Welfare performance of the urban equilibrium and the role of transport

Abstract

Muchas ciudades en el mundo comparten problemas como la congestión, largos tiempos de viaje, contaminación y el aumento de los precios de las viviendas. Sin embargo, difieren en otras características, como la forma en que las personas se desplazan, reflejada en la proporción de viajes en transporte público, y en el patrón espacial de riqueza y pobreza. La literatura reporta que el transporte desempeña un papel clave en el equilibrio urbano. El objetivo principal de esta tesis es investigar cómo diferentes políticas de transporte se relacionan con la forma y las características de las ciudades, tanto a corto como a largo plazo. En el primer capítulo, estudiamos la relación entre dos enfoques utilizados para analizar el bienestar en el modelo monocéntrico: la maximización de la utilidad y la minimización de los recursos. La literatura asume que ambos enfoques son equivalentes, concluyendo que un planificador Rawlsiano elegiría el equilibrio de mercado ya que minimiza el uso de recursos. Mostramos que si bien el equilibrio de mercado minimiza el uso de recursos en el caso de propietarios ausentes, no maximiza la utilidad de los residentes ni la suma del excedente de los residentes y las rentas de la tierra. Mostramos que el efecto es considerable, lo que afecta en gran medida las conclusiones de las políticas de transporte. En el segundo capítulo, estudiamos impuestos que mejoran el bienestar en el equilibrio urbano. Primero, utilizando el modelo monocéntrico, mostramos que el equilibrio que maximiza la utilidad difiere del equilibrio de mercado en ausencia de externalidades y con residentes homogéneos. Mostramos que este efecto previo no se limita a los modelos monocéntricos: utilizando un modelo cuantitativo, realizamos un análisis numérico basado en una estimación cuantitativa de Berlín, mostrando que, incluso en ausencia de externalidades, un impuesto a la propiedad puede aumentar la utilidad esperada de todos los residentes. Concluimos que la suposición típica de que las rentas de la tierra se escapan de la economía tiene implicaciones significativas en los análisis de bienestar en modelos cuantitativos de ciudades. En el tercer capítulo, estudiamos la eficiencia de tres políticas de transporte (tarificación de congestión, subsidios al transporte público y pistas exclusivos para buses) en un modelo no monocéntrico que permite la reubicación y la reurbanización. Encontramos que cuando se implementa una primera política, el aumento en el bienestar debido a la introducción de una segunda política es moderado. Además, utilizando un escenario estilizado de reurbanización cíclica, analizamos los impactos de estas políticas de transporte no solo a largo plazo, sino también a mediano plazo, cuando la reurbanización es solo parcialmente posible y cuando la mayoría del cambio urbano se debe a la reubicación. Utilizando este escenario, mostramos que cuando se introducen más de una política de transporte en momentos diferentes, las ganancias en bienestar y la estructura urbana resultante pueden diferir significativamente según el orden de introducción (es decir, existe dependencia de la trayectoria).

Many large cities share common problems such as congestion, long commuting times, pollution, and rising housing prices. However, they may differ on other features, such as the way that people commute –reflected in the share of public transport commuting trips– and in the spatial pattern of wealth and poverty. It has been long recognized and documented that transportation and commuting play a key role in the urban equilibrium. The main goal of this thesis is to investigate how different transport policies affect the structure and interact with the shape and features of cities, both in the short run and long run. In the first chapter, we study the relationship between two approaches used to study welfare in the monocentric city model: maximization of equilibrium utility and minimization of resources. The literature assumes that both approaches are equivalent, concluding that a Rawlsian planner would choose the market equilibrium since it minimizes the use of resources. We show that while the market equilibrium minimizes resource usage in (and only in) the absentee landlord case, it does not maximize residents’ utility nor the sum of residents’ surplus and land rents. The same result holds for almost any land ownership structure, and we show that the effect is sizable, strongly impacting transport policy conclusions. In the second chapter, we study welfare-improving taxes in the urban equilibrium. First, using the monocentric city model, we show that the utility-maximizing city differs from the market outcome in the absence of externalities and with homogeneous residents. The only exception is the extreme case of public land ownership in which all the differential rent is transferred lump-sum to residents. We show that the previous effect is not restricted to monocentric models: using a quantitative model, we show that the result holds. We conduct a numerical analysis using a quantitative estimation of Berlin, showing that, even in the absence of externalities, a property tax can increase the expected utility of all residents. We conclude that the typical assumption that land rents accrue to absentee landlords has significant implications in welfare analyses in quantitative models of cities. In the third chapter, we study the efficiency of three transport policies (congestion pricing, public transport subsidies, and dedicated bus lanes) in a non-monocentric model that allows for relocation and redevelopment. We find that when any first policy is implemented, the welfare increase due to the introduction of a second policy is only moderate. Additionally, by using a stylized setting of cyclical redevelopment, we analyze these transport policies’ impacts not only in the long run but also in the medium run, where redevelopment is only partially possible and when the core of the urban change is due to relocation. Using this setting, we show that when more than one transport policy is introduced at different time frames, the welfare gains and the final resulting urban structure may significantly differ depending on the introduction order (i.e., there is path dependence).