In transport networks, travelers individually make route and departure time choices that may not be optimal for a specific policy objective of the road authority. By introducing different tolling strategies, this policy objective may be optimized. In the paper, the effects of different tolling schemes (uniform, quasi-uniform and variable) will be analyzed using a dynamic traffic model. We analyze maximizing total toll revenues and minimizing total travel time on the network as policy objectives. The optimal toll network design problem is formulated as a bi-level optimization problem in which the upper level describes policy objectives of the road authority with chosen toll strategy while the lower level describes the dynamic traffic assignment model. Heterogeneous travelers are assumed having a low and high value of time. The optimal toll network design problem is solved using a simple grid search algorithm. In case studies on a simple hypothetical network it is shown that policy objectives can indeed be optimized by imposing tolls, and that different policy objectives lead to different optimal tolling schemes and toll levels. (Author/publisher) Nederlands abstract: Ontwerpen van Optimale Beprijzingsstrategieën voor Verschillende Beleidsdoelstellingen met Heterogene Reizigers. In vervoersnetwerken maken reizigers route- en vertrektijdstipkeuzes die in het algemeen niet optimaal zijn voor bepaalde beleidsdoelstellingen van de wegbeheerder. Door verschillende beprijzingsstrategieën te introduceren kunnen deze doelstellingen eventueel worden geoptimaliseerd. In dit artikel worden verschillende prijsscenario’s geanalyseerd (uniform, quasi-uniform, variabel) gebruik makend van een dynamisch verkeersmodel. We analyseren maximalisering van de totale tolopbrengsten en minimalisering van de totale reistijd op het netwerk als beleidsdoelstellingen. Dit ontwerp probleem is geformuleerd als een bi-level optimalisatie probleem waarbij op het hoogste niveau de beleidsdoelstellingen beschrijven van de wegbeheerder met gekozen beprijzingsstrategie, terwijl op het laagste niveau het dynamisch verkeerstoedelings-model wordt beschreven. Heterogene reizigers worden verondersteld met een hoge en lage reistijdwaardering. Het ontwerp probleem wordt opgelost door middel van een eenvoudig ‘grid search’ algoritme. In case studies op een eenvoudig hypothetisch netwerk wordt aangetoond dat beleidsdoelstellingen inderdaad kunnen worden geoptimaliseerd door middel van beprijzing, en dan verschillende beleidsdoelstellingen leiden tot verschillende optimale prijsscenario’s en hoogtes van de tolheffingen. (Author/publisher)
Abstract