。
• 基于成本效益分析，推荐政策干预措施，如建设专用公交道、智能交通系统以及鼓励拼车。

提出的方法

• 利用出租车的GPS轨迹计算平均日行驶速度，并检测车辆拥堵随时间的变化趋势。
• 应用Kolmogorov–Smirnov检验，从统计上验证2013年至2014年平均速度的显著下降。
• 通过三个组成部分（生产力损失、空气污染和事故相关费用）计算边际拥堵成本。
• 通过将燃油浪费加入边际成本，估算总拥堵成本。
• 利用车辆增长预测和假设恒定参数预测未来成本，同时对燃油使用和排放增加进行调整。
• 根据先前研究重新计算成本参数（A1j, A2, A3, A4），以反映当前状况，承认随时间的变化。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于出租车的GPS数据，2013年至2014年新德里机动车拥堵是否显著增加？
• RQ2 新德里拥堵的边际和总经济成本是多少，按生产力损失、污染、事故和燃油浪费如何细分？
• RQ3 到2030年，新德里的拥堵成本将如何演变，哪些因素将主导成本结构？
• RQ4 在拥堵成本方面，公交车与汽车的相对经济影响如何，这对政策建议有何影响？
• RQ5 两轮车在拥堵成本估算中发挥多大作用，为何其纳入城市交通建模至关重要？

主要发现

• 2013年至2014年，新德里出租车的平均速度显著下降，统计证据（Kolmogorov–Smirnov检验）证实了速度的显著下降。
• 公交车出行造成的生产力损失主导了总拥堵成本，占经济负担的最大份额。
• 预计到2030年，新德里总拥堵成本将达到146.58亿美元（即147亿美元）/年。
• 到2030年，每增加一千米公交车行驶里程的边际成本预计将接近汽车行驶的边际成本，表明交通网络已趋于饱和。
• 燃油浪费预计将大幅增加，凸显智能交通管理系统作为高优先级干预措施的必要性。
• 尽管个人和社会影响较高，但从宏观经济角度看，事故相关成本对总拥堵成本的贡献微乎其微。