高速公路收费新标准下货车车型收费系数测算*

申科， 段莉珍， 李洁云， 赵鑫， 王博， 闫宬臣

(云南省交通科学研究院有限公司， 云南 昆明 650000)

高速公路收费新标准从2020年1月1日起开始实施。该收费标准最主要的变化是将货车收费方式从之前的计重收费变为了按车型收费。货车按车型收费较之计重收费具有很多优势，其中最大优势是提速降费。按计重收费时，一般需在收费站停车称重，而随着货车ETC的普及，货车按车型收费时可不用停车而直接通过收费站，运输效率大大提高。对于货车按车型收费时不同类型货车收费标准的确定，目前采取的方式是先定基准车费率，再制定不同车型的收费系数。因此，合理制定货车车型收费系数对于收费的公平性具有重大意义。

针对车型收费系数测算，王海洋以福建省高速公路为例，运用主成分分析法，分别从不同车型对高速公路的占用、破坏程度的差异及不同车型在高速公路上行驶所产生的级差效益不同两个角度对车型收费系数进行了计算；贺向阳运用层次分析法和BP-神经网络相结合的方法构建车型收费系数评价指标体系，并以客车车型收费系数测算为例进行了验证；曹镔提出在制定车型收费系数时，需考虑不同车型物理参数的不同，将货车车型划分为5类，并求出了5类车型的收费系数；程国宏等提出了一种不同车型收费系数的优化模型；朱春生等对高速公路货车车型计费费率测算方案进行了优化；张静晶等研究了高速公路货车计重收费调整为车型收费定价标准的差异性。上述车型收费系数研究多数是在旧收费标准下进行的，而新收费标准下车型收费系数的测算与旧标准不相同。为此，该文对高速公路收费新标准下货车车型收费系数测算进行研究。

1 高速公路收费新标准概述

2019年5月30日，交通运输部发布JT/T 489-2019《收费公路车辆通行费车型分类》，为高速公路收费新标准的实施提供支撑。在高速公路收费新标准下，不论客车还是货车均实施按车型收费，客、货车的车型划分与之前的划分均有所不同(见表1、表2)。

表1 新旧标准下客车车型划分

表2 新旧标准下货车车型划分

从表1可看出：新旧标准下客车车型划分区别不大，都是按照核定载人数进行划分，不同之处是1类客车的划分条件不一样。旧标准将核定载人数7人以下(含7人)的客车划分为1类客车，而新标准将核定载人数9人以下(含9人)的客车划分为1类客车，旧标准下核定载人数为8、9人的2类客车在新标准下变成了1类客车。

从表2可看出：新旧标准下货车车型划分区别很大。旧标准下货车车型主要根据额定载质量进行划分，将货车划分为5类；新标准下货车车型主要根据车轴数进行划分，将货车划分为6类。

新旧标准下，客车收费方式都是按照车型收费，但货车收费方式从旧标准的计重收费变为了新标准的按车型收费。由于新旧标准下客车车型划分变化不大，新标准下客车车型收费系数与旧标准差别不大；而新标准下货车车型划分与旧标准差别很大，新标准下货车车型收费系数与旧标准的差别也很大。

对于货车车型收费系数的确定，全国没有统一标准，各地货车车型收费系数各不相同。如何科学合理地测算高速公路收费新标准下货车车型收费系数对于高速公路公平性收费具有重要意义。

2 收费新标准下货车车型收费系数测算

2.1 指标体系构建

按照“谁使用，谁付费”和“谁受益，谁付费”的原则，从道路成本和级差效益2个方面选取货车车型收费系数测算指标。

对于道路成本指标，从对道路的占用率和对道路的破坏度两方面进行选取。根据高速公路收费新标准对货车车型的划分依据，选取货车车轴数和车长对道路的占用率进行衡量。一般货车车轴数越多，对道路的占用率越大；货车车长越大，对道路的占用率越大。货车施压在道路上的重量大则对道路的破坏度大，考虑到高速公路收费新标准对货车按车型收费，不论货车空载还是满载，其收费都一样，所以选取货车最大允许总质量作为货车满载时对道路破坏度的衡量指标，选取货车整备质量作为货车空载时对道路破坏度的衡量指标。

不同类型货车在高速公路上行驶时所获得的收益有差别，由此产生不同货车车型的级差效益，主要表现在经济效益、成本效益、时间效益和安全效益4个方面。一般货车所拉货物越多往往能给车主带来更多利益，选择货车额定载质量来衡量经济效益；成本效益主要从货车百公里油耗费用、百公里轮耗费用、百公里润滑油耗费用和百公里维修费用4个方面来衡量；时间效益主要从路程的缩短和速度的提高两方面进行衡量；安全效益主要从不同车型的事故率和事故损失两方面来衡量。

综上，构建图1所示高速公路收费新标准下货车车型收费系数测算指标体系。

图1 高速公路收费新标准下货车车型收费系数测算指标体系

2.2 各层指标权重计算

2.2.1 第二层指标对第一次指标的权重计算

由于第二层指标道路成本和级差效益相对于第一层指标货车车型收费系数同样重要，第二层指标相对于第一层指标的权重各取0.5，即：

2.2.2 第三层指标对第二次指标的权重计算

第三层指标相对于第二层指标的权重难以用客观赋值法计算，采用层次分析法。计算步骤：

(1) 建立层次结构模型(见图1)。

(2) 构造比较判别矩阵。对道路成本和级差效益指标下各因素进行两两重要度比较，得到道路成本判别矩阵A和级差效益判别矩阵B。

表3 平均随机一致性指标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 第四层指标对第三次指标的权重计算

第四层指标为1～6类货车，按式(13)计算第四层指标相对于第三层指标的权重。

(13)

式中：Pij为第三层指标第i个因素下第四层指标j类货车的权重；Xij为第三层指标第i个因素下第四层指标j类货车的值。

2.2.3.1各类货车在道路成本指标下的权重计算

将表4所示1～6类货车在道路成本指标下的车轴数、最大允许总质量、整备质量和车长带入式(13)，计算得到车轴数、最大允许总质量、整备质量和车长指标下1～6类货车的权重(见表5)。

表4 1～6类货车在道路成本指标下的值

表5 1～6类货车在道路成本指标下的权重

2.2.3.2各类货车在级差效益指标下的权重计算

(1) 经济效益。选择货车额定载质量来衡量货车的经济效益。将表6所示各类货车的额定载质量带入式(13)，计算得到经济效益指标下1～6类货车的权重(见表7)。

表6 1～6类货车的额定载质量

表7 1～6类货车在经济效益指标下的权重

(2) 成本效益。选择货车百公里油耗费用、百公里轮耗费用、百公里润滑油耗费用和百公里维修费用衡量成本效益。1) 百公里油耗费用。采用集成-力学法构建车辆运输费用预估模型对各类货车的百公里油耗费用进行计算[见式(14)、式(15)]，再接式(16)计算百公里油耗费用节约效益。2) 百公里轮耗费用。按式(17)计算轮胎百公里消耗数，将轮胎百公里消耗数乘以轮胎价格即可得到百公里轮耗费用[见式(18)]，再按式(19)计算百公里轮耗费用节约效益。3) 百公里润滑油耗费用。影响百公里润滑油耗的主要因素是车型和路面状况，各类货车的百公里润滑油耗费用按式(20)、式(21)求解。4) 百公里维修费用。货车百公里维修费用根据HDM-Ⅲ模型进行计算[见式(22)、式(23)]。将货车百公里油耗费用节约效益、百公里轮耗费用节约效益、百公里润滑油耗费用节约效益和百公里维修费用节约效益相加，即可得到各类货车的成本效益(见表11)。将表11中的值带入式(13)，计算得到成本效益指标下1～6类货车的权重(见表12)。

表11 1～6类货车的成本节约费用

表12 1～6类货车在成本效益指标下的权重

F=ai+bi·IRI

(14)

CF=PF·F

(15)

(16)

表8 各类货车模型标定系数

TCi=NTi·(0.001 165+0.000 178 1·IRI)

(17)

TYREi=PT·TCi

(18)

(19)

(20)

(21)

表9 各类货车的百公里润滑油耗回归系数

PCi=ei·ki·exp(fi·IRI)·CKMiKpi·pi

(22)

(23)

式中：PCi为i类货车百公里维修费用(元)；ei、fi为i类货车模型回归系数；ki为i类货车维修费用系数；CKMi为i类货车平均累计行驶里程(100 km)；Kpi为i类货车车龄指数；pi为i类货车新车平均价格(元)。各参数的取值见表10。

表10 维修费用模型系数及参数取值

(3) 时间效益。选择货车路程的缩短和速度的提高来衡量货车的时间效益。以宜宾至昭通高速公路彝良至昭通段为例，该路段总里程为135.679 km。若货车不走高速公路，而走彝良至昭通二级公路，该路段总里程为167 km。货车在不同等级公路上的速度通过式(24)计算。将表13、表14中参数取值带入式(24)，并通过式(25)可计算出各类货车的时间效益(见表15)。将表15中的值带入式(13)，可计算出时间效益指标下1～6类货车的权重(见表16)。

表15 1～6类货车的时间节约效益

表16 1～6类货车在时间效益指标下的权重

(24)

(25)

式中：S为车速(km/h)；v/c为拥挤度，高速公路一般取0.8，二级公路取0.75；fg为坡度调整系数，其取值见表13；a为车速系数，其取值见表14。

表13 坡度调整系数fg的取值

表14 车速系数a的取值

(4) 安全效益。选择不同车型的事故率和事故损失来衡量货车的安全效益。各类货车在不同等级道路上行驶的事故率通过式(26)计算，各类货车在不同等级道路上行驶的平均事故损失见表17。将各参数取值带入式(26)，并通过式(27)计算各类货车的安全效益(见表18)。将表18中的值带入式(13)，计算出安全效益指标下1～6类货车的权重(见表19)。

表17 各类货车在不同等级道路上行驶的平均事故损失

表18 1～6类货车的安全效益

表19 1～6类货车在安全效益指标下的权重

Ri=α+β·AADTi

(26)

(27)

式中：Ri为i类货车的事故率；α为事故率常数，高速公路取-40，二级公路取133；β为事故率系数，高速公路取0.005，二级公路取0.007；AADTi为i类货车的年平均日交通量。

2.2.4 总层次指标权重计算

计算出每一层指标相对于上一层指标的权重后，按式(28)计算总层次指标的权重，即第四层指标相对于第一层指标的权重(见表20)。

表20 1～6类货车总层次指标权重

W(k)=P(k)·W(k-1)

(28)

2.3 收费系数测算

根据1～6类货车总层次指标权重，通过式(29)计算各类货车的收费系数ki，结果见表21。

表21 1～6类货车的收费系数

(29)

3 结语

针对高速公路新收费标准下货车不同车型收费系数的确定缺乏科学性的问题，对收费新标准下货车车型收费系数进行测算研究。构建高速公路收费新标准下货车车型收费系数测算指标体系，该指标体系以货车车型收费系数为一级指标，以道路成本和级差效益为二级指标，以车轴数、最大允许总质量、整备质量和车长为道路成本的三级指标，以经济效益、成本效益、时间效益和安全效益为级差效益的三级指标，以1～6类货车为四级指标。以宜宾至昭通高速公路彝良至昭通段为例，测算出收费新标准下1～6类货车车型收费系数分别为1.0、2.0、2.9、3.8、4.6和5.2。