高速公路收费系统探讨

高速公路收费系统探讨

徐文会1，刘昊2，刘娜1，徐倩1，王国婕1，雷佩平1

（1.西安航天宏图信息技术有限公司、陕西、西安、710065；2.北京亚控科技发展有限公司、陕西、西安、710054）

摘要：为实现新国标下高速公路收费的高效准确输出，文章全面的展示了新国标下的算费原则，同时依据标准设计了高速公路收费系统，完美诠释了国家按实际路径差异化收费的政策，有效提升了客户的驾驶体验。

关键词：收费系统、差异化

1、引言

统筹全国高速公路路网资源，因地制宜，深化交通运输行业供给侧结构性改革，降低高速公路出行成本，促进物流业降本增效，让社会公众更多受用高速公路改革发展的红利。高速公路收费采用了差异化、一站式收费，方便快捷的同时给收费服务系统的升级带来挑战。

传统的高速收费系统采用高速收费站为结点，将高速路网切分成若干收费单元，在数据中最小单元定义为Subgroup，基于Subgroup进行收费元数据生产和最小单元收费金额FEE(Subgroup)的计算。客户端需要通过识别路径上的驶入和驶出收费站，然后串联驶入和驶出收费站之间途径的高速路网，再拆分出途径的Subgroup，最后累加FEE(Subgroup)，完成通行路径的费用计算。本文立足当前的高速公路收费原则，优化计算原理，根据新国标的收费标准，实现路径的快速算费。

2、高速公路差异化收费

高速公路差异化收费主要依据以下原则：分路段、分时段、分车型、分出入口、分支付方式等进行差异化收费。目的是通过价格杠杆，进一步提升高速公路网通行效率，降低出行成本。

（1）分车型差异化收费

首先从客车和货车的角度，客车根据座位数分为4种车型，货车根据轴数分为6种车型。每种车型可享受不同的折扣，同时为了促进高速物流运输，对货车运输的不同物品采取差异化的折扣。

（2）分路段差异化收费

由于不同的路段其修建、养护成本、通行能力不同。不同的路段采取了不同的定价标准。比如G70福银高速上有一个秦岭隧道群，该隧道群有单独的固定的收费，不同于其所在高速的其他路段的收费标准。

（3）分时段差异化收费

不同时段高速的拥堵畅行程度不同，为了缓解高峰时的交通拥堵，引导客货车辆错峰出行，推出不同时段的高速公路收费标准。比如五一、十一、春节期间全国高速公路对于7座以下的客车免费，有些路段在白天和夜间的收费标准也不同。

（4）分支付方式差异化收费

为进一步完善ETC电子支付优惠模式，通过加大ETC电子支付优惠力度，鼓励引导车辆安装使用ETC不停车快捷通行高速公路，提高路网通行效率。

（5）分出入口差异化收费

重点针对资源省份货物单向运输特征明显的高速公路，对上行方向和下行方向实施差异化收费，利用价格杠杆，引导车辆科学合理地使用公路资源。

（6）分方向差异化收费

以大数据成果为依据，对邻近港口、大型工矿企业等重点区域的高速公路出入口、车辆通行量差异较大的相邻且平行的路段、城区周围高速公路的特定区间、特定出入口实施分出入口差异化收费，贯彻精准调流降费的宗旨。

3.高速公路收费系统的设计

国家统一拆除省界高速收费站，采用“一站式”收费方式后，收费站不再作为收费单元的计算结点，而是只作为收费管理者存在。同时国家将所有的高速计费点全部调整到高速本线上，匝道不再收费，匝道上的收费站也不再参与计费，并同时在高速公路本线上架设了4万多个龙门架，一是用来标识计费单元，二是用来识别路径统计算通行费。现实世界中高速新收费系统和基础设施一旦建成，会保持长年的稳定不变更，因此基于龙门架构建新国标最小计费单元的数据模型也会长年稳定不变更。

基于差异化收费标准，以龙门架为区间构建新国标的最小收费单元，以基础数据库，动态数据库、多源数据库为基础，云服务架构，通过获取规划路径对应的通行路径信息以及计费参数信息；获取通行路径信息中的计费关键点坐标，并根据计费关键点坐标和计费参数信息，调用预先创建的计费模型和费率数据模型，计算得到通行路径相关联的计费单元；根据计费单元，计算通行路径对应产生的通行费用，并输出。整体工艺流程如下：

图1工艺流程

基础数据库

基础数据库中记录了与龙门架相拟合的路网中的KEY_NODE点、将全国高速本线划分成的6万多个最小单元MIN_UNIT。同时该数据库存储了预先搜集和程序处理的不同路段和不同车型对应的收费标准。

动态数据库

动态数据库存储了差异化的收费信息，比如特定高速特殊时间段、特定路段的计费信息，节假期的信息、ETC打折的信息以及特定方向和出入口的加收费用和折扣情况。

多源数据库

多源数据库存储了众包、客户端以及第三方等返回的实际行驶时产生的费用，该费用于实时修正系统计算存在的偏差，为进一步提高系统算费质量奠定了基础。

应用端

应用端包含用户交互模块、路径规划模块、计费模块和输出模块。其中用户交互模块，用于获取用户信息和计费参数信息；计费参数信息包括时间、车型、车牌、负载、桥隧道路和一般道路的费用信息；路径规划模块，用于根据出行的起点、终点和可选的途径点信息，生成至少一条通行路径；计费模块，用于根据从地图数据业务云平台获取的计费单元，计算通行路径对应产生的通行费用；输出模块，用于根据所述通行路径和计费参数信息，对应输出所述通行费用。

此高速收费系统算费原理可以用于离线数据服务和在线数据服务，其中在线数据服务的结果可以根据客户需求实时更新，为广大车辆业主提供了高效智能算费。

4.结论

本文结合国家高速基础设施建设成果和高速计费原理，引入龙门架这一新基建设备，并依据龙门架位置来定义高速通行路线的结点KEY_NODE点，用以通行路径的识别与路网匹，大幅提升了通行费计算的准确度；缩减了全国收费数据的数据量，提升了与客户端交互的效率；切合国家按实际路径差异化收费的政策，有效提升了客户的驾驶体验。

参考文献：

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