摘要：高速公路降低了人们的交通成本，带动了高速公路沿线的经济发展，成为了城市之间联系的纽带。但是高速公路的建设成本很高，而且后期的维护、保养也需要大量的资金支持，所以目前我国的大多数高速公路都实行收费通行，来缓解建设及运营中的资金压力。高速公路的收费费率影响着资金回收期的长短，出行者对出行路线的规划等，因此高速公路的收费费率对调解高速公路的通行量和投资者经验收益等有着重要的意义。
关键词：高速公路收费；收费率；费率优化；优化方法
1高速公路竞争路段的交通量的预测方法
1.1高速公路竞争路段的形成原因
随着国民经济的不断发展，人们对高速公路的需求越来越多，现在高速公路的建设网络越来越细，能够辐射的面积越来越广，给人们的出行带来了很大的便利。目前在同一起讫点就有不同的路线，新建的高速公路大大缓解了已有的高速公路的通行压力，当然也减少了原有高速公路的收益率。通过新建高速公路将原有的高速公路路网变得更加的细化，这样可以防止某一路段因为自然灾害或者车辆事故的原因，造成整个路网的瘫痪，很大程度上提高了高速公路的服务水平。当有路段形成的拥挤状态，出行者可以选择其他的路线，缩短行车的时间。其实为了缓解原有高速公路的通行压力，还可以通过扩建加宽原有的高速公路，但是这种方法不断建设成本很高，也会影响该高速公路的运营，给人们的出行造成不便。新建高速公路可以让高速公路路网变得更加的灵活，辐射的面积更广，因此新建高速公路成为了目前高速公路规划的首选，进而造成了高速公路形成了竞争的关系。
新建高速公路以后对原有的高速公路会有一定的冲击作用，新建高速公路的收费费率成为了两者竞争关系的主要体现。首先在通行量来说，新建高速公路的通行量与原有的高速公路的通行量成反比关系，当新建高速公路的通行量逐渐增加的时候，原有的高速公路的通行量是相对减少的。其次是收费费率，如果新建高速公路的收费费率订的比较高的话，对原有高速公路的使用者的吸引力会不足，出行者还是会选择原有的出行路线，但是如果收费费率较低的话，会对原有高速公路的使用者产生很大的吸引力，出行者才有动力去改变自己的出行路线，继而为新建高速公路提供用户支持。但是当收费费率过低的话，会严重影响新建高速公路的收益率，甚至可能会造成新建高速公路的运营是亏损的状态。
1.2高速公路竞争路段的交通量预测方法研究
为了提高高速公路竞争路段的交通量有两种方式，一种是将原有高速公路的使用者转移到新建的高速公路上，另一种是诱增出更多的高速公路的使用者。
在转移交通量中主要的影响因素是交通阻抗，其次是车辆的通行时间、收费费率。因此竞争路段的高速公路转移的交通量的模型如下：
T=L/V+tf,T为交通阻抗，V为车辆的平均速度；tf为高速公路收费转换的时间。
V=0.91 Vs/[1+(Q/C)β]；Vs是高速公路的设计车速。
如果新建高速公路中缩短了起讫点之间的距离，增加了高速公路的辐射面积，那么就会新增很多的交通量。通过对高速公路的交通量的确定，才能做出科学合理的收费费率优化方案。
2高速公路的收费费率的实用方法优化研究
2.1影响高速公路收费费率标准的因素
首先是高速公路的投资额，高速公路实行收费制就是为了尽快的回收成本，因此高速公路收费费率的制定与项目的投资额密切相关。其次是高速公路的交通量，交通量的大小与收费费率的高低也有很紧密的联系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果高速公路的收费费率较高时，那么人们的出行成本会相应的增加，那么收费路段与其他竞争路段或者其他出行方式相比，其竞争力会降低，导致收费路段的车辆通行量很低，会严重影响收费额。然后是高速公路的弹性收费，因为高速公路中车辆的类型不尽相同，就私家小车、小型运输车、大型运输车等，不同类型的车辆对高速公路的磨损程度不同，因此高速公路的收费要按照不同的车型进行弹性收费，一般小型车辆的收费费率要比大中型车辆的收费费率低一些。最后是现在省级公路、二级公路的路况也很好，很多车辆会选择这些路段行驶，所以高速公路的收费对象会相应的减少，因此高速公路的收费情况也与其他道路的路况有关系。
综上所述，可以将高速公路的收费与高速公路的交通量建立以下的关系：
=
其中 是高速公路根据交通量的调查情况制定的实际取值，b是根据车型的不同进行的弹性取值，rj是高速公路的收费额与高速公路的级差效益的比值。
2.2高速公路收费费率的优化方法
高速公路收费费率的优化是根据确定最优解使企业的收益率最大化或者社会的效益最大化。高速公路收费费率的确定影响到了高速公路的投资者和运营者的利益，也影响到了高速公路使用者的利益，因此高速公路收费费率的优化需要考虑这两层关系。因此在建立高速公路收费费率的优化模型的时候可以将根据这两层关系分别建立模型。我们考虑将高速公路的投资者和运营者的目标建立上层模型，然后根据高速公路的使用者的目标建立下层模型。对于上层模型来说一般是考虑经济目标的最大化，尽可能的短缩投资回收期，但是对于下层模型来说主要是为了自己的出行成本最低廉。
另外不同的车型他们对道路类型的选择会不一样，对道路的磨损程度也会不一样，例如对于大型货车而言，他们的目的是输送货物获利，一般载重比较大，对道路的压力比较大，但是对于小型私家车来说，他们主要是为了出行旅游，一般对道路的磨损很小，因此不同的车型的收费费率应该不同。但是如果在模型中加入车型这个变量会导致模型的求解变得复杂，但是如果完全不考虑车型的因素又会导致求解出来的结果不准确，因此可以结合目前高速公路收费中根据不同车型的收费级差进行简化，方便模型的求解。
对于不同的模型其求解的目标区域是不同的，首先是政府机构，他们是高速公路的规划者和管理者，对于他们来说高速公路的收费上限是各种功能道路的级差效益，下限是车辆对高速公路的破坏和磨损程度。其次是高速公路的投资者，他们的目标是为了追求利益最大化，尽可能的回收资本。最后是对于高速公路的使用者来说，则是尽可能的节省出行成本，最好是比竞争路段的收费费率要低一些。
目前高速公路收费费率的优化办法分为单车型测算方法、实用优化办法，单车型测算办法是不考虑不同的车型，所以这种计算的结果与实际结果之间存在很大误差；实用优化办法是比较贴近高速公路的运营的实际情况的，它利用模型求解出不同的收费费率的确定方案，然后根据高速公路的综合因素，步步逼近最优解。
3结束语
高速公路其实就是一项关乎民生的城市建设的市政基础设施的一部分，主要的目的还是要为人们服务，但是因此高速公路的造价太高，为了缓解政府的财政压力，不得不实行高速公路收费制，但是收费并不是最终的目的，因此在进行高速公路收费费率时一定要做好上下层关系的平衡。本文中提出的双层模型可以很好的平衡上下层的关系，一定程度上克服了多种因素的影响，可以更好的实现高速公路收费费率的最优化。
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论文作者:周博林
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/10/16
标签：高速公路论文; 费率论文; 交通量论文; 路段论文; 模型论文; 车型论文; 车辆论文; 《基层建设》2018年第24期论文;