- 學位論文
排隊瓶頸模型加入公車系統改善擁擠現象之經濟分析
Economic analysis of joining the public transit system without independent road right to the bottleneck to easy the congestion phenomenon
摘要
日常生活中，經常可見車輛在道路中的排隊擁擠（queue）現象，交通運輸上，可視這些路段為道路的「瓶頸（bottleneck）。瓶頸理論（bottleneck theory）的發展，除了探討道路瓶頸路段的經濟性質，亦提供減少因車輛在瓶頸路段產生的排隊擁擠現象的諸多方法，包括道路通行費的徵收、建造平行路徑與提供平行於該瓶頸路段的大眾運輸系統等。 本文嘗試在Arnott el al. (1990)的架構下，並參考Kraus el al. (2003)與Briad(1996)等文獻，在瓶頸路段加入無獨立路權的公車系統，以改善車輛於瓶頸路段的排隊擁擠問題。並探討加入公車 系統後，對通勤者通勤行為的影響。在通勤者通過瓶頸路段時，無論其所選擇的通勤方式為何，均須繳交道路通行費，本文以時間差別費率與固定費率兩種道路通行費率徵收方式分別探討，並以道路通行費由社會規劃者（social planner）徵收，或由公車業者徵收等兩種狀況分別討論。在求得各情況下的最適乘車人數所使用的求解方法上，除了使用兩階段賽局求解，亦使用蛛網理論求解，並比較兩種求解方法結果的異同。 主要結論方面，若道路通行費徵收方式為時間差別費率，排隊擁擠情況能完全消除，固定費率則否。本文加入公車系統改善瓶頸路段排隊擁擠的效果，在於減少通過瓶頸路段車輛總數（即縮短排隊擁擠的長度與時間），減少通勤者的通勤成本，與降低社會負面外部性的產生。且大抵而言，道路容積的減少、發車間隔愈小，與單位公車承載人數的增加，均有助於搭乘公車人數的增加，此與一般預期相同。兩種求解方式結果略有不同，請參閱正文討論。與過去文獻瓶頸路段的經濟性質比較上，則得出以下四點結論：（1）在時間差別費率之下，通勤者之變動通勤成本為固定費率下之半。此與Arnott et al.(1990)與Kraus et al.(2002)等文獻結論相同。（2）本文不成立square root principle。（3）本文中，時間差別費率下，搭車人數的上升會使使用者成本上升，服務品質下降；但是，在固定費率下，搭車人數的上升會使使用者成本下降，服務品質上升。（4）固定費率下，公車小汽車分開出發較混雜出發擁有較低的社會成本。此外公車系統加入能減少通勤者通勤成本，但通勤者通勤成本與社會成本降低效果均不如階梯式費率(multi-steps toll)佳。