第7章交通拥堵和拥堵定价 1、介绍 几十年来,交通量的增长已经超过了投资道路基础设施。结果一直不懈增加 交通拥堵。拥塞规定旅客:降低速度,增加各种费用,旅行时间,减少行程时间可 靠性,更大的燃油消耗和车辆磨损,重新安排旅行或使用替代旅游不便模式,(长 期运行)搬迁住宅和就业机会的成本。该估计成本 increasd旅行时间和油耗单 独金额数百美元,每年人均在美国(施兰克已报道欧洲L.inax,19),和可比 价值。 交通拥堵是一个供给和需求的性质后果:容量是费时和昂贵的建造和长的时 间周期是固定的,随着时间的推移,需求波动和运输服务不能储存光滑的容量与 需求之间的不平衡。各种政策以遏制交通拥堵多年来已采纳或建议。传统反应是 扩大产能,新的道路建设或升级现有的。第二种方法是减少需求沮丧的旅游高峰 期,限制进入拥挤的地区使用许可制度和停车限制,实施商用车禁止在某些时段, 依此类推。第三个的方法是道路系统,以提高效率,从而使同样的需求可被容纳 在一个较低的成本。再定时交通信号,计量出入高速公路入口坡道,高占用车道, 和先进的出行者信息系统,这些措施的例子。 “笔者想感谢,克劳德,安德烈啪帕尔马理査德坷诺特 Penchina,燕姿 Proost, 尤其是肯·小本文的早期版本 corre. ctlons和有见地的意见。余下的任何错误,却 是单独的作者的责任。 Erik verhoef医师的研究具有“荷兰皇家艺术与科学学院 的奖学金支持。“交通运输系统和交通管制。编辑KJ巴顿和地区检察官 Hensher。 2001年,爱思唯尔科技有限公司 本章关注的是作为一种工具,为缓解交通拥堵收费拥堵。拥堵收费的洞察力 来自观察,人们往往使社会效率的选择时,他们都面临着所有社会他们的行动的 成本和效益。正如刚才提到的,各种需求管理的工具来完成,这可以使用。但拥 堵收费被广泛视为由经济学家作为最有效的手段,因为它采用的价格机制,与所 有清晰,普遍性,和效率的优点。庇古(1920)和骑士(1924)是最早提倡。但 它是已故的威廉·维克瑞坚定不移地促进了交通拥堵收费约40年,谁是可以说 是最有影响力的情况下,在理论和实践两个理由。在他早期的宣传件,维克瑞 (1963)确定潜在的道路定价影响旅客选择路线和出行方式,及其影响土地使用 权。他还讨论了自动收费的替代方法。他的另一项建议前期的实时功能设置停车 费入住率。维克瑞的贡献城市定价的概述Amot等人被发现在私人和公共交通。 (1994)。 维克瑞的工作表明,真正的拥塞定价 entails,设置过路过桥费拥塞的严重
第 7 章 交通拥堵和拥堵定价 1、介绍 几十年来，交通量的增长已经超过了投资道路基础设施。结果一直不懈增加 交通拥堵。拥塞规定旅客：降低速度，增加各种费用,旅行时间，减少行程时间可 靠性，更大的燃油消耗和车辆磨损，重新安排旅行或使用替代旅游不便模式，（长 期运行）搬迁住宅和就业机会的成本。该估计成本 increasd 旅行时间和油耗单 独 金额数百美元，每年人均在美国（施兰克 已报道欧洲 L.inax，1999），和可比 价值。 交通拥堵是一个供给和需求的性质后果：容量是费时和昂贵的建造和长的时 间周期是固定的，随着时间的推移，需求波动和运输服务不能储存光滑的容量与 需求之间的不平衡。各种政策以遏制交通拥堵多年来已采纳或建议。传统反应是 扩大产能，新的道路建设或升级现有的。第二种方法是减少需求沮丧的旅游高峰 期，限制进入拥挤的地区使用许可制度和停车限制，实施商用车禁止在某些时段， 依此类推。第三个的方法是道路系统，以提高效率，从而使同样的需求可被容纳 在一个较低的成本。再定时交通信号，计量出入高速公路入口坡道，高占用车道， 和先进的出行者信息系统，这些措施的例子。 “笔者想感谢，克劳德，安德烈·帕尔马理查德·阿诺特 Penchina，燕姿 Proost， 尤其是肯·小本文的早期版本 corre.ctlons 和有见地的意见。余下的任何错误，却 是单独的作者的责任。 Erik Verhoef 医师的研究具有“荷兰皇家艺术与科学学院 的奖学金支持。“交通运输系统和交通管制。编辑 K.J.巴顿和地区检察官 Hensher。 @2001 年，爱思唯尔科技有限公司. 本章关注的是作为一种工具，为缓解交通拥堵收费拥堵。拥堵收费的洞察力 来自观察，人们往往使社会效率的选择时，他们都面临着所有社会他们的行动的 成本和效益。正如刚才提到的，各种需求管理的工具来完成，这可以使用。但拥 堵收费被广泛视为由经济学家作为最有效的手段，因为它采用的价格机制，与所 有'清晰，普遍性，和效率的优点。庇古（1920）和骑士（1924）是最早提倡。但 它是已故的威廉·维克瑞坚定不移地促进了交通拥堵收费约 40 年，谁是可以说 是最有影响力的情况下，在理论和实践两个理由。在他早期的宣传件，维克瑞 （1963）确定潜在的道路定价影响旅客选择路线和出行方式，及其影响土地使用 权。他还讨论了自动收费的替代方法。他的另一项建议前期的实时功能设置停车 费入住率。维克瑞的贡献城市定价的概述 Arnott 等人被发现在私人和公共交通。 （1994）。 维克瑞的工作表明，真正的拥塞定价 entaiis，设置过路过桥费拥塞的严重
程度相匹配,这需要收费而有所不同 accoring时间,地点,车辆类型,和目前的 情况下(如意外事故或坏天气)。拥塞定价是常见于其他经济部门-电话费及机 票费用,酒店及公共事业。但是,尽管努力的Ⅴ ickeey和其他经济学家,交通拥 堵定价仍然很少在道路上使用。大多数道路使用费收取,燃油税的流量不随卷。 登记,发牌,保险费用甚至不依赖行驶距离。尽管如此,在应用程序和实验道路 收费缓慢增长,促使恶化的联合推动交通条件和车辆自动识别技术的进步。描述 各种道路收费计划, including新加坡开拓收费系统,斯堪的纳维亚收费圈,以及 加利福尼亚州的支付车道,被发现在戈麦斯伊瓦涅斯和小(1994年)和小和戈 麦斯伊瓦涅斯(1998) 本章沿着类似的路线,组织审査拥堵建模 Lindsey和 Verhoef医师(2000 年)。第2节开始,概述了基本的一个简单的静态经济拥堵定价原则(与时间无 关“)设置同一条路。第3节增加了时间因素考虑旅客'使用时间的决定,并随时 间变化的通行费。解决各种并发症在第4节,包括在网络中,用户的异质性,随 机定价拥堵,运输部门与其他经济, interaction私人道路收费。第5节认为拥堵 定价的影响最佳道路通行能力。长期存在的社会和政治的解释耐道路定价提供 在第6节,是结论第7条。由于空间的限制,一些相关的主题拥堵定价不包括 在本次审査。没有明确的治疗货运 Traffic flow igure 1. Optimal road pricing in a time-independent model Fi 2、在时间独立模型中的消费价格 道路使用的“外部效益”不太可能是显着的(好处是正常无论是纯粹的内部 或金钱性质),P(Q)指定的私营和社会边际收益的旅行。因此,总的社会效益 来衡量面积列入P(十七)。类似地,C(Q)的旅客采取措施的成本之旅。如果 外部拥堵以外的差旅费用,如意外和空气污染,被忽略,那么C(Q)措施之旅
程度相匹配，这需要收费而有所不同 accoring 时间，地点，车辆类型，和目前的 情况下（如意外事故或坏天气）。拥塞定价是常见于其他经济部门 - 电话费及机 票费用，酒店及公共事业。但是，尽管努力的 Vickr.ey 和其他经济学家，交通拥 堵定价仍然很少在道路上使用。大多数道路使用费收取，燃油税的流量不随卷。 登记，发牌，保险费用甚至不依赖行驶距离。尽管如此，在应用程序和实验道路 收费缓慢增长，促使恶化的联合推动交通条件和车辆自动识别技术的进步。描述 各种道路收费计划，includi.ng 新加坡开拓收费系统，斯堪的纳维亚收费圈，以及 加利福尼亚州的支付车道，被发现在戈麦斯-伊瓦涅斯和小（1994 年）和小和戈 麦斯伊瓦涅斯（1998）。 本章沿着类似的路线，组织审查拥堵建模 Lindsey 和 Verhoef 医师（2000 年）。第 2 节开始，概述了基本的 一个简单的静态经济拥堵定价原则（与时间无 关“）设置同一条路。第 3 节增加了时间因素考虑旅客'使用时间的决定，并随时 间变化的通行费。解决各种并发症在第 4 节，包括在网络中，用户的异质性，随 机定价 拥堵，运输部门与其他经济，interactiort 私人道路收费。第 5 节认为拥堵 定价的影响 最佳道路通行能力。长期存在的社会和政治的解释 耐道路定价提供 在第 6 节，是结论 第 7 条。由于空间的限制，一些相关的主题拥堵定价 不包括 在本次审查。没有明确的治疗货运。 2、在时间独立模型中的消费价格 道路使用的“外部效益”不太可能是显着的（好处是正常 无论是纯粹的内部 或金钱性质），P（Q）指定的私营和社会边际收益的旅行。因此，总的社会效益 来衡量面积列入 P（十七）。类似地，C（Q）的旅客采取措施的成本之旅。如果 外部拥堵以外的差旅费用，如意外和空气 污染，被忽略，那么 C（Q）措施之旅
的平均社会成本。该社会总成本的Q人次然后TC(Q)=C(Q)q和边际社会 成本的额外的行程 MC()=aTC()/aq= C(a)+ q ac(a)/aq 发现社会最优MC(十七)和p(Q)的交叉点,如图人次的边际支付意愿 是MCO和出游人数,QO小于在不稳定的平衡。可以作为一个支持的最佳平衡, 如果旅客被迫支付总价OFMC。因为价格旅行是个人的身体的旅行费用和收费 所需的总和收费 T°=MC(q°)-C(q°)=q°aC(q°)/aa 事实上,收费需要支持的社会最优揭示的谬论完全支付他们造成的拥堵,旅 客通过的时间,他们个人失去。类似地,一个人挤过人群,购物者在一家超市柜 台排队线,或一个人读一本通俗图书馆本书经过了漫长的等待,对别人的成本 他/她不是他/她熊。然而,请注意,在图1中所画的最佳,一些拥塞仍然是广 义费用扣除的收费,C0,超过自由流成本,CFF。因此,高效的收费站并不一定 决定,拥堵被淘汰。 来自最优收费的效率增益可以表示为增加社会盈余,减去总成本的减少定 义减少由于流量减少,在总福利。这个增益是通过测量图1中的阴影区域。路 费收入Oqo,因为它是一个传输网从道路使用者的政府。然而,转印离开道路 使用者,他继续旅行每单位时间的QO用户遭受成本增加MCO-CN和QN的 QO个人谁停止行驶蒙受损失盈余新范围从零的的边际 pretoll)户QNMC0-CN 边际用户QO。这些损失是反对拥堵定价的根源。在第六节讨论,如何使用通行 费收入,使正在寻求拥堵定价政治适口 3、拥塞定价随时间变化的模型 模型增加了两个元素:一个规范的出行需求依赖于时间如何和规范流量如何 随着时间的推移和空间。为了保持焦点在第2节到拥塞定价,注意时间元素将被 限制单路加入一个源和一个目的地。直到第3节接近尾声也将被假定的总出游人 数是固定的,也就是说,价格弹性。但旅客的行程定时偏好的异质性和时间成本, 是允许的 首先考虑的造型需求。维克瑞(1969)的开创性方法,个人假设有一个首 选的TI完成一趟,招致的时间表延迟成本迪(T-T)如果到达时间t,而不是 D0)=0andD(x)201orx≠0,令T(T)表示出行时间或跳闸时间,表示/出 行时间,单位成本和r(t)表示在时间t的收费(如有)。成本在t时刻到达旅程 时间假定为线性产生加法可分离:C()=a17(0)+D(t-1)+(0
的平均社会成本。该 社会总成本的 Q 人次然后 TC（Q）= C（Q）q 和边际社会 成本的额外的行程 发现社会最优 MC（十七）和 p（Q）的交叉点，如图人次的边际支付意愿 是 MCO 和出游人数，QO 小于在不稳定的平衡。可以作为一个支持的最佳平衡， 如果旅客被迫支付总价 OFMC。因为价格 旅行是个人的身体的旅行费用和收费， 所需的总和 收费 . 事实上，收费需要支持的社会最优揭示的谬论 完全支付他们造成的拥堵，旅 客通过的时间，他们个人失去。类似地，一个人挤过人群，购物者在一家超市柜 台排队线，或一个人读一本通俗图书馆本书经过了漫长的等待，对别人的成本， 他/她不是他/ 她熊。然而，请注意，在图 l 中所画的最佳，一些 拥塞仍然是广 义费用扣除的收费，C0，超过自由流成本，CFF。因此，高效的收费站并不一定 决定，拥堵被淘汰。 来自最优收费的效率增益可以表示为 增加社会盈余，减去总成本的减少定 义 减少由于流量减少，在总福利。这个增益是通过测量 图 l 中的阴影区域。路 费收入 Øqotr，因为它是一个传输网 从道路使用者的政府。然而，转印离开道路 使用者，他继续旅行每单位时间的 QO 用户遭受成本增加 MC O - CN 和 QN_的 QO 个人谁停止行驶蒙受损失盈余新范围从零的的边际 pretoll 用户 QN MC0-C N 边际用户 QO。这些损失是反对拥堵定价的根源。在第六节讨论，如何使用通行 费收入，使正在寻求拥堵定价政治适口 3、拥塞定价随时间变化的模型 模型增加了两个元素：一个规范的出行需求依赖于时间如何和规范流量如何 随着时间的推移和空间。为了保持焦点在第 2 节到拥塞定价，注意时间元素将被 限制单路加入一个源和一个目的地。直到第 3 节接近尾声也将被假定的总出游人 数是固定的，也就是说，价格弹性。但旅客的行程定时偏好的异质性和时间成本， 是允许的。 首先考虑的造型需求。维克瑞（1969）的开创性 方法，个人/假设有一个首 选的 TI 完成一趟，招致的时间表延迟成本迪（T - T;)如果到达时间 t，而不是 令 T（T）表示出行时间或跳闸时间，表示/出 行时间，单位成本和 r（t）表示在时间 t 的收费（如有）。成本/在 t 时刻到达旅程 时间假定为线性产生加法可分离：
时间依赖模型的速度和流量也可以指定如何随着时间的推移和已开发 space. Various建模方法,见霍尔(1999)和 Lindsey和 Verhoef医师(2000年)。 这里假定,交通流是由一个没有超车的可能形成的流量拥塞,一致的是什么假设 图1稳态。有关如何随时间和流量的变化在道路上的位置是不必要的,在这里我 们的目的,并为此被删去。维克瑞的瓶颈模式提供了另一种描述供应拥堵排队的 形式。产量的瓶颈模型在适当的时候,会注意到鲜明拥堵定价结果 本节重点介绍。最好的的拥塞定价,留下第二个最好的定价,考虑到第4 节。分析收益特征的收费平衡(NTE),那么社会最优(SO),并最终确定比较NTE 和SO拥堵定价的影响。 新界东是一个纳什均衡,每个人最大限度地减少他她的三:(1) withT(吨) =0,同时服用其他 the' travel时间选择定义的成本旅客。个人选择的特点,可以 用冷漠的t成本参数曲线固定的行程CI和解决(1) withT(T)=OFCR隐含的 出行时间,记。钛(T,CI): C()=a1T()+D(t-t1)+T(t) 可以被解释为拥塞的Ti(C/吨)。延迟曲线 zn. clzfference。 ABSOLUT坡的 Ti(C/T,),本人身份证:'(T-TLL/CV,反映/边际愿意承担延迟I为了到 达接近到t。该曲线是陡峭的,如果边际的时间表德拉成本是高还是单位出行时 间成本低。与陡峭的曲线可以 individual 可以说有很高的拥堵宽容 图2a描述一个时间跨度涵盖一个上午的峰值 perIoc,NTE曲线TN(T)展 示了如何出行时间以上的自由流动的出行时间开始上升在时间t0(TFF),平稳 增长到最大,然后返回到自由流个人 th t r tn
时间依赖模型的速度和流量也可以指定如何随着时间的推移和已开发 space.Various 建模方法，见霍尔（1999）和 Lindsey 和 Verhoef 医师（2000 年）。 这里假定，交通流是由一个没有超车的可能形成的流量拥塞，一致的是什么假设 图 l 稳态。有关如何随时间和流量的变化在道路上的位置是不必要的，在这里我 们的目的，并为此被删去。维克瑞的瓶颈模式提供了另一种描述供应拥堵排队的 形式。产量的瓶颈模型在适当的时候，会注意到鲜明拥堵定价结果 本节重点介绍。最好的的拥塞定价，留下第二个最好的定价，考虑到第 4 节。分析收益特征的收费平衡（NTE），那么社会最优（SO），并最终确定比较 NTE 和 SO 拥堵定价的影响。 新界东是一个纳什均衡，每个人最大限度地减少他/她的三：（1）withT（吨） = 0，同时服用其他 the'travel 时间选择定义的成本 旅客。个人/选择的特点，可以 用冷漠的 t 成本参数曲线固定的行程 CI 和解决（1）withT（T）= O FCR 隐含的 出行时间，记。钛（T，CI）： 可以被解释为拥塞的 Ti（C /吨）。延迟曲线 zn.clzfference。 ABSOLUT 坡的 Ti（C / T，），本人身份证：'（T - T;)/ LL / CV，反映/边际愿意承担延迟 I 为了到 达接近到 t。该曲线是陡峭的，如果边际的时间表德拉成本是高还是单位出行时 间成本低。与陡峭的曲线可以 inclividual 可以说有很高的拥堵宽容。 图 2a 描述一个时间跨度涵盖一个上午的峰值 perioc，NTE 曲线 TN（T）展 示了如何出行时间以上的自由流动的出行时间开始上升 在时间 t0（TFF），平稳 增长到最大，然后返回到自由流个人
T°(t) ro ' t,,,,, 在NTE的旅行时间 curve7n(t)的形成上包络线的所有旅客平衡的无差异 曲线,其斜率在每个点匹配拥塞公差苗长虹,樊杰,张文忠然后到达的旅客谁 在第4节仅供参考注意,首选时代到来的异质性有调节作用拥堵:当一些人希 望减少对道路空间的竞争比,如果提前到达,别人迟到,还有就是每个人都想在 同一时间到达。异质性在拥塞宽容也有放缓的影响:个人的耐受力低的开头和旅 游的高峰期结束期间的贡献不大到拥挤的积累。 现在考虑社会最优(SO)。该SO来自选择时间的在每个单独的到达,以尽 量减少总时程延迟的总和成本和总出行时间成本。这是一个最优控制问题,既涉 及个人到达的速率和选择的选择奥德。它们到达。(到达率之间的关系和从原 点出发率是由流量拥塞曲线。特定没有超车,秩序的出发和抵达重合的顺序。) 最佳的到达率是由一个时间表延迟成本之间的权衡出行时间成本。高到达率 压缩到货周期和降低计划延迟成本,而且提高了拥堵和行程延误。相应地,低到 达率增加时间表延迟成本,但降低拥堵。让(太TE0)表示到货周期。的TG到 达率被限制为维持自由流动的速度,因为否则这将是更好地让第一个人到达片刻, 以防止拥塞,只是一个极小的增加时间表耽误。同样,TEO的到达率被限制自由 流动的条件。在也TE0之间,速度低于自由流动水平。但出行时间成本仍然相对 减少NTE。出于这个原因,为了抵达主要受到延误成本最小化的目标,这就决定 到达或接近到达时间偏好强that个人,他们首选的时候, 图2b示出的SO,可能获得与在一组相同的旅客!图2aNTE。(无差异曲 线图2b中的T和T解释后)到达发生在比N正E在一个较长的时间间隔,旅游 时间曲线(T),是低,,哄得 thanet(T)。个人/仍然早早到达不过,由于具 有较强的到达时间僖好,倒达靠近t4。个人j上另一方面,只有微弱的厌恶提 早抵达。因此,j是到达预定早在上下班高峰期和/日前,在新界东,而不是在t。 因此,对SO不仅涉及相对的NTE在各个时代到来的变化,但可以还配备了在 他们到达的顺序变化
在 NTE 的旅行时间 curve7n（t）的形成上包络线的所有旅客平衡的无差异 曲线，其斜率在每个点匹配拥塞公差苗长虹，樊杰，张文忠然后到达的旅客谁。 在第 4 节仅供参考,注意，首选时代到来的异质性有调节作用拥堵：当一些人希 望减少对道路空间的竞争比，如果提前到达，别人迟到，还有就是每个人都想在 同一时间到达。异质性在拥塞宽容也有放缓的影响：个人的耐受力低的开头和旅 游的高峰期结束期间的贡献不大到拥挤的积累。 现在考虑社会最优（SO）。该 SO 来自选择时间的在每个单独的到达，以尽 量减少总时程延迟的总和成本和总出行时间成本。这是一个最优控制问题，既涉 及个人到达的速率和选择的选择奥德。它们到达。 （到达率之间的关系和从原 点出发率是由流量拥塞曲线。特定没有超车，秩序的出发和抵达重合的顺序。） 最佳的到达率是由一个时间表延迟成本之间的权衡出行时间成本。高到达率 压缩到货周期和降低计划延迟成本，而且提高了拥堵和行程延误。相应地，低到 达率增加时间表延迟成本，但降低拥堵。让（太 TE0）表示到货周期。的 TG 到 达率被限制为维持自由流动的速度，因为否则这将是更好地让第一个人到达片刻， 以防止拥塞，只是一个极小的增加时间表耽误。同样，TEO 的到达率被限制自由 流动的条件。在也 TE0 之间，速度低于自由流动水平。但出行时间成本仍然相对 减少 NTE。出于这个原因，为了抵达主要受到延误成本最小化的目标，这就决定 到达或接近到达时间偏好强 tha.t 个人，他们首选的时候， 图 2b 示出的 SO，可能获得与在一组相同的旅客！图 2a NTE。 （无差异曲 线图 2b 中的 Ti 和 Tj 解释后）到达发生在比 NTE 在一个较长的时间间隔，旅游 时间曲线（T），是低，，哄得 thanrn（T）。个人/仍然早早到达,不过，由于具 有较强的到达时间/喜好，/到达靠近 tj4。个人 j 上 另一方面，只有微弱的厌恶提 早抵达。因此，j 是到达预定早在上下班高峰期和/日前，在新界东，而不是在 t。 因此，对 SO 不仅涉及相对的 NTE 在各个时代到来的变化，但可以还配备了在 他们到达的顺序变化