🚦 Opłaty za zatłoczenie — równowaga Wardropa

W równowadze użytkownika każdy kierowca minimalizuje wyłącznie własny czas przejazdu, ignorując dodatkowe opóźnienie, jakie jego obecność nakłada na każdego innego kierowcę dzielącego zatłoczoną drogę. Optimum systemowe minimalizuje natomiast łączny czas przejazdu wszystkich kierowców, co wymaga mniejszej liczby aut na zatłoczonej drodze, niż wynikałoby z egoistycznego zachowania: tu 35 aut/min zamiast wszystkich 70, obniżając łączny czas przejazdu z 1260 do 1015 auto-minut, czyli oszczędność około 19 procent. Ta luka między indywidualnie racjonalnym a zbiorowo optymalnym wynikiem to podręcznikowy przykład negatywnej efektywności zewnętrznej, podobnej do przełowienia wspólnego zasobu.

Paradoks Braessa, opisany przez Dietricha Braessa w 1968 roku, pokazuje, że dodanie nowej drogi (lub przepustowości trasy) do sieci może zwiększyć czas przejazdu wszystkich, jeśli zmienia równowagowy rozkład ruchu w niekorzystny sposób. W tej symulacji przełączenie skrótu pozwala części ruchu ominąć część opóźnienia darmowej trasy, ale ponieważ więcej kierowców tłoczy się na tym połączeniu, samo staje się ono zatłoczone, a łączny równowagowy czas przejazdu może wzrosnąć, mimo że dodano nową opcję. Usunięcie niektórych dróg w miastach, w tym w Seulu i Nowym Jorku, wymiernie zmniejszyło zatłoczenie dokładnie z tego powodu.

Tak. Singapurski Electronic Road Pricing (1998, wywodzący się z systemu papierowych licencji z 1975 roku) zmniejszył ruch w godzinach szczytu o mniej więcej 10-15%. Londyńska Congestion Charge (2003) ograniczyła ruch wjeżdżający do strefy opłat o około 15% w pierwszych latach. Sztokholm przeprowadził siedmiomiesięczny próbny podatek za zatłoczenie w 2006 roku, który zmniejszył ruch o 20%, a po referendum uczynił opłatę stałą; badania kontrolne wykazały, że redukcja utrzymywała się przez lata — dowód, że opłaty zmieniają długoterminowe zachowania podróżne, a nie tylko krótkoterminowy wybór trasy.

Ponieważ bez opłaty jest to szybsza droga dla każdego pojedynczego kierowcy przy każdym natężeniu aż do pełnego popytu: droga podatna na zatłoczenie zajmuje 4 + 0,2x minuty, co pozostaje poniżej stałych 18 minut darmowej drogi, dopóki nie obsłuży wszystkich 70 aut/min. Każdy kierowca ma więc prywatny bodziec, by na nią wjechać, i nikt nie zostaje na darmowej drodze. To jest właśnie sedno tezy Pigou: egoistyczna równowaga marnuje czas, mimo że żaden pojedynczy kierowca nie zachowuje się nieracjonalnie. Gdy tylko pobierana jest opłata, równowaga samoczynnie się koryguje — zbyt wielu kierowców na płatnej drodze czyni ją wolną i drogą, więc ruch przepływa z powrotem na darmową drogę, aż oba uogólnione koszty się wyrównają, co przy opłacie Pigou daje dokładnie optimum 50/50.

To realny problem sprawiedliwości podnoszony w literaturze z zakresu ekonomii transportu: ryczałtowa opłata stanowi większy udział dochodu dla kierowców o niższych zarobkach, potencjalnie wypychając ich z szybszych tras niezależnie od tego, jak pilnie muszą podróżować. Wiele rzeczywistych systemów rozwiązuje to poprzez „recykling" przychodów — wykorzystanie wpływów z opłat do finansowania transportu publicznego, wypłaty rabatów lub obniżenia innych podatków — co może uczynić całą politykę progresywną, mimo że sama opłata w izolacji jest regresywna. Ta symulacja nie modeluje bezpośrednio zróżnicowania dochodów, ale suwak wartości czasu przybliża, jak różnie kierowcy mogą ważyć tę samą opłatę.

Model wąskiego gardła Williama Vickreya z 1969 roku to komplementarne ujęcie, które opłaca zatłoczenie w wymiarze czasowym, a nie na trasach równoległych: kierowcy wybierają, kiedy wyruszyć, a zmienna w czasie opłata rozprasza wyjazdy tak, aby wyeliminować opóźnienie w kolejce, zachowując przy tym ten sam równowagowy koszt przejazdu dla wszystkich użytkowników. Ramy wyboru trasy z tej symulacji i ramy czasu wyjazdu Vickreya to dwa klasyczne elementy składowe teorii opłat za zatłoczenie, a nowoczesne dynamiczne systemy opłat (jak zmiennie wyceniane pasy ekspresowe) łączą elementy obu.

Aktywne obszary obejmują dynamiczne opłaty oparte na dystansie i emisjach, dostosowywane w czasie rzeczywistym za pomocą danych z czujników ruchu, systemy opłat uwzględniające sprawiedliwość, łączące opłaty z celowanymi rabatami dla dojeżdżających o niższych dochodach, integrację z routingiem pojazdów autonomicznych, gdzie floty mogą być centralnie koordynowane w kierunku wzorców optymalnych systemowo, a nie optymalnych dla użytkownika, oraz platformy mobility-as-a-service, które internalizują efekt zewnętrzny zatłoczenia, wyceniając podróże dynamicznie w różnych środkach transportu, a nie na poszczególnych odcinkach dróg.