高速公路收费系统差异化收费改造方案研究

刘贵宁

摘要：文章研究了高速公路收费系统差异化收费改造方案，通过使用独立的差异化收费策略，满足当前以及后续差异化收费政策实施的要求，同时为后续差异化收费政策的制定提供数据支撑。

关键词：高速公路;差异化收费;收费策略

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

为进一步深化供给侧结构性改革，促进物流业降本增效，提高高速公路运行效率和服务水平，优化营商环境，在2019年，广西壮族自治区交通运输厅、发展改革委员会、财政厅三部门联合印发了《广西高速公路差异化收费试点实施方案》。该计划于2019-03-01至2020-12-31在广西部分高速公路路段试点实施差异化收费政策。根据特定高速公路路段在路网中的地位和作用、交通流量和收费标准等因素，制定适合特定路段的差异化收费政策，以期利用市场机制调节路段车流量，达到提高高速公路路网运行效率的目的。

为配合方案的落地实施，本文研究了一套高速公路差异化收费改造方案，可以满足当前差异化收费政策，同时不需要修改收费软件及后台支持系统即可支持后续推行的差异化收费政策。

1 概述

高速公路收费系统实现差异化收费是一个复杂的改造项目，涉及到收费车道系统、通行费清分结算、差异化收费类型和优惠金额统计分析等。

现有高速公路收费系统计费方式缺乏灵活性，无法满足高速公路差异化收费的要求，需要一个改造方案，具有足够的灵活性，可以满足当前以及后续差异化收费政策落地的要求;同时能对差异化收费政策实施情况进行汇总分析，为后续差异化收费政策的制定提供数据支撑。

2 整体架构

高速公路收费系统实现差异化收费涉及到的功能点如下：

（1）高速公路差异化收费策略文件的下发，将包含差异化收费政策实现的策略文件推送到各个收费车道。

（2）高速公路出口收费车道按照差异化收费政策收取通行费。

（3）收费车道和后台清分结算系统对差异化收费政策执行情况进行汇总和分析。

（4）统计报表系统以报表或者其他可视化形式呈现差异化收费政策执行情况，并汇总分析结果。

系统整体框架如图1所示。

3 软件架构

高速公路差异化收费涉及到的软件架构分两个级别：中心级以及车道级。中心级包括收费策略下发系统、清分结算系统和统计报表系统;车道级为出入口收费车道系统。收费策略下发系统下发收费策略到车道收费系统，车道收费系统通过收费网络将收费数据上传到中心的清分结算系统和统计报表系统。如图2所示。

3.1 差异化收费策略实现

在差异化收费实施前，广西高速公路收费使用的是统一优惠方案。由于统一优惠方案相对简单，同时考虑收费车道工作站的性能限制和对计算效率的要求，优惠方案使用程序代码硬编码的方式来实现。

程序硬编码有运行效率高、计算机配置要求相对较低的优势，但也存在修改复杂、上线迭代周期长的缺点。随着脚本语言运行环境的发展，现代脚本语言引擎通过预编译、内联缓存等技术提升了脚本语言的执行效率，执行速度已经能与二进制编译相媲美[1]，这让脚本承载差异化收费策略成为可能。同时主流脚本语言一般具有跨平台特性，客户端和服务端可以共用同一套脚本，降低了开发成本。

将原先内嵌在程序代码中的差异化收费策略独立成为使用脚本语言编写的策略文件，策略文件通过下发的方式提前发送到各个收费车道，车道收费程序在计算通行费时调用差异化收费策略引擎，传入相关收费参数，取得各个高速公路收费路段的差异化收费参数，并通过获得的参数确定收费路径，计算得到最终的收费金额。如果有新的差异化收费政策，只需要修改策略文件重新下发到收费车道，新的差异化收费政策会在指定的时间自动生效，期间不需要更新和重启车道收费程序。

3.2 收费策略下发系统

收费策略下发系统是部署在收费策略下发工作站的一套系统，主要负责下发通行费计算基础信息以及差异化收费策略到车道系统，并保证下发信息的完整性。其主要分为以下五个模块：

（1）通行费基础信息管理模块：按版本管理收费路段基础费率和高速公路收费路网拓扑图，将基础费率和拓扑图转换为车道收费系统可以识别的格式。

（2）差异化收费策略管理模块：按版本管理差异化收费策略文件，对策略文件进行签名，保证其完整性。

（3）通行费计算验证模块：通过输入的收费参数模拟车道计算通行费，验证通行费基础信息和差异化收费策略是否符合、正确。

（4）收费策略下发模块：通过收费网络下发新版本通行费基础信息和差异化收费策略到各个出入口车道收费系统。

（5）車道收费策略下发检查模块：检查各个车道是否已经完整接收下发的通行费基础信息和差异化收费策略，并将检查结果生成文档，供维护人员参考。

3.3 清分結算系统

负责通行费的拆分和汇总、结算，主要分为以下两个模块：

（1）通行费拆分模块：在出口车道收费系统计算通行费时已经完成大部分通行流水按路段拆分的工作，但仍存在因为软硬件故障造成的车道收费数据、人工补录收费数据、车道收费系统无法处理需要人工介入的特殊数据，这些无法在车道收费系统进行拆分的通行流水统一在通行费拆分模块进行拆分。拆分时使用和车道收费系统一致的通行费基础信息和差异化收费策略。

（2）通行费结算模块：将车道收费系统上传的通行费拆分信息和通行费拆分模块生成的通行费拆分明细（包括各收费路段享受的差异化收费优惠类别以及优惠金额），按指定的时间段和管理层级进行汇总，供统计报表系统进行展示。

3.4 统计报表系统

给用户展示和审核报表，并提供补录数据的途径。主要分为以下三个模块：

（1）报表模块：从清分结算系统通行费结算模块汇总后的数据生成差异化收费相关的报表，包括各种类型的应用差异化收费前后的收费金额比较，并按管理层级提供给用户查看，为用户调整差异化收费政策提供参考依据。

（2）人工补录数据模块：提供途径供用户手工录入因为收费车道软硬件故障以及收费员操作失误造成的丢失或者错误的收费数据。

（3）报表审核模块：提供报表审核功能给用户，审核确认之后，报表数据不再变动。

3.5 收费车道系统

收费车道系统主要完成按差异化收费政策收费和上传收费数据功能，主要分为以下五个模块：

（1）收费基础信息加载模块：收费系统启动时或者启用新版本收费策略时加载收费基础信息，供计算和拆分通行费使用。

（2）差异化收费策略加载模块：收费系统启动时或者启用新版本收费策略解析并加载差异化收费策略文件，供计算和拆分通行费以及获取差异化收费信息使用。

（3）通行费计算模块：根据收费参数，使用收费基础信息和差异化收费策略计算通行费。

（4）通行费拆分模块：根据收费参数，使用收费基础信息和差异化收费策略预拆分通行费到各个收费路段，同时记录各个路段享受的差异化收费优惠类别以及优惠金额。

（5）通行信息上传模块：将收费信息以及收费拆分结果上传到中心。

4 结语

针对高速公路差异化收费的实施要求，本文提出一套通过使用独立的差异化收费策略，实现应对当前及后续差异化收费政策实施的高速公路收费方案。

此外，本文设计使用的差异化收费策略具有高度的灵活性，理论上可以兼容所有基于收费路段折扣的差异化收费政策，而不需要对收费系统进行改动，降低了实施差异化收费政策的高速公路收费系统后续维护成本。

最后，本文提出了收费金额拆分结果记录各个路段享受的差异化收费优惠类别以及优惠金额的设计，这些更加全面的收费信息为高速公路差异化收费政策的制定提供了更为精准的统计基础。

参考文献：

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