高速公路擁擠收費重分配策略研究

謝勁松+金雪晴

摘要：本文分析不同路段交通需求隨總交通需求變化趨勢，討論道路使用者到達路時間與高峰時段開始及結束的關系；分析交通擁擠收費重分配策略，確定了擁擠路段收費費率及平行路段道路使用者合理時間到達時經濟補貼計算方法，同時給出兩條道路同時擁擠及平行路段開始擁擠收費判斷方法。最后以簡單路網為例分析高速公路擁擠收費重分配過程。

關鍵詞：高速公路；擁擠收費；收費重分配

中圖分類號：U1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）11-0037-02

1 引言

社會車輛保有量激增，不僅城市內部交通狀況不斷惡化，某些高速公路的路段也出現擁擠延誤現象，甚至有的出現需求交通量大于高速公路設計交通量路段。擁擠收費不僅能夠考慮到用戶的是時間價值，同時還考慮到了社會效益，擁擠收費是部分交通量轉移平行道路上，擁擠路段的道路通過狀況得到改善，同時也可以減少部分非必要高峰時間的出行。

2 擁擠收費的研究綜述

道路擁擠收費的研究是以微觀經濟學為基礎的，從微觀經濟學中的邊際成本定價理論為出發點，分析特定擁擠路段收費費率與交通量的關系，建立模型。呂彪等人，分析隨機路網交通量特點：即出行者都趨于規避出行風險，作者在供需條件同時隨機變化，且OD需求彈性變化為的METE模型為基礎，建立了次優擁擠收費模型。羅朝輝等人分析出行者和城市社會時間價值，對擁擠路段建立了基于時間的雙層規劃模型。關于高速公路的擁擠收費研究，鄒博根據山東省高速公路網的交通量時間分布情況，在收費費率一定的情況下，將高速公路交通量與時間分布模擬為分段二次函數，給出可變費率擁擠收費模型。

3 模型分析

3.1 路網及參數定義

本文以OD間有兩條路段的簡單路網為例，路段1為高速公路，路段2為普通公路，通行能力分別為C1和C2，OD間交通需求固定，且道路擁擠收費價格與交通需求總量無關。

路網中，L1和L2不擁堵時，常態運行時間分別t1f和t2f，α為單位行駛費用，αe為早到時間費用；α1遲到時間費用；；C（t）為t時刻道路使用者的出行費用；C為路網交通量平衡時路網道路使用者的出行費用；D（t）為t時刻道路的排隊長度；N為總的出行人數，NC1和NC2是道路的瓶頸通行能力；t為道路使用者出發時刻；te為最早出發時間；tl為最晚出發時刻；t*為理想到目的地時刻；tl1和tl2是L1、L2使用者在t*到達目的地時的出發時刻；DC為路網總計劃延誤時間費用；CX為路網總行駛時間費用，TC為路網總出行費用，即TC=DC+TTC；C（t）為道路使用者在t時刻從起點出發至終點時的總的費用，C（t）= α+αe+E，其中E為道路時變收費函數，-E是表示為對非擁擠平行路段的道路使用者的費用補貼。沒有擁擠收費，達到平衡時，出行費用是相同的，但是早到或遲到的用戶排隊等待的時間較少，但計劃延誤時間會增加。如果高峰小時不發生擁擠，則要控制用戶在起點的到達與道路的通行能力相適應，即通過收費控制達到社會最優。

4 案例分析

案列中的簡單路網起到示意作用，實際中可根據實際路網數據進行測算。本例中簡單路網由一條高速公路和一條平行道路構成，簡單路網的參數如表1所示。

根據表中數據，NC1=2hS1=1500，從NC1到NC2，道路上使用者的到達情況由（6）給出，NC2由式（7）求得，NC2=4907；N1的取值從（11）或（15）的較大值中選取，本例中式（15）的N1較大；N由式（20）得到，N為6633；

當L2上的使用者為4907時，開始有擁擠現象產生，使用者達到6633時，開始進行收費，費率由式（12）給出，圖1為N=6633時，L1收費費率和L2經濟補貼情況圖。

本文簡單路網中L2總計劃延誤（DC2）為211.56，L2的運行費用（C2）為4.61，L2的使用費用（CX2）為4.28，L1的交通需求為1300時開始有擁擠現象產生，同時開始轉移部分使用者到L2；L2的交通需求達到4907時，也開始產生擁擠，至6633時對L2進行擁擠收費，對于L2使用者經濟補貼上圖1所示。

5 結語

對高速公路擁擠路段進行擁擠收費重分配，能夠調節道路通行狀況，提高出行者的時間效率，而且對于合理時間范圍內的出行者，有一定的經濟補貼。同時，進行高峰時間擁擠收費，可調節部分非必要高峰時間出行道路使用者，延后時間出行，提高出行時間效率。

Abstract：This paper analyzes the trend of traffic demand in different sections along the road of network； And this paper discusses the relationship between users' arrival time and the time of beginning and end of peak hours. Analyzing redistribution strategy of congestion pricing； Determining toll rate of the crowded road and the calculation method for users arrived at the reasonable and economic time of parallel road； Giving the judgment method of two roads crowded at the same time and the start time for parallel road to charging congestion. Finally， a simple road network is used to analyze the process of congestion charging on expressway.

Key Words：Expressway； Congestion Charging； Charge Redistributionendprint