申科， 段莉珍， 李潔云， 趙鑫， 王博， 閆宬臣

(云南省交通科學(xué)研究院有限公司， 云南 昆明 650000)

高速公路收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)從2020年1月1日起開始實(shí)施。該收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)最主要的變化是將貨車收費(fèi)方式從之前的計(jì)重收費(fèi)變?yōu)榱税窜囆褪召M(fèi)。貨車按車型收費(fèi)較之計(jì)重收費(fèi)具有很多優(yōu)勢(shì)，其中最大優(yōu)勢(shì)是提速降費(fèi)。按計(jì)重收費(fèi)時(shí)，一般需在收費(fèi)站停車稱重，而隨著貨車ETC的普及，貨車按車型收費(fèi)時(shí)可不用停車而直接通過收費(fèi)站，運(yùn)輸效率大大提高。對(duì)于貨車按車型收費(fèi)時(shí)不同類型貨車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的確定，目前采取的方式是先定基準(zhǔn)車費(fèi)率，再制定不同車型的收費(fèi)系數(shù)。因此，合理制定貨車車型收費(fèi)系數(shù)對(duì)于收費(fèi)的公平性具有重大意義。

針對(duì)車型收費(fèi)系數(shù)測(cè)算，王海洋以福建省高速公路為例，運(yùn)用主成分分析法，分別從不同車型對(duì)高速公路的占用、破壞程度的差異及不同車型在高速公路上行駛所產(chǎn)生的級(jí)差效益不同兩個(gè)角度對(duì)車型收費(fèi)系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算；賀向陽運(yùn)用層次分析法和BP-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法構(gòu)建車型收費(fèi)系數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并以客車車型收費(fèi)系數(shù)測(cè)算為例進(jìn)行了驗(yàn)證；曹鑌提出在制定車型收費(fèi)系數(shù)時(shí)，需考慮不同車型物理參數(shù)的不同，將貨車車型劃分為5類，并求出了5類車型的收費(fèi)系數(shù)；程國(guó)宏等提出了一種不同車型收費(fèi)系數(shù)的優(yōu)化模型；朱春生等對(duì)高速公路貨車車型計(jì)費(fèi)費(fèi)率測(cè)算方案進(jìn)行了優(yōu)化；張靜晶等研究了高速公路貨車計(jì)重收費(fèi)調(diào)整為車型收費(fèi)定價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的差異性。上述車型收費(fèi)系數(shù)研究多數(shù)是在舊收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行的，而新收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)下車型收費(fèi)系數(shù)的測(cè)算與舊標(biāo)準(zhǔn)不相同。為此，該文對(duì)高速公路收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型收費(fèi)系數(shù)測(cè)算進(jìn)行研究。

1 高速公路收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)概述

2019年5月30日，交通運(yùn)輸部發(fā)布JT/T 489-2019《收費(fèi)公路車輛通行費(fèi)車型分類》，為高速公路收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施提供支撐。在高速公路收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)下，不論客車還是貨車均實(shí)施按車型收費(fèi)，客、貨車的車型劃分與之前的劃分均有所不同(見表1、表2)。

表1 新舊標(biāo)準(zhǔn)下客車車型劃分

表2 新舊標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型劃分

從表1可看出：新舊標(biāo)準(zhǔn)下客車車型劃分區(qū)別不大，都是按照核定載人數(shù)進(jìn)行劃分，不同之處是1類客車的劃分條件不一樣。舊標(biāo)準(zhǔn)將核定載人數(shù)7人以下(含7人)的客車劃分為1類客車，而新標(biāo)準(zhǔn)將核定載人數(shù)9人以下(含9人)的客車劃分為1類客車，舊標(biāo)準(zhǔn)下核定載人數(shù)為8、9人的2類客車在新標(biāo)準(zhǔn)下變成了1類客車。

從表2可看出：新舊標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型劃分區(qū)別很大。舊標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型主要根據(jù)額定載質(zhì)量進(jìn)行劃分，將貨車劃分為5類；新標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型主要根據(jù)車軸數(shù)進(jìn)行劃分，將貨車劃分為6類。

新舊標(biāo)準(zhǔn)下，客車收費(fèi)方式都是按照車型收費(fèi)，但貨車收費(fèi)方式從舊標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)重收費(fèi)變?yōu)榱诵聵?biāo)準(zhǔn)的按車型收費(fèi)。由于新舊標(biāo)準(zhǔn)下客車車型劃分變化不大，新標(biāo)準(zhǔn)下客車車型收費(fèi)系數(shù)與舊標(biāo)準(zhǔn)差別不大；而新標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型劃分與舊標(biāo)準(zhǔn)差別很大，新標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型收費(fèi)系數(shù)與舊標(biāo)準(zhǔn)的差別也很大。

對(duì)于貨車車型收費(fèi)系數(shù)的確定，全國(guó)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各地貨車車型收費(fèi)系數(shù)各不相同。如何科學(xué)合理地測(cè)算高速公路收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型收費(fèi)系數(shù)對(duì)于高速公路公平性收費(fèi)具有重要意義。

2 收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型收費(fèi)系數(shù)測(cè)算

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

按照“誰使用，誰付費(fèi)”和“誰受益，誰付費(fèi)”的原則，從道路成本和級(jí)差效益2個(gè)方面選取貨車車型收費(fèi)系數(shù)測(cè)算指標(biāo)。

對(duì)于道路成本指標(biāo)，從對(duì)道路的占用率和對(duì)道路的破壞度兩方面進(jìn)行選取。根據(jù)高速公路收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)貨車車型的劃分依據(jù)，選取貨車車軸數(shù)和車長(zhǎng)對(duì)道路的占用率進(jìn)行衡量。一般貨車車軸數(shù)越多，對(duì)道路的占用率越大；貨車車長(zhǎng)越大，對(duì)道路的占用率越大。貨車施壓在道路上的重量大則對(duì)道路的破壞度大，考慮到高速公路收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)貨車按車型收費(fèi)，不論貨車空載還是滿載，其收費(fèi)都一樣，所以選取貨車最大允許總質(zhì)量作為貨車滿載時(shí)對(duì)道路破壞度的衡量指標(biāo)，選取貨車整備質(zhì)量作為貨車空載時(shí)對(duì)道路破壞度的衡量指標(biāo)。

不同類型貨車在高速公路上行駛時(shí)所獲得的收益有差別，由此產(chǎn)生不同貨車車型的級(jí)差效益，主要表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)效益、成本效益、時(shí)間效益和安全效益4個(gè)方面。一般貨車所拉貨物越多往往能給車主帶來更多利益，選擇貨車額定載質(zhì)量來衡量經(jīng)濟(jì)效益；成本效益主要從貨車百公里油耗費(fèi)用、百公里輪耗費(fèi)用、百公里潤(rùn)滑油耗費(fèi)用和百公里維修費(fèi)用4個(gè)方面來衡量；時(shí)間效益主要從路程的縮短和速度的提高兩方面進(jìn)行衡量；安全效益主要從不同車型的事故率和事故損失兩方面來衡量。

綜上，構(gòu)建圖1所示高速公路收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型收費(fèi)系數(shù)測(cè)算指標(biāo)體系。

圖1 高速公路收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型收費(fèi)系數(shù)測(cè)算指標(biāo)體系

2.2 各層指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

2.2.1 第二層指標(biāo)對(duì)第一次指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算

由于第二層指標(biāo)道路成本和級(jí)差效益相對(duì)于第一層指標(biāo)貨車車型收費(fèi)系數(shù)同樣重要，第二層指標(biāo)相對(duì)于第一層指標(biāo)的權(quán)重各取0.5，即：

2.2.2 第三層指標(biāo)對(duì)第二次指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算

第三層指標(biāo)相對(duì)于第二層指標(biāo)的權(quán)重難以用客觀賦值法計(jì)算，采用層次分析法。計(jì)算步驟：

(1) 建立層次結(jié)構(gòu)模型(見圖1)。

(2) 構(gòu)造比較判別矩陣。對(duì)道路成本和級(jí)差效益指標(biāo)下各因素進(jìn)行兩兩重要度比較，得到道路成本判別矩陣A和級(jí)差效益判別矩陣B。

表3 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的取值

(1)

(2)

(1.692，0.909，0.909，0.490)T

(3)

(2.232，0.228，1.053，0.487)T

(4)

(0.423，0.227，0.227，0.123)T

(5)

(0.558，0.057，0.263，0.122)T

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

2.2.3 第四層指標(biāo)對(duì)第三次指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算

第四層指標(biāo)為1～6類貨車，按式(13)計(jì)算第四層指標(biāo)相對(duì)于第三層指標(biāo)的權(quán)重。

(13)

式中：Pij為第三層指標(biāo)第i個(gè)因素下第四層指標(biāo)j類貨車的權(quán)重；Xij為第三層指標(biāo)第i個(gè)因素下第四層指標(biāo)j類貨車的值。

2.2.3.1各類貨車在道路成本指標(biāo)下的權(quán)重計(jì)算

將表4所示1～6類貨車在道路成本指標(biāo)下的車軸數(shù)、最大允許總質(zhì)量、整備質(zhì)量和車長(zhǎng)帶入式(13)，計(jì)算得到車軸數(shù)、最大允許總質(zhì)量、整備質(zhì)量和車長(zhǎng)指標(biāo)下1～6類貨車的權(quán)重(見表5)。

表4 1～6類貨車在道路成本指標(biāo)下的值

表5 1～6類貨車在道路成本指標(biāo)下的權(quán)重

2.2.3.2各類貨車在級(jí)差效益指標(biāo)下的權(quán)重計(jì)算

(1) 經(jīng)濟(jì)效益。選擇貨車額定載質(zhì)量來衡量貨車的經(jīng)濟(jì)效益。將表6所示各類貨車的額定載質(zhì)量帶入式(13)，計(jì)算得到經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)下1～6類貨車的權(quán)重(見表7)。

表6 1～6類貨車的額定載質(zhì)量

表7 1～6類貨車在經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)下的權(quán)重

(2) 成本效益。選擇貨車百公里油耗費(fèi)用、百公里輪耗費(fèi)用、百公里潤(rùn)滑油耗費(fèi)用和百公里維修費(fèi)用衡量成本效益。1) 百公里油耗費(fèi)用。采用集成-力學(xué)法構(gòu)建車輛運(yùn)輸費(fèi)用預(yù)估模型對(duì)各類貨車的百公里油耗費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算[見式(14)、式(15)]，再接式(16)計(jì)算百公里油耗費(fèi)用節(jié)約效益。2) 百公里輪耗費(fèi)用。按式(17)計(jì)算輪胎百公里消耗數(shù)，將輪胎百公里消耗數(shù)乘以輪胎價(jià)格即可得到百公里輪耗費(fèi)用[見式(18)]，再按式(19)計(jì)算百公里輪耗費(fèi)用節(jié)約效益。3) 百公里潤(rùn)滑油耗費(fèi)用。影響百公里潤(rùn)滑油耗的主要因素是車型和路面狀況，各類貨車的百公里潤(rùn)滑油耗費(fèi)用按式(20)、式(21)求解。4) 百公里維修費(fèi)用。貨車百公里維修費(fèi)用根據(jù)HDM-Ⅲ模型進(jìn)行計(jì)算[見式(22)、式(23)]。將貨車百公里油耗費(fèi)用節(jié)約效益、百公里輪耗費(fèi)用節(jié)約效益、百公里潤(rùn)滑油耗費(fèi)用節(jié)約效益和百公里維修費(fèi)用節(jié)約效益相加，即可得到各類貨車的成本效益(見表11)。將表11中的值帶入式(13)，計(jì)算得到成本效益指標(biāo)下1～6類貨車的權(quán)重(見表12)。

表11 1～6類貨車的成本節(jié)約費(fèi)用

表12 1～6類貨車在成本效益指標(biāo)下的權(quán)重

F=ai+bi·IRI

(14)

CF=PF·F

(15)

(16)

表8 各類貨車模型標(biāo)定系數(shù)

TCi=NTi·(0.001 165+0.000 178 1·IRI)

(17)

TYREi=PT·TCi

(18)

(19)

(20)

(21)

表9 各類貨車的百公里潤(rùn)滑油耗回歸系數(shù)

PCi=ei·ki·exp(fi·IRI)·CKMiKpi·pi

(22)

(23)

式中：PCi為i類貨車百公里維修費(fèi)用(元)；ei、fi為i類貨車模型回歸系數(shù)；ki為i類貨車維修費(fèi)用系數(shù)；CKMi為i類貨車平均累計(jì)行駛里程(100 km)；Kpi為i類貨車車齡指數(shù)；pi為i類貨車新車平均價(jià)格(元)。各參數(shù)的取值見表10。

表10 維修費(fèi)用模型系數(shù)及參數(shù)取值

(3) 時(shí)間效益。選擇貨車路程的縮短和速度的提高來衡量貨車的時(shí)間效益。以宜賓至昭通高速公路彝良至昭通段為例，該路段總里程為135.679 km。若貨車不走高速公路，而走彝良至昭通二級(jí)公路，該路段總里程為167 km。貨車在不同等級(jí)公路上的速度通過式(24)計(jì)算。將表13、表14中參數(shù)取值帶入式(24)，并通過式(25)可計(jì)算出各類貨車的時(shí)間效益(見表15)。將表15中的值帶入式(13)，可計(jì)算出時(shí)間效益指標(biāo)下1～6類貨車的權(quán)重(見表16)。

表15 1～6類貨車的時(shí)間節(jié)約效益

表16 1～6類貨車在時(shí)間效益指標(biāo)下的權(quán)重

(24)

(25)

式中：S為車速(km/h)；v/c為擁擠度，高速公路一般取0.8，二級(jí)公路取0.75；fg為坡度調(diào)整系數(shù)，其取值見表13；a為車速系數(shù)，其取值見表14。

表13 坡度調(diào)整系數(shù)fg的取值

表14 車速系數(shù)a的取值

(4) 安全效益。選擇不同車型的事故率和事故損失來衡量貨車的安全效益。各類貨車在不同等級(jí)道路上行駛的事故率通過式(26)計(jì)算，各類貨車在不同等級(jí)道路上行駛的平均事故損失見表17。將各參數(shù)取值帶入式(26)，并通過式(27)計(jì)算各類貨車的安全效益(見表18)。將表18中的值帶入式(13)，計(jì)算出安全效益指標(biāo)下1～6類貨車的權(quán)重(見表19)。

表17 各類貨車在不同等級(jí)道路上行駛的平均事故損失

表18 1～6類貨車的安全效益

表19 1～6類貨車在安全效益指標(biāo)下的權(quán)重

Ri=α+β·AADTi

(26)

(27)

式中：Ri為i類貨車的事故率；α為事故率常數(shù)，高速公路取-40，二級(jí)公路取133；β為事故率系數(shù)，高速公路取0.005，二級(jí)公路取0.007；AADTi為i類貨車的年平均日交通量。

2.2.4 總層次指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

計(jì)算出每一層指標(biāo)相對(duì)于上一層指標(biāo)的權(quán)重后，按式(28)計(jì)算總層次指標(biāo)的權(quán)重，即第四層指標(biāo)相對(duì)于第一層指標(biāo)的權(quán)重(見表20)。

表20 1～6類貨車總層次指標(biāo)權(quán)重

W(k)=P(k)·W(k-1)

(28)

2.3 收費(fèi)系數(shù)測(cè)算

根據(jù)1～6類貨車總層次指標(biāo)權(quán)重，通過式(29)計(jì)算各類貨車的收費(fèi)系數(shù)ki，結(jié)果見表21。

表21 1～6類貨車的收費(fèi)系數(shù)

(29)

3 結(jié)語

針對(duì)高速公路新收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)下貨車不同車型收費(fèi)系數(shù)的確定缺乏科學(xué)性的問題，對(duì)收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型收費(fèi)系數(shù)進(jìn)行測(cè)算研究。構(gòu)建高速公路收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)下貨車車型收費(fèi)系數(shù)測(cè)算指標(biāo)體系，該指標(biāo)體系以貨車車型收費(fèi)系數(shù)為一級(jí)指標(biāo)，以道路成本和級(jí)差效益為二級(jí)指標(biāo)，以車軸數(shù)、最大允許總質(zhì)量、整備質(zhì)量和車長(zhǎng)為道路成本的三級(jí)指標(biāo)，以經(jīng)濟(jì)效益、成本效益、時(shí)間效益和安全效益為級(jí)差效益的三級(jí)指標(biāo)，以1～6類貨車為四級(jí)指標(biāo)。以宜賓至昭通高速公路彝良至昭通段為例，測(cè)算出收費(fèi)新標(biāo)準(zhǔn)下1～6類貨車車型收費(fèi)系數(shù)分別為1.0、2.0、2.9、3.8、4.6和5.2。