城市交通的机动化、个性化与城市经济实力的提升密不可分,在扩展人们出行空间的同时,都市的生活质量也得到了提高。值得注意的是,机动化进程的加快尤其是私人小汽车的不断增长在给人们带来方便的同时衍生了许多问题;其中,最突出的是伴随机动车的迅速增长而急剧失衡的道路供求关系,它进一步导致了城市交通系统效率的降低、不同方式公平性的破坏。国内外的理论研究和交通需求管理实践表明:道路交通的运行状况与机动车拥有量之间并没有直接的对应关系,道路交通运行主要取决于机动车的使用情况,而后者是可以加以控制的。我国城市的交通需求管理实践起步不久,尚处于建设与管理并重的阶段。不过,近年我国在借鉴发达国家的研究和实践成果的同时,结合我国城市交通的实际情况,也已经做了许多的相关工作。本文基于经济学之外部性的微观分析原理和方法,研究城市地区私人小汽车使用导致的城市交通系统的外部费用;进一步地,结合交通需求管理措施,探讨合理内部化的措施和效果。最后,结合北京市的实际情况,计算相关的外部费用,分析相应的内部化措施及其效果。本文的主要研究内容包括以下几部分:(1)外部性理论分析方法的系统阐述。从数学的角度对外部性进行模型刻画,阐述外部经济性和外部不经济性的内涵;从解释途径出发,论述外部性概念的六个重要理论基础,并对外部性的相对度量方法和绝对度量方法予以论述。进一步地,重点论述外部性的微观分析原理和方法。举例描述解决外部性问题的庇古理论和科斯定理及他们所存在的固有缺陷,并对解决外部性问题的庇古思路和科斯思路进行比较,给出适用范围。(2)城市地区私人小汽车使用外部性费用的系统分析。分别从环境污染、交通拥挤影响、交通事故以及土地开发四个方面进行详细论述。对环境污染的外部性主要体现在空气污染、噪声污染以及全球气候影响等方面,着重分析私人小汽车排放对空气污染的外部成本。对交通拥挤的外部性主要体现为交通延误的时间费用,此外也包括空气污染、交通事故等方面。对交通事故的外部性,基于对生命价值的不同认识,计算也存在差异,本文采用国家价值贡献方法,通过对交通事故死亡者余生所创造的国家价值评价交通事故的外部成本。对于土地开发的外部性,基于交通与土地开发之间存在相互协调相互影响的关系进行研究。(3)外部性成本内部化的政策与措施的探讨。确定外部成本内部化的三个主要原则,指出外部性内部化的总目标是使社会效益(社会福利)最大化,小汽车外部成本内部化即通过对运输设施的使用者,承担自己造成的全部社会成本,使经济与环境资源总的利用更有效率。计划管理政策和经济手段是运输管理部门可采取的两个主要策略。其中,重点探讨道路收费的措施,通过对交通拥挤定价策略、交通拥挤收费的理论基础、时间差价拥挤收费政策的分析,阐述实施交通拥挤收费应注意的若干问题。(4)外部性成本内部化的效果分析。在对交通运输方式外部性以及外部成本内部化的作用进行阐述的基础上,以小汽车使用的社会边际成本为参考依据,分三种情况对外部成本内部化效果进行经济分析。另外,利用经济学原理,分析小汽车外部成本内部化的替代效应与收入效应,结论表明,对小汽车使用外部成本内部化,有利于城市客运交通系统中各种运输方式间的公平竞争,促进外部成本比较低的公共交通的发展。进一步地,根据随机用户均衡配流理论,建立外部费用内部化效果评估模型,并对模型的算法进行分析。利用一个算例,分析有、无拥挤收费两种情况下,得到的配流结果的差异。(5)北京市私人小汽车使用的拥挤外部性费用和内部化效果分析。利用上述外部性费用的理论研究结论,进一步细分交通拥挤外部费用的内容,并提出相应的计算模型,同时根据实际计算的需要标定参数。依据北京市机动车出行的调查数据及相关统计资料,重点计算早高峰时段和全天范围内北京市私人小汽车使用的拥挤外部性费用中的平均时间价值损失值和燃油消耗增加值。进一步地,详细分析北京市私人小汽车使用的实际费用,确定影响交通拥挤外部性费用的可控性关键。同时,系统阐述北京市私人小汽车使用的外部费用内部化的相关政策与措施,重点基于北京市的停车需求管理规划和政策措施,利用上述内部化的研究结论,计算分区域差别化停车收费措施对于拥挤外部费用的内部化效果。