高速公路收費系統差異化收費改造方案研究

劉貴寧

摘要：文章研究了高速公路收費系統差異化收費改造方案，通過使用獨立的差異化收費策略，滿足當前以及后續差異化收費政策實施的要求，同時為后續差異化收費政策的制定提供數據支撐。

關鍵詞：高速公路;差異化收費;收費策略

This article studies the differential charging reconstruction scheme of expressway toll system，then，by using the independent differentiated charging strategy，it meets the implementation requirements of current and subsequent differentiated charging policies，while providing the data support for the formulation of subsequent differentiated charging policies.

Expressway;Differential charging;Charging strategy

0 引言

為進一步深化供給側結構性改革，促進物流業降本增效，提高高速公路運行效率和服務水平，優化營商環境，在2019年，廣西壯族自治區交通運輸廳、發展改革委員會、財政廳三部門聯合印發了《廣西高速公路差異化收費試點實施方案》。該計劃于2019-03-01至2020-12-31在廣西部分高速公路路段試點實施差異化收費政策。根據特定高速公路路段在路網中的地位和作用、交通流量和收費標準等因素，制定適合特定路段的差異化收費政策，以期利用市場機制調節路段車流量，達到提高高速公路路網運行效率的目的。

為配合方案的落地實施，本文研究了一套高速公路差異化收費改造方案，可以滿足當前差異化收費政策，同時不需要修改收費軟件及后臺支持系統即可支持后續推行的差異化收費政策。

1 概述

高速公路收費系統實現差異化收費是一個復雜的改造項目，涉及到收費車道系統、通行費清分結算、差異化收費類型和優惠金額統計分析等。

現有高速公路收費系統計費方式缺乏靈活性，無法滿足高速公路差異化收費的要求，需要一個改造方案，具有足夠的靈活性，可以滿足當前以及后續差異化收費政策落地的要求;同時能對差異化收費政策實施情況進行匯總分析，為后續差異化收費政策的制定提供數據支撐。

2 整體架構

高速公路收費系統實現差異化收費涉及到的功能點如下：

（1）高速公路差異化收費策略文件的下發，將包含差異化收費政策實現的策略文件推送到各個收費車道。

（2）高速公路出口收費車道按照差異化收費政策收取通行費。

（3）收費車道和后臺清分結算系統對差異化收費政策執行情況進行匯總和分析。

（4）統計報表系統以報表或者其他可視化形式呈現差異化收費政策執行情況，并匯總分析結果。

系統整體框架如圖1所示。

3 軟件架構

高速公路差異化收費涉及到的軟件架構分兩個級別：中心級以及車道級。中心級包括收費策略下發系統、清分結算系統和統計報表系統;車道級為出入口收費車道系統。收費策略下發系統下發收費策略到車道收費系統，車道收費系統通過收費網絡將收費數據上傳到中心的清分結算系統和統計報表系統。如圖2所示。

3.1 差異化收費策略實現

在差異化收費實施前，廣西高速公路收費使用的是統一優惠方案。由于統一優惠方案相對簡單，同時考慮收費車道工作站的性能限制和對計算效率的要求，優惠方案使用程序代碼硬編碼的方式來實現。

程序硬編碼有運行效率高、計算機配置要求相對較低的優勢，但也存在修改復雜、上線迭代周期長的缺點。隨著腳本語言運行環境的發展，現代腳本語言引擎通過預編譯、內聯緩存等技術提升了腳本語言的執行效率，執行速度已經能與二進制編譯相媲美[1]，這讓腳本承載差異化收費策略成為可能。同時主流腳本語言一般具有跨平臺特性，客戶端和服務端可以共用同一套腳本，降低了開發成本。

將原先內嵌在程序代碼中的差異化收費策略獨立成為使用腳本語言編寫的策略文件，策略文件通過下發的方式提前發送到各個收費車道，車道收費程序在計算通行費時調用差異化收費策略引擎，傳入相關收費參數，取得各個高速公路收費路段的差異化收費參數，并通過獲得的參數確定收費路徑，計算得到最終的收費金額。如果有新的差異化收費政策，只需要修改策略文件重新下發到收費車道，新的差異化收費政策會在指定的時間自動生效，期間不需要更新和重啟車道收費程序。

3.2 收費策略下發系統

收費策略下發系統是部署在收費策略下發工作站的一套系統，主要負責下發通行費計算基礎信息以及差異化收費策略到車道系統，并保證下發信息的完整性。其主要分為以下五個模塊：

（1）通行費基礎信息管理模塊：按版本管理收費路段基礎費率和高速公路收費路網拓撲圖，將基礎費率和拓撲圖轉換為車道收費系統可以識別的格式。

（2）差異化收費策略管理模塊：按版本管理差異化收費策略文件，對策略文件進行簽名，保證其完整性。

（3）通行費計算驗證模塊：通過輸入的收費參數模擬車道計算通行費，驗證通行費基礎信息和差異化收費策略是否符合、正確。

（4）收費策略下發模塊：通過收費網絡下發新版本通行費基礎信息和差異化收費策略到各個出入口車道收費系統。

（5）車道收費策略下發檢查模塊：檢查各個車道是否已經完整接收下發的通行費基礎信息和差異化收費策略，并將檢查結果生成文檔，供維護人員參考。

3.3 清分結算系統

負責通行費的拆分和匯總、結算，主要分為以下兩個模塊：

（1）通行費拆分模塊：在出口車道收費系統計算通行費時已經完成大部分通行流水按路段拆分的工作，但仍存在因為軟硬件故障造成的車道收費數據、人工補錄收費數據、車道收費系統無法處理需要人工介入的特殊數據，這些無法在車道收費系統進行拆分的通行流水統一在通行費拆分模塊進行拆分。拆分時使用和車道收費系統一致的通行費基礎信息和差異化收費策略。

（2）通行費結算模塊：將車道收費系統上傳的通行費拆分信息和通行費拆分模塊生成的通行費拆分明細（包括各收費路段享受的差異化收費優惠類別以及優惠金額），按指定的時間段和管理層級進行匯總，供統計報表系統進行展示。

3.4 統計報表系統

給用戶展示和審核報表，并提供補錄數據的途徑。主要分為以下三個模塊：

（1）報表模塊：從清分結算系統通行費結算模塊匯總后的數據生成差異化收費相關的報表，包括各種類型的應用差異化收費前后的收費金額比較，并按管理層級提供給用戶查看，為用戶調整差異化收費政策提供參考依據。

（2）人工補錄數據模塊：提供途徑供用戶手工錄入因為收費車道軟硬件故障以及收費員操作失誤造成的丟失或者錯誤的收費數據。

（3）報表審核模塊：提供報表審核功能給用戶，審核確認之后，報表數據不再變動。

3.5 收費車道系統

收費車道系統主要完成按差異化收費政策收費和上傳收費數據功能，主要分為以下五個模塊：

（1）收費基礎信息加載模塊：收費系統啟動時或者啟用新版本收費策略時加載收費基礎信息，供計算和拆分通行費使用。

（2）差異化收費策略加載模塊：收費系統啟動時或者啟用新版本收費策略解析并加載差異化收費策略文件，供計算和拆分通行費以及獲取差異化收費信息使用。

（3）通行費計算模塊：根據收費參數，使用收費基礎信息和差異化收費策略計算通行費。

（4）通行費拆分模塊：根據收費參數，使用收費基礎信息和差異化收費策略預拆分通行費到各個收費路段，同時記錄各個路段享受的差異化收費優惠類別以及優惠金額。

（5）通行信息上傳模塊：將收費信息以及收費拆分結果上傳到中心。

4 結語

針對高速公路差異化收費的實施要求，本文提出一套通過使用獨立的差異化收費策略，實現應對當前及后續差異化收費政策實施的高速公路收費方案。

此外，本文設計使用的差異化收費策略具有高度的靈活性，理論上可以兼容所有基于收費路段折扣的差異化收費政策，而不需要對收費系統進行改動，降低了實施差異化收費政策的高速公路收費系統后續維護成本。

最后，本文提出了收費金額拆分結果記錄各個路段享受的差異化收費優惠類別以及優惠金額的設計，這些更加全面的收費信息為高速公路差異化收費政策的制定提供了更為精準的統計基礎。

參考文獻：

[1]Seeley，Rich，Jack Vaughan.Google Chrome shifts architectsequations asV8 powers the browser[N].SOA News，2008.