交通拥挤收费方法研究

2020-11-24王景升

山东交通科技 2020年5期

陈锋，王景升

（中国人民公安大学，北京 100038）

引言

拥挤收费是利用经济学中的价格机制原理，在特定的时间和空间里对车辆征收一定的通行费，从而控制交通需求，缓解交通拥挤［1］。迄今为止，许多国家都已采用这种经济杠杆来管理交通，例如新加坡、伦敦、斯德哥尔摩等。但由于地理位置以及城市空间结构的不同，各国采用的收费方案存在较大的差异，收费标准也因时间、道路类型等的不同而不同。交通拥挤收费方法可以从拥挤收费实施的空间范围和收费方式两个维度进行划分。

1 拥挤收费方案类型及特征

拥挤收费方案按照收费规模递增的顺序，可分为基于设施的方案、基于边界线的方案、基于区域的方案以及基于距离的方案。不同类型的收费方案具有不同的收费范围和特征。方案收费范围和特征见表1。

表1 方案收费范围和特征

1.1 基于设施的方案

基于设施的收费方案通常是指对公路、桥梁和隧道等固定的单个或多个交通设施征收通行费，是最常见的道路收费形式，但只有少数基于设施的收费方案是为缓解交通拥挤而设计的。实践中，可以对单个设施的所有车道征收通行费，也可以对像HOT 车道这样的指定车道收费。此外，可以在一个设施的一点收费，例如过路费、过桥费；也可以多点收费，收费总额由行驶距离决定，例如多伦多407号高速公路。虽然现有的基于设施的收费方案大多不是为了缓解交通拥挤，但也在一定程度上抑制了收费设施周边的交通需求。

1.2 基于边界线的方案

基于边界线的收费方案是指在入境方向、出境方向或双向通行的边界线处对车辆收费。该方案可以包含多条边界线，但现有的收费方案均为单一边界线。斯德哥尔摩拥挤收费方案是唯一用来控制交通拥堵的边界线收费方案，收费边界线围绕斯德哥尔摩市中心，有18 个收费点，收费的时间为工作日的6:30—18:30，不同时段收费不同，周末、节假日或节假日前一天不收费［2］。新加坡的电子道路收费方案于1998 年开始实施，收费范围涵盖部分高速公路、主干道以及商务中心区的三个限制区域，通行费一般每半小时调整一次，是基于设施收费和边界线收费的混合体［3］。

1.3 基于区域的方案

在区域方案中，车辆进出区域或在区域内通行都要支付费用。区域可以根据河流、湖泊和山脉等自然屏障来划分，也可以根据建筑物来划分，如道路、隧道、桥梁、居民区和行政辖区。伦敦于2003年推出的交通拥挤收费方案是唯一可行的区域交通拥挤收费方案，该方案设定最初的收费范围是市中心21 km2的区域，工作日7:00—18:30 期间，在该区域内任何地方行车或在公共道路上停车，均需缴纳5 英镑的固定费用。2011 年原有区域的收费提高到了每日10 英镑，但是沿收费区域边界行车是免费的，并且特定类型车辆也免税，收费区域内的居民可以享受90%的折扣［3］。

1.4 基于距离的方案

在基于距离的方案中，收费总额随出行距离呈线性或非线性变化，其应用于卡车专用车道和高占用率车道的收费。对于涵盖多条道路或区域的收费方案，收费标准可取决于道路类型和收费时间。一般而言，费用在主干路、快速路较高，支路的费用较低；在高峰时段征收的费用较高，非高峰时段较低。美国四个州已经对重型货车实施了按距离或重量收费，但这些收费是为了收回重型车辆造成的基础设施成本，而不是为了管理需求。瑞士、奥地利等欧洲国家也曾考虑在全国采用基于距离的重型货车收费。

2 收费方式类型及特征

2.1 固定式收费

由于技术限制或行政障碍，现实中大多数设施收费都是固定的。有些方案一天24 h 都收费；有些方案是在工作日的白天收费。固定收费适用于收入最大化，而时段收费或响应性收费更适用于控制交通拥挤。然而现实中追求收入最大化的收费公路经营者往往具有将出行者强加给其他用户的拥挤成本内部化的动机，因此通常倾向于选择时变收费。此外，需求的价格弹性通常随着时间而变化。因此，运营商希望在原有通行费的基础上加价以使利润最大化。在引入收费之前，伦敦城市中心区的行车速度在白天时间里相对稳定；收费之后，通过改变收费标准只能使速度获得少许提高。尽管如此，考虑到现有技术可以方便地调整收费标准，在大多数情况下，分时段收费或响应式收费都是最佳的方式。

2.2 分时段收费

分时段收费方案是根据每个收费时段内的收费水平和收费时长确定的。新加坡的收费方案表每季度调整一次，并在6 月和12 月学校放假期间，基本维持高速公路45 ～65 km/h 和主干道20 ～30 km/h的目标速度。在SR-91 上，利用交通量资料每6 个月调整一次收费，以维持快速车道的自由流状态，同时不减少其交通量。有效地将最优收费规则应用在了收费路段，但其忽略了其他路段上的交通拥挤。2005 年De Palma 等人表明在瓶颈排队拥挤的情况下，“无队列”收费政策在消除排队上比次优收费要好的多［5］。设置收费以维持目标服务水平优点：（1）计算要求比次优收费少，因为只需要相关收费路段的信息；（2）可通过试错法确定通行费，并随着需求的变化或路网其他地方通行能力的变化来定期调整费用；（3）决策规则很容易向用户和公众解释；（4）使用交通流数据很容易验证规则是否被遵循。

分时段收费的时间步长因方案而异。在SR-91上是1 h，在斯德哥尔摩高峰期是30 min、60 min、90 min，在新加坡通常每半小时改变一次费用。时间步长较小的方案可能很难执行，优点是在不同的步长之间通行费变化很小，并且驾驶员为了赶上“较低”的通行费而加速或减速的动力较小。

2.3 响应式收费

响应式收费在某种程度上具有反应性，因为是根据当前拥挤程度设置的，虽然具有短时间延迟。到目前为止，响应式收费只在少数高占用率收费车道上实施，例如明尼阿波利斯的I-394 每3 min 调整一次收费标准，目标是最大限度地利用收费车道，同时保持自由流速度。响应式收费的优点是通行费可以根据实际出行状况调整。因此，如果一起事故堵塞了多车道高速公路上的一条车道，可以提高收费标准以限制事故期间进入高速公路的车辆数。

响应式收费在高占用率收费车道上很实用，但也有缺点:（1）响应式收费可能不适合基于区域的收费方案，除非其他替代出行方式有足够的通行能力来容纳不愿支付高昂通行费的旅客。（2）只有当出行者提前足够的时间知道收费情况，以便他们修改出行决定时，响应式收费才会有效。（3）个人可能对不确定的费用进行风险规避。实际上，一些人反对在I-394 公路上实施响应式收费，因为这会给他们每月的收入带来不确定性。

3 影响收费方案及方式的因素

3.1 收费方案的影响因素

收费方案的选择受地形地貌、行政区划、城市空间布局等因素的影响。斯德哥尔摩基于边界线收费方案的成功实施很大程度上与其城市的地形地貌有关，围绕城市中心区的边界线上有18 个收费点，通过收费点进出中心区的车辆都需要缴纳一定费用。伦敦区域收费方案有效控制了中心区的交通拥挤，这主要得益于城市空间布局，实施收费的区域主要是办公区，居住区很少，这样的职住分离使收费很容易限制中心区内的私人交通出行需求。此外，收费区域或道路可能跨越多个行政区，对于收费所得的归属问题通常存在争议，因此，有效解决资金分配问题也是收费方案成功实施的前提之一。

3.2 收费方式的影响因素

在实践中，收费方式的影响因素有很多，例如交通状况、技术、公众接受程度、公共交通服务和其他替代交通方式的价格等。如果一天中的交通流量变化不大，宜采用固定式收费；如果一天中的交通流量有明显的不同，宜采用分时段收费；如果交通流量变化较频繁，宜采用响应式收费。拥堵收费不仅随着交通需求而变化，而且会由于交通事故、恶劣天气、特殊事件和其他冲击而变化。因此，收费应根据实时状况而改变，对收费方式做出合理调整。拥挤收费技术对收费方式的选择也有较大影响，随着专用短程通讯技术和卫星和蜂窝网络技术的发展，响应式收费更能准确地根据道路拥挤状况改变费率，从而更好地缓解拥堵。但是在实践中由于公众接受的原因，也不可能在一天中频繁调整收费。

4 拥挤收费方案及方式选择

4.1 拥挤收费方案选择

基于不同类型收费方案的特征，在设定的情境下选择最优拥挤收费方案是实践的迫切需求，而方案选择最重要的考虑因素是一个方案能否根据拥挤发生的时间和地点来缓解拥挤而不引起过度的空间或时间分流。

当所有路段都可以收费，并且收费可以根据路段、一天的时间、车辆类型和其他相关方面进行区分时，基于路段的拥挤收费在理论上最优。因此，可以采用基于设施的收费方案，但该方案执行的好坏受路网覆盖程度和收费差别化范围的影响。

有两条并行路线和相同用户的简单模型表明，除非对大部分的车辆进行收费，否则从拥挤收费中获得的最大潜在利益相当有限［5］。考虑到出行者偏好的异质性时，经济性有所改善；考虑到出行时间可靠性的价值时，经济性进一步改善［6］。另外，从部分路网收费中获得的最优效率收益也比固定收费要高。这是因为随着时间的推移，为抑制拥堵而改变收费降低了社会出行成本，同时也减少了交通流向未收费道路转移。May［8］在2008 年计算了爱丁堡路网上不同数量收费路段的最优（静态）拥挤收费，他假设可以从n 个路段中自由地选择收费路段，随着n 的递减，收费的收益增加，得出结论：“获得最优收益的60%～70%所需要的收费路段占全部路段的比例不到10%”。这一结论与具有两条并行路线的路网中得到的结论形成了鲜明的反差，相比于只对一条路段收费，对两条路段都收费会大幅增加收费收益。差异表明，很难对路网拥挤收费的好处得出一般性的结论。

除了不能在路网所有路段上收取拥堵费，对部分路段收费最大的缺点就是它加剧了未收费路段的拥堵，如果未收费路段的设计标准低于收费路段的设计标准，还可能造成交通事故和基础设施破坏。

2008 年May 等人［8］评估了伦敦的各种边界线备选方案，这些方案在边界线的数量和收费的车流方向方面各有不同。发现性能最好的方案产生的收益是单一边界线方案的好几倍，最优的单一边界线方案表现不佳，因为它对所有出行收取同样的费用，并且许多驾驶员可以通过更改出行路线来逃避支付。这说明了城市拓扑结构（可能还有其他因素，如人口、面积、公共交通服务质量等）上的差异一定程度上影响了特定类型方案的有效性。

区域方案具有边界线方案的大部分优点和缺点。区域方案的优越性在于司机在收费区域内行驶要付费，但收费与行驶距离无关，并且对于非常短的行程，不收费更为合适。此外，基于区域的收费方案在抑制出行需求方面更具优势，而且通常不易受到交通分流的影响。

4.2 收费方式选择

从道路使用者角度来看，拥挤收费的复杂程度取决于道路类型、收费时间和位置、每天支付的金额是否有上限以及支付的费用是否取决于付款方式等。

美国国家水面运输基础设施融资委员会的报告强调了设计过于复杂的价格体系的危险: “即使是一个道路收费系统……在这个系统中，支付系统不会发生变化，也需要特定时间和特定道路上的相关出行成本信息。这要求人们对行程有更多的了解，做出更知情和更频繁的决定”［9］。因此，收费方式最主要的是收费结构的逻辑，不能过于复杂，收费应符合出行者的认知，并且要能够达到缓解交通拥堵的目标。