The influence of urban form on spatial costs

Summary

There is a general presumption in urban economics that average commuting costs are increasing in city size. By analogy, it might be supposed that other spatial costs, such as distribution costs for utility services or access costs to schools and hospitals, will have the same characteristic. However, the basic commuting result derives from an urban model in which population density is uniform out to the city boundary and commuters travel individually and radially to the central business district. It is more realistic to suppose that population density declines away from the centre, as in the standard monocentric urban model and that there are likely to be scale economies in both commuting (e.g. from use of buses or metros) and distribution (e.g. larger diameter water mains). The aim of this paper is to explore the implications of such factors for spatial costs, using data on water distribution costs for 35 “urban districts” in the supply area of one of the water companies in England & Wales. Distribution cost elasticities are quantified for two contrasting urban development scenarios, confirming that in the case of Suburbanization average distribution costs are increasing in city size, as generally assumed; however, in the case of Densification these costs are decreasing in city size. The interaction with water production costs is also considered, showing that, in the case of Densification, scale economies in production are reinforced by density economies in distribution, whereas in the case of Suburbanisation they are offset to a greater or lesser extent by diseconomies in distribution, i.e. higher spatial costs. A final section relates these findings to the literature on commuting costs, urban agglomeration and sprawl. It is concluded that high density settlement has the potential to reduce average costs in distribution (including commuting) as well as production, so that both favour agglomeration. Accordingly, urban modelers should be cautious about assuming that commuting (and other spatial costs) are always increasing in city size.

Il est généralement supposé que les coûts du trajet quotidien domicile-travail (le commuting) augmentent ẹn fonction de la taille de l'agglomération. De même, on peut supposer que d'autres coûts, comme ceux de la distribution d'eau ou d'énergie, ou les coûts d'accès aux écoles et aux hôpitaux, auraient la même tendance. Cependant, le résultat de base pour le commuting trouve son origine dans un modèle dans lequel la densité de la population est uniforme jusqu'aux confins de la ville et où les navetteurs se déplacent radialement au centre. Il est plus vraisemblable que la densité diminue à mesure que l'on s'éloigne du centre, comme dans le modèle urbain monocentrique standard, et que des économies d'échelles apparaissent pour le commuting (par exemple dans l'utilisation des autobus et des métros) ainsi pour la distribution d'eau (avec, par exemple, le recours à des conduites plus larges). L'objectif de cet article et d'explorer les résultats de tels facteurs pour les coûts spatiaux, avec l'utilisation de données sur les coûts de distribution de l'eau dans 35 districts urbains dans la zone desservie par une des compagnies d'eau d'Angleterre et du Pays de Galles. Les élasticités de coût de distribution sont quantifiées pour deux scénarios de développement urbain opposés. Ces analyses confirment que, en cas de Suburbanisation (développement des banlieues) les coûts moyens augmentent avec l'importance de l'agglomération, mais que dans le cas de Densification, ces coûts diminuent en fonction de la taille de la ville. On considère également l'interaction avec les coûts de production de l'eau. Dans le cas de Densification, les économies d'échelles dans la production sont renforcées par les économies de densité dans la distribution. Par contre, dans la Suburbanisation, elles sont compensées par les dés-économies de distribution, c'est à dire les coûts spatiaux plus élevés. Une dernière partie met ces résultats en relation avec la litté¬rature sur les coûts du commuting, l'agglomération urbaine et son extension (le sprawl). Il en résulte que l'urbanisation à haute densité pourrait réduire les coûts moyens, et dans la distribution (ainsi que dans le commuting), et dans la production. Ces deux facteurs favorisent donc l'agglomération. Il en découle que les modélisateurs de l'espace urbain devraient se méfier de l'hypothèse que les coûts du commuting (et d'autres coûts spatiaux) augmentent toujours avec l'importance de la ville.