從計重到按軸：我國高速公路貨車收費升降機理研究

姚舒戈，伊力扎提·艾熱提，樊東萱，林曉言

（北京交通大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，北京 100044）

0 引言

2020 年1 月起，我國高速公路貨車收費標(biāo)準(zhǔn)實施改革，由過去計重收費轉(zhuǎn)變?yōu)榘摧S數(shù)收費。改革要求優(yōu)化貨車不停車快捷通行，推進貨運車型標(biāo)準(zhǔn)化，做好貨車通行計費方式改革調(diào)整工作，確保不增加貨車通行費總體負(fù)擔(dān)[1]。實施初期，部分車主享受到降價優(yōu)惠，同時有車主通行費用卻“不降反升”。為揭示高速公路貨車收費標(biāo)準(zhǔn)由計重改為按軸收費后車主實際繳費的升降機理，進而為高速公路貨車收費費率調(diào)整提供決策依據(jù)，本文通過建立等費率轉(zhuǎn)化模型，刻畫了從計重到按軸收費的費率轉(zhuǎn)化過程。

對于高速公路收費標(biāo)準(zhǔn)問題，已有研究集中在標(biāo)準(zhǔn)制定方法、費率優(yōu)化兩方面，討論了制定收費標(biāo)準(zhǔn)時需考慮的相關(guān)約束和特定約束下的費率優(yōu)化求解問題。

關(guān)于高速公路收費標(biāo)準(zhǔn)制定方法，楊光分析了全線均等收費制、按路段均等收費制、按互通立交區(qū)段收費制三種經(jīng)典收費制式，提出了混合式系統(tǒng)構(gòu)思[2]。王利彬、高博等指出公路收費理論要考慮公路使用者、公路經(jīng)營者兩大主體因素，同時考慮收費對交通量的影響、交通量與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的最佳匹配及其與公路經(jīng)營主體的利益相關(guān)性等[3-4]。高博、馬祥偉等基于成本法、收益法、級差效益法等，提出了公路收費標(biāo)準(zhǔn)制定方案[4-7]。王建偉等結(jié)合收費公路費用分?jǐn)偡ǎo出了收費公路計重定價理論模型[8]。龍涌等結(jié)合影響高速公路收費標(biāo)準(zhǔn)的5 種因素和收費總額預(yù)測建立了收費標(biāo)準(zhǔn)模型[9]。楊兆升、初克波等分析了高速公路開通對區(qū)域路網(wǎng)的影響，主要結(jié)合交通量預(yù)測模型分析高速公路計重收費費率與交通量的關(guān)系，提出了改進的高速公路收費費率制定方法[10-12]。

關(guān)于高速公路收費費率優(yōu)化，謝勁松、王芳等考慮公路收費企業(yè)償債壓力，建立收費公路費率優(yōu)化模型，研究了高速公路收費實現(xiàn)支付養(yǎng)護管理費用和建設(shè)道路貸款費用后的費率優(yōu)化問題[13-14]。劉安考慮道路使用者路徑選擇行為影響因素、使用者及經(jīng)營者利益、其他運輸方式競爭，建立了高速公路收費水平優(yōu)化模型[15]。林文新、楊兆升等通過建立公路網(wǎng)收費費率的雙層規(guī)劃模型，描述了路網(wǎng)管理者、收費道路經(jīng)營者和車輛用戶三者在費率決策中的博弈關(guān)系，針對不同約束條件，選取案例采用模擬退火算法驗證模型并得出了理論最優(yōu)費率值[16-17]。

綜上，高速公路收費標(biāo)準(zhǔn)的既有研究主要針對特定約束下的費率計算問題，進行最優(yōu)費率的求解，僅有少量研究涉及高速公路收費標(biāo)準(zhǔn)從計重到按軸收費的費率轉(zhuǎn)化過程。其中，莊文君基于高速公路計重收費系統(tǒng)車流量構(gòu)成比例、車貨總質(zhì)量、通行費收入及超限率等數(shù)據(jù)，建立了從計重到按軸各軸型貨車實際費率計算模型[18]；安家宏就取消省界收費站對貨車通行費的影響進行了解讀，提出了按軸收費費率的計算方法[19]。既有研究圍繞高速公路收費標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的計算方法展開，但未對轉(zhuǎn)換前后實際繳費的升降規(guī)律進行探討。為此，本文通過建立等費率轉(zhuǎn)化模型，刻畫從計重到按軸收費轉(zhuǎn)化后高速公路貨車實繳費用的升降機理，以期為促進我國公路運輸高質(zhì)量發(fā)展提供支撐。

1 我國高速公路收費制度發(fā)展概況

我國收費公路起于20 世紀(jì)80 年代，收費制度不斷發(fā)展（見表1）。政策引導(dǎo)著我國高速公路朝著收費制度“一體化”、收費過程“無站無感”方向發(fā)展。總體而言，一方面，“貸款修路，收費還貸”仍將是我國公路，特別是高等級公路今后發(fā)展的重要模式。另一方面，社會對于收費高速公路提出了更高的要求。為最大程度降低由于收費站導(dǎo)致的節(jié)點擁堵問題，收費過程“無感無站”成為發(fā)展趨勢。

表1 我國高速公路收費制度演進過程

隨著科技發(fā)展，不停車收費技術(shù)為高速公路收費制度改革提供了保障，2015 年年底高速公路ETC 基本實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)。《收費公路車輛通行費車型分類》（JT/T 489—2019）[20]完善了全國收費公路車型分類。同時，從計重到按軸收費制度的轉(zhuǎn)變避免了停車稱重環(huán)節(jié)。從計重到按軸收費是實現(xiàn)“取消省界收費站”“推動不停車收費”等上層政策目標(biāo)的必要條件。

2 收費方式轉(zhuǎn)變的概念公式及機理分析

2.1 等費率轉(zhuǎn)化公式

2020 年計費方式改革前，我國高速公路貨車通行費計費方式遵循最短路徑收費、按重收費，新計費方式下以實際路徑收費、按軸（車）收費。從計重到按軸收費可建立等費率轉(zhuǎn)換公式，相關(guān)參數(shù)如表2所示。

表2 參數(shù)簡介

表2 中，y為定價部門參考特定的K,δ計算出的N軸貨車收費標(biāo)準(zhǔn)，為該類貨車實際繳納的費率；y′為一輛貨車在從計重到按軸收費實繳費用不變的情況下應(yīng)該繳納的費率。進而可建立等費率轉(zhuǎn)化公式（2），刻畫兩種費率間的等價轉(zhuǎn)化過程。對于特定軸數(shù)、核定標(biāo)準(zhǔn)載重與實載率的某貨車，從計重到按軸收費后，若其單位距離實際繳費不變，則公式（3）成立。

由式（3）可知，影響費率轉(zhuǎn)化的因素有N，K′，δ′，x。其中，N,K′與不同貨車車型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，δ′與貨車裝載水平有關(guān)。計重到按軸等費率轉(zhuǎn)換過程中，δ為定價部門參考的貨車實載率，反映了定價部門對公路貨運行業(yè)實際載重率δ′的預(yù)期；K為定價部門對N軸貨車參考的標(biāo)準(zhǔn)軸載重，反映了定價部門對行業(yè)內(nèi)現(xiàn)存貨車核定標(biāo)準(zhǔn)軸載重K′的預(yù)期。

2.2 K,δ,x對費率轉(zhuǎn)化的影響

費率轉(zhuǎn)化過程中，定價部門針對特定軸數(shù)貨車的標(biāo)準(zhǔn)軸載重進行預(yù)估，K的取值將影響相同實載率、不同標(biāo)準(zhǔn)軸載重同軸車的應(yīng)繳費率。給定其他參數(shù)后，一定載重率的特定車型貨車在費率轉(zhuǎn)化后實繳費率y和應(yīng)繳費率y′取值的大小關(guān)系取決于定價部門費率轉(zhuǎn)化時所選取的參考標(biāo)準(zhǔn)軸載重K和貨車車輛核定標(biāo)準(zhǔn)軸載重K′的大小關(guān)系。在實載率相同情況下，若貨車核定標(biāo)準(zhǔn)軸載重K′大于定價部門的參考標(biāo)準(zhǔn)軸載重K則費用節(jié)約，相等則費用不變，小于則費用不降反升。

費率轉(zhuǎn)化過程中，定價部門針對N軸貨車的實載率進行預(yù)估，δ的取值將影響同車型不同實載率貨車的應(yīng)繳費率。給定其他參數(shù)后，特定車型在費率轉(zhuǎn)化后實繳費率y和應(yīng)繳費率y′的大小關(guān)系取決于定價部門費率轉(zhuǎn)化時所選取的δ和該車實際載重率δ′間的大小關(guān)系。在車型相同情況下，若貨車實際載重率δ′大于定價部門的參考實載率δ則費用節(jié)約，若相等則費用不變，小于則費用不降反升。此外，x為原計重收費費率，為費率轉(zhuǎn)化的基準(zhǔn)值。其他參數(shù)不變，x越大，費率轉(zhuǎn)化后的y越大。

2.3 費率轉(zhuǎn)化前后貨車實際繳費升降機理

定價部門對N軸貨車進行計重到按軸的費率轉(zhuǎn)化時，選取的K,δ是特定值，而參與運營的同軸貨車具有不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實載率，即不同貨車的核定標(biāo)準(zhǔn)軸載重K′、實際載重率δ′不同，于是導(dǎo)致費率轉(zhuǎn)化后實繳費率y和應(yīng)繳費率y′的不同。而貨車只按照定價部門規(guī)定的實繳費率y繳費，進而產(chǎn)生了收費模式轉(zhuǎn)變后貨車在相同實載率下行駛相同距離時費用有升有降的現(xiàn)象。

相反，給定x,y，N軸貨車行駛相同距離，實際繳費的升降取決于該貨車核定標(biāo)準(zhǔn)軸載重K′、實際載重率δ′與定價部門費率轉(zhuǎn)化時選取K,δ間的大小關(guān)系（實際繳費升降機理如表3所示）。因此，從計重到按軸收費轉(zhuǎn)變后實際繳費的升降取決于特定貨車的核定標(biāo)準(zhǔn)載重、實際載重率和定價部門費率轉(zhuǎn)化時的參考標(biāo)準(zhǔn)載重、參考實載率間的數(shù)量關(guān)系。

表3 費率轉(zhuǎn)化前后貨車實際繳費升降機理

對于某貨車，將其K′和δ′代入式（3）計算出y′，若y′大于y則從計重到按軸收費后該貨車實繳費用下降；若y′小于y則實繳費用上升；若相等則實繳費用不變。進一步分析，可將式（1）代入式（3）后得到式（4）。

由式（4）可知，給定x,y′,N可以求得臨界k。進而，對于任意一輛N軸貨車，若其實際平均軸載重小于臨界k，則從計重到按軸收費后該貨車實際繳費上升，相當(dāng)于貨車實際總重量并沒有達到Nk，但卻交了計重收費下Nk重量的費用；若其實際平均軸載重大于臨界k，則實際繳費下降，相當(dāng)于貨車實際總重量已經(jīng)超過了Nk，但卻只交了計重收費下Nk重量的費用。因此，便產(chǎn)生了從計重到按軸收費改革過程中的費用升降現(xiàn)象。

3 案例分析

3.1 基本情況

以湖南省高速公路為例，該省的差異化高速公路收費路段按軸收費改革前后收費標(biāo)準(zhǔn)如表4、圖1 所示。從表4、圖1 可以看到，按軸收費后原計重費率越高，轉(zhuǎn)化后的按軸費率越高；對于原計重費率相同路段，不同類型貨車軸數(shù)越多，轉(zhuǎn)化后的按軸費率越高。

圖1 湖南省高速公路貨車按車型收費費率

表4 按軸收費改革前后湖南省高速公路貨車收費標(biāo)準(zhǔn)

給定x,y，欲判斷按軸收費改革后某N軸貨車在該省份實繳費率的升降，需要對于該貨車的K′,δ′進一步討論。

3.2 我國貨車分類相關(guān)規(guī)定

貨車技術(shù)參數(shù)、分類方法會對從計重到按軸收費實際繳費的升降產(chǎn)生影響，本小節(jié)對其進行分析介紹。根據(jù)《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》（GB 1589—2016）[21]，不同車型貨車具有不同最大允許總質(zhì)量限值（見表5）和最大允許軸荷限值（見表6）。

表5 主要類型汽車、掛車及汽車列車最大允許總質(zhì)量限值

表6 汽車及掛車單軸、二軸組及三軸組的最大允許軸荷限值

根據(jù)《收費公路車輛通行費車型分類》（JT/T 489—2019）[20]，貨車依據(jù)車輛總軸數(shù)以及車長和最大允許總質(zhì)量共分為6 類。根據(jù)表5、表6 中貨車的最大允許總質(zhì)量限值、最大允許軸荷限值數(shù)據(jù)，估算不同類貨車的最大允許總質(zhì)量限值（根據(jù)表5，考慮掛車和牽引車不同組合下的最大允許總質(zhì)量限值）、平均最大允許軸荷限值（平均最大允許軸荷限值=最大允許總質(zhì)量限值/總軸數(shù)）、最大允許軸荷限值，并將平均最大允許軸荷限值作為貨車核定標(biāo)準(zhǔn)軸載重K′的估計值（見表7）。

表7 收費公路車輛通行費貨車車型分類

3.3 計算結(jié)果：對K,δ影響下費用升降的解釋

根據(jù)表4，取x=0.8 時的y作為計算值；取20%,40%,60%,80%,100%為δ的計算值，將x,y,δ代入式（2），計算得到不同δ時等費率轉(zhuǎn)換的臨界K，結(jié)果如圖2 所示。仍取x=0.8 時的y作為計算值，根據(jù)表6、表7，取最大允許軸荷限值范圍2.25～24t間的2.25,7,10,11.5,16,18,21,24為K的計算值，將x,y,K代入式（2），計算得到不同K時等費率轉(zhuǎn)換的臨界δ，結(jié)果如圖3所示。

圖2 不同參考實載率δ下等費率轉(zhuǎn)換的參考標(biāo)準(zhǔn)載重K 臨界值

圖3 不同參考標(biāo)準(zhǔn)載重K下等費率轉(zhuǎn)換的參考實載率δ臨界值

對于1 類車，其核定標(biāo)準(zhǔn)軸載重K′為2.25t。假設(shè)某貨車實際載重率δ′為100%，由圖2 可知，δ=100%時所對應(yīng)臨界K為2.50t，即1類車若想實現(xiàn)從計重到按軸收費后繳費減少，標(biāo)準(zhǔn)軸載荷要大于2.50t，但由于K′<2.50t，所以該貨車從計重到按軸收費后繳費上升。由于δ′=100%時貨車的繳費都會上升，由此可知不超重情況下1 類車從計重到按軸收費后繳費必然上升。

對于2 類車，其核定標(biāo)準(zhǔn)軸載重K′在2.25～9t范圍內(nèi)。假設(shè)某貨車實際載重率δ′為70%，由圖2 可知，δ=70%時臨界K為2.18t，而K′>2.18t，所δ′≥70%時該貨車從計重到按軸收費后繳費下降。由于K′始終大于2.18t，進而可知只要δ′≥70%，2類貨車從計重到按軸收費后繳費均下降。對于δ′小于70%的情況，若想知某貨車從計重到按軸收費后繳費的變化情況，需要根據(jù)貨車的K′,δ′經(jīng)計算后進行判斷。如假設(shè)某貨車K′=7t，δ′=60%，由圖3 知K=7t 時所對應(yīng)臨界δ為22%，所以該貨車δ′>22%時，其從計重到按軸收費后繳費下降，δ′=22%時繳費不變，δ′<22%時繳費上升。

對于3 類及以上貨車，同理可推算出不同K′,δ′貨車從計重到按軸收費后繳費的變化情況。根據(jù)圖3，參考K=2.25t 時的計算結(jié)果，可以粗略推出對于3 類及以上貨車，只要δ′≥20%，其從計重到按軸收費后繳費會下降。

綜上可知，從計重到按軸收費制度改革所帶來的降價效應(yīng)集中在分類等級較高、實載率水平較高的貨車上。其中，1 類車無法享受到費用優(yōu)惠；2 類貨車實載率在70%以上均可享受費用優(yōu)惠，實載率在70%以下根據(jù)車型及實載率不同，費用可能上升或下降；3 類及以上貨車，實載率在20%以上均能享受到費用優(yōu)惠。

3.4 從計重到按軸收費改革的影響

本次收費制度改革實施初期出現(xiàn)的過路費“不降反升”現(xiàn)象反映了定價部門對于貨車裝備水平、貨車實載率的預(yù)期與社會當(dāng)前貨車裝備水平、貨車實載率間的不匹配。

短期內(nèi)，改革為全面取消省界收費站創(chuàng)造了條件，進而可降低高速公路建設(shè)運營成本、提升高速公路通行效率。據(jù)統(tǒng)計，省界收費站取消后貨車平均通過省界時間由原來的29s 減少為3s，下降89.7%[22]。長期來看，改革后交通部門可以通過調(diào)節(jié)費率對貨車車輛裝備、貨車實載率間接提出更高要求，倒逼公路貨運行業(yè)車輛裝備水平、運輸組織效率的提升，進一步還可能對社會貨運方式選擇、貨物運輸結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，推動貨運公轉(zhuǎn)鐵進程，促進我國公路運輸高質(zhì)量發(fā)展。此外，高速公路通行效率的提升減少了因擁堵、停車增加的尾氣排放，帶來長期的環(huán)境效益。

3.5 建議

通過研究發(fā)現(xiàn)，從計重到按軸收費轉(zhuǎn)變后實繳費用的升降取決于特定貨車的核定標(biāo)準(zhǔn)載重、實際載重率和定價部門費率轉(zhuǎn)化時的參考標(biāo)準(zhǔn)載重、參考實載率間的數(shù)量關(guān)系，降價效應(yīng)集中在分類等級較高、實載率水平較高的貨車上。基于此研究結(jié)論，對高速公路經(jīng)營部門、貨運企業(yè)、政府監(jiān)管部門提出如下建議。

3.5.1 高速公路經(jīng)營部門

靈活調(diào)整各類貨車費率。應(yīng)考慮當(dāng)?shù)毓坟涍\實載率水平、貨車裝備條件、經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r及改革的社會反饋，擴大降費惠及面以實現(xiàn)降低物流成本的社會目標(biāo)，如澳大利亞收費公路根據(jù)不同城市每年消費者物價指數(shù)靈活調(diào)整收費標(biāo)準(zhǔn)。

采取差異化收費，實現(xiàn)收益管理。可以考慮不同時段差異收費、常用戶差異收費、不同排放貨車類型差異收費，如日本在周末、節(jié)假日對車輛進出一次高速費用實施封頂價，平日采取階梯定價；英國部分公路分時優(yōu)惠（如周末和非高峰時段）；馬來西亞根據(jù)通行頻率給予常用戶通行費優(yōu)惠；德國對不同排放貨車類型實施不同費率，以促使運輸公司換用更環(huán)保的車型。

3.5.2 貨運企業(yè)

為分享從計重到按軸收費的改革紅利，貨運企業(yè)應(yīng)提高貨車裝備水平，選購與政策契合的高性能車輛，優(yōu)化貨車實載率，提高裝載水平。此外，對于受改革影響費用上升較多的貨源（如輕泡貨）可進行取舍或運價調(diào)整，對于重貨可根據(jù)改革后費用的升降，靈活調(diào)價，吸引貨源。

3.5.3 政府監(jiān)管部門

加強從計重到按軸收費改革過渡階段的信息公開，傾聽社會輿情，幫助社會公眾正確理解改革政策。與社會物流成本密切相關(guān)的高速公路貨車收費標(biāo)準(zhǔn)影響面大，改革引發(fā)的不良輿情可能成為社會不穩(wěn)定因素，應(yīng)通過及時、完整的信息公開以使收費制度改革平穩(wěn)過渡。

4 結(jié)論

本文針對我國高速公路貨車收費標(biāo)準(zhǔn)從計重到按軸改革后出現(xiàn)的費用升降現(xiàn)象，通過建立等費率轉(zhuǎn)化模型，刻畫了從計重到按軸收費的費率轉(zhuǎn)化過程，揭示了改革前后貨車實繳費用的升降機理，具體研究結(jié)論如下。

（1）我國收費高速公路朝著收費過程“無站無感化”方向發(fā)展，收費公路車輛通行費車型分類標(biāo)準(zhǔn)的修訂完善、計重到按軸收費制度的轉(zhuǎn)變是實現(xiàn)不停車無站無感收費的必要條件。

（2）從計重到按軸收費制度改革的效果受貨車技術(shù)參數(shù)、貨車實載率的影響。收費標(biāo)準(zhǔn)由計重到按軸轉(zhuǎn)變后實繳費用的升降取決于特定貨車的核定標(biāo)準(zhǔn)載重、實際載重率和定價部門費率轉(zhuǎn)化時的參考標(biāo)準(zhǔn)載重、參考實載率間的數(shù)量關(guān)系，降價效應(yīng)集中在分類等級較高、實載率水平較高的貨車上，而6 類貨車中等級較低、實載率較低的車較難享受降價福利甚至面臨實繳費用的提高。

（3）從計重向按軸收費改革初期出現(xiàn)的過路費“不降反升”現(xiàn)象，反映了定價部門對貨車裝備水平、貨車實載率預(yù)期與社會當(dāng)前貨車裝備水平、貨車實載率間的不匹配。短期來看，改革為全面取消省界收費站創(chuàng)造了條件，進而可降低高速公路建設(shè)運營成本、提升高速公路通行效率。長期來看，改革后交通部門可以通過調(diào)節(jié)費率倒逼公路貨運車輛裝備水平、運輸組織效率的提升，對社會貨運方式選擇、貨物運輸結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，也能促進我國公路運輸?shù)母哔|(zhì)量發(fā)展。

本文通過模型揭示了高速公路貨車收費標(biāo)準(zhǔn)由計重改為按軸收費后車主實際繳費的升降機理，基于該機理如何進行費率的動態(tài)性、誘導(dǎo)性調(diào)整，進而更大范圍地降低公路物流成本、倒逼公路運輸裝備升級是未來可進一步研究的方向。