Commute mode choice in the city of São Paulo: an empirical analysis

Abstract

The present works deals with the urban mobility in the city of São Paulo, Brazil, specifically the commute mode choice process. Our aim is to analyze how travel time and travel cost, as well as the commuter characteristics, are associated with the probability of choice of a certain mode of transport. Our main hypothesis is that both time and cost are negatively associated with the choice of any mode. Our method is the Alternative-Specific Conditional Logit, a discrete choice econometric model that enables the inclusion of alternative-specific and individual characteristic variables, which has as main assumption the Independence of the Irrelevant Alternative (IIA): the probability ratio of two alternatives depends solely on the characteristics of the these alternatives. We also employed the Nested logit model, which does not relay on the IIA assumption, because it nests similar alternatives. Our main data sources are the microdata from the 2007 and 2012 Origin Destination Surveys conducted by the Companhia do Metropolitana de São Paulo; besides that, we also used monthly gasoline prices from the Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis and vehicle mileage from the Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. The Origin Destination Surveys have information about the household and the individual demographic and economic characteristics; the position of the household, workplace and school of the interviewees; and information about the previous workday travels: weekday, origin/destination zone, purpose at origin/destination, mode of transport, hour and minute of departure/arrival. The dependent variable, the choice of the commute mode of transport, has three alternatives: transit, private motorized transport and non- motorized modes. The independent variables are travel time and cost (alternative- specific characteristics), age, sex, if study, employment relationship and degree of education (characteristics of the individual). The results corroborate our initial hypothesis that travel time and cost are negatively correlated with mode choice, besides that, the Conditional logit revealed a Value of Travel Time of 1.78 and 1.09 (nominal R$) for 2007 and 2012, respectively (the Nested logit revealed a Value of Time between R$ 0.04 and R$ 2.47): this is the value the average citizen of São Paulo is willing to pay to save one hour of commute travel time. The average marginal effect shows both the own-elasticity and the cross-elasticity of a mode’s cost and time, with these information it is possible evaluate a series of transport policies that raise or reduce the mode’s cost or time in order to discourage or encourage it. We perform several tests for the IIA assumption and we get mixed results: some reject it and some do not, depending on the model chosen and how we nest the alternatives. We conclude that it is possible to change the behavioral pattern of choosing the commute mode of transport by changing the travel cost and time, grounding possible transport policies that tax or improve the speed flow of certain modes relative to others.

O presente trabalho trata do tema da mobilidade urbana da cidade de São Paulo, Brasil, especificamente do processo de escolha do modo de transporte no deslocamento de casa para o trabalho. O objetivo é analisar como o tempo e o custo de deslocamento, assim como características do trabalhador, estão associados com a escolha de um determinado modal. Trabalha-se com hipótese de que tempo e custo de deslocamento influenciam negativamente a escolha dos modos de transporte. O método utilizado é o Logit Condicional com Variáveis Específicas das Alternativas, modelo econométrico de escolha discreta que possibilita a utilização de variáveis específicas das alternativas assim como as do indivíduo, tendo como principal hipótese o pressuposto da Independência da Alternativa Irrelevante (IIA): a razão de probabilidades de duas alternativas depende exclusivamente da característica destas duas alternativas. Também utiliza-se o modelo Logit Aninhado, que possui como grande vantagem o relaxamento da hipótese da IIA ao aninhar alternativas semelhantes. Nossa principal fonte de dados são os micro dados das Pesquisas Origem Destino de 2007 e 2012 realizadas pela Companhia do Metropolitano de São Paulo; além destas pesquisas, também utilizamos dados dos preços mensais da gasolina da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis e a quilometragem de veículos automotores do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. As Pesquisas Origem Destino possuem informações sobre as caracterísiticas demográficas e econômicas do domicílio e do indivíduos; localização do domicílio, do trabalho e da escola dos entrevistados; e informações sobre os deslocamentos realizados no dia útil anterior à entrevista, dia da semana, zona de origem/destino, motivo na origem/destino, modo de transporte, hora e minuto de saída e chegada. A variável dependente do modelo, a escolha do meio de transporte para o trabalho, possui três alternativas: transporte público, transporte motorizado privado e modos não motorizados. As variáveis independentes utilizadas são custo e tempo de deslocamento (características das alternativas), idade, sexo, se estuda, vínculo empregatício e grau de instrução (características do indivíduo). Os resultados corroboram nossa hipótese inicial de que o custo e o tempo de deslocamento estão negativamente correlacionados com a escolha modal, além disso, o Logit condicional revelou um Valor do Tempo de Deslocamento de 1,78 e 1,09 (R$ nominais) para 2007 e 2012, respectivamente (o Logit aninhado revelou um Valor do Tempo entre R$ 0.04 e R$ 2.47): este é o valor que um paulistano médio estaria disposto a pagar para economizar uma hora de viagem para o trabalho. Os efeitos marginais médios mostram tanto as elasticidades próprias de tempo e custo de um modo quanto as elasticidades cruzadas, com essas informações é possível avaliar uma série de políticas de transporte que aumentem ou reduzam o custo e/ou tempo de deslocamento de um modo de transporte com o intuito de (des)incentivá-lo. Vários testes foram realizados para avaliar a validade da hipótese IIA e o resultado foi inconclusivo: alguns a rejeitaram enquanto outros não, dependendo do modelo inicialmente escolhido e da forma como são aninhadas as alternativas. Concluímos ser possível alterar o padrão de comportamento de escolha do modo de transporte para o trabalho alterando o custo e o tempo de deslocamento dos modais, embasando possíveis políticas de transporte que taxem ou melhorem a fluidez de certos modais em relação aos demais.