Optimal time for implementing cordon toll pricing scheme in a monocentric city

• Published in: Papers in regional science Vol. 96; no. 1; pp. 163 - 190
• Main Authors: Li, Zhi‐Chun, Guo, Qian‐Wen
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Urbana Blackwell Publishing Ltd 01.03.2017
• Subjects: cordon toll pricing; Economic models; Households; Housing; Local government; Mathematical models; Monocentric city; Population number; Pricing; Pricing policies; R13; R14; R41; R48; Residential location; social welfare; timing issue; Tolls; Urban development; Urban populations; urban system equilibrium
• ISSN: 1056-8190; 1435-5957
• DOI: 10.1111/pirs.12161

This paper proposes an analytical model to address the timing issue of cordon toll pricing in a monocentric city. The proposed model allows an explicit consideration of the interactions among three types of agents in the urban system: (i) the local authority who aims to jointly determine the optimal time for introducing cordon toll pricing scheme, cordon toll location and toll level to maximize social welfare of the urban system; (ii) property developers who seek to determine the intensity of their capital investment in the land market to maximize their own net profit generated from the housing supply; and (iii) households who choose residential locations that maximize their own utility within a budget constraint. The effects of the cordon toll pricing scheme on household's residential location choice and housing market structure in terms of housing price and space are explicitly considered. A comparison of the toll pricing schemes with a fixed and a mobile cordon location over time and the no toll case is carried out. The proposed model is also illustrated in several Chinese cities. Insightful findings are reported on the interactions among cordon toll pricing scheme, urban population size, household income level, toll collection cost, and urban development. Resumen Este artículo propone un modelo analítico para abordar el problema del mejor momento para la fijación de precios para áreas acordonadas de peaje en una ciudad monocéntrica. El modelo propuesto permite una consideración explícita de las interacciones entre los tres tipos de agentes del sistema urbano: (i) la autoridad local, cuyo objetivo es determinar conjuntamente el momento óptimo para la introducción del sistema de precios de un cordón de peaje, la ubicación del cordón de peaje y el nivel de peaje, con el fin de maximizar el bienestar social del sistema urbano; (ii) los promotores inmobiliarios, que buscan determinar la intensidad de su inversión de capital en el mercado del suelo, con el fin de maximizar su propio beneficio neto generado a partir de la oferta de la vivienda; y (iii) las familias, que eligen localizaciones residenciales que maximizan su propia utilidad dentro de sus restricciones presupuestarias. Se toman en cuenta de manera explícita los efectos de la estructura de precios de un cordón de peaje en la elección del lugar de la residencia familiar y en la estructura del mercado de la vivienda, en términos del precio y el espacio de la vivienda. Se realizó una comparación de los sistemas de precios de peaje para un cordón con ubicación fija y móvil con el paso del tiempo y un sistema sin peaje. El modelo propuesto se ilustra también para varias ciudades chinas. Se informa sobre los hallazgos más interesantes en cuanto a las interacciones entre el sistema de fijación de precios de un cordón de peaje, el tamaño de la población urbana, el nivel de ingresos de los hogares, el costo del cobro del peaje, y el desarrollo urbano. 要約 本論文では、モノセントリック(一極集中)型都市におけるコードン課金の価格設定のタイミングに関する問題に対処する分析モデルを提示する。このモデルにより、(i)コードン課金の価格設定方式、コードン課金の対象区域、料金水準、以上の導入のタイミングを都市システムにおける社会的厚生を最大化できる適切なものにするため、連携的に決定しようとする自治体(ii)住宅供給から得られる純利益の最大化を図るために、土地市場への投資強化の水準を決めようとする不動産開発業者、 (iii)制約ある予算内で最大のユーティリティが得られる居住地を選択する家計、以上の都市システムにおける3者間の相互作用を明示的に考慮することが可能になる。住宅価格と宅地面積に関して、コードン課金の価格設定方式が家計の居住地の選択と住宅市場の構造に与える影響を明示的に検討する。コードン課金の価格設定方式について、課金の対象区域を固定する案、対象区域を時間により変更する案、さらに課金は実施しない場合で比較する。また、このモデルを中国の都市に当てはめた例を示す。コードン課金の価格設定方式、都市人口の規模、家計の所得水準、料金徴収にかかる費用、都市開発、以上の相互作用に関して重要な知見が得られたため報告する。