謝勁松+金雪晴

摘要：本文分析不同路段交通需求隨總交通需求變化趨勢，討論道路使用者到達(dá)路時(shí)間與高峰時(shí)段開始及結(jié)束的關(guān)系；分析交通擁擠收費(fèi)重分配策略，確定了擁擠路段收費(fèi)費(fèi)率及平行路段道路使用者合理時(shí)間到達(dá)時(shí)經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼計(jì)算方法，同時(shí)給出兩條道路同時(shí)擁擠及平行路段開始擁擠收費(fèi)判斷方法。最后以簡單路網(wǎng)為例分析高速公路擁擠收費(fèi)重分配過程。

關(guān)鍵詞：高速公路；擁擠收費(fèi)；收費(fèi)重分配

中圖分類號(hào)：U1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）11-0037-02

1 引言

社會(huì)車輛保有量激增，不僅城市內(nèi)部交通狀況不斷惡化，某些高速公路的路段也出現(xiàn)擁擠延誤現(xiàn)象，甚至有的出現(xiàn)需求交通量大于高速公路設(shè)計(jì)交通量路段。擁擠收費(fèi)不僅能夠考慮到用戶的是時(shí)間價(jià)值，同時(shí)還考慮到了社會(huì)效益，擁擠收費(fèi)是部分交通量轉(zhuǎn)移平行道路上，擁擠路段的道路通過狀況得到改善，同時(shí)也可以減少部分非必要高峰時(shí)間的出行。

2 擁擠收費(fèi)的研究綜述

道路擁擠收費(fèi)的研究是以微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的，從微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)中的邊際成本定價(jià)理論為出發(fā)點(diǎn)，分析特定擁擠路段收費(fèi)費(fèi)率與交通量的關(guān)系，建立模型。呂彪等人，分析隨機(jī)路網(wǎng)交通量特點(diǎn)：即出行者都趨于規(guī)避出行風(fēng)險(xiǎn)，作者在供需條件同時(shí)隨機(jī)變化，且OD需求彈性變化為的METE模型為基礎(chǔ)，建立了次優(yōu)擁擠收費(fèi)模型。羅朝輝等人分析出行者和城市社會(huì)時(shí)間價(jià)值，對擁擠路段建立了基于時(shí)間的雙層規(guī)劃模型。關(guān)于高速公路的擁擠收費(fèi)研究，鄒博根據(jù)山東省高速公路網(wǎng)的交通量時(shí)間分布情況，在收費(fèi)費(fèi)率一定的情況下，將高速公路交通量與時(shí)間分布模擬為分段二次函數(shù)，給出可變費(fèi)率擁擠收費(fèi)模型。

3 模型分析

3.1 路網(wǎng)及參數(shù)定義

本文以O(shè)D間有兩條路段的簡單路網(wǎng)為例，路段1為高速公路，路段2為普通公路，通行能力分別為C1和C2，OD間交通需求固定，且道路擁擠收費(fèi)價(jià)格與交通需求總量無關(guān)。

路網(wǎng)中，L1和L2不擁堵時(shí)，常態(tài)運(yùn)行時(shí)間分別t1f和t2f，α為單位行駛費(fèi)用，αe為早到時(shí)間費(fèi)用；α1遲到時(shí)間費(fèi)用；；C（t）為t時(shí)刻道路使用者的出行費(fèi)用；C為路網(wǎng)交通量平衡時(shí)路網(wǎng)道路使用者的出行費(fèi)用；D（t）為t時(shí)刻道路的排隊(duì)長度；N為總的出行人數(shù)，NC1和NC2是道路的瓶頸通行能力；t為道路使用者出發(fā)時(shí)刻；te為最早出發(fā)時(shí)間；tl為最晚出發(fā)時(shí)刻；t*為理想到目的地時(shí)刻；tl1和tl2是L1、L2使用者在t*到達(dá)目的地時(shí)的出發(fā)時(shí)刻；DC為路網(wǎng)總計(jì)劃延誤時(shí)間費(fèi)用；CX為路網(wǎng)總行駛時(shí)間費(fèi)用，TC為路網(wǎng)總出行費(fèi)用，即TC=DC+TTC；C（t）為道路使用者在t時(shí)刻從起點(diǎn)出發(fā)至終點(diǎn)時(shí)的總的費(fèi)用，C（t）= α+αe+E，其中E為道路時(shí)變收費(fèi)函數(shù)，-E是表示為對非擁擠平行路段的道路使用者的費(fèi)用補(bǔ)貼。沒有擁擠收費(fèi)，達(dá)到平衡時(shí)，出行費(fèi)用是相同的，但是早到或遲到的用戶排隊(duì)等待的時(shí)間較少，但計(jì)劃延誤時(shí)間會(huì)增加。如果高峰小時(shí)不發(fā)生擁擠，則要控制用戶在起點(diǎn)的到達(dá)與道路的通行能力相適應(yīng)，即通過收費(fèi)控制達(dá)到社會(huì)最優(yōu)。

4 案例分析

案列中的簡單路網(wǎng)起到示意作用，實(shí)際中可根據(jù)實(shí)際路網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測算。本例中簡單路網(wǎng)由一條高速公路和一條平行道路構(gòu)成，簡單路網(wǎng)的參數(shù)如表1所示。

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，NC1=2hS1=1500，從NC1到NC2，道路上使用者的到達(dá)情況由（6）給出，NC2由式（7）求得，NC2=4907；N1的取值從（11）或（15）的較大值中選取，本例中式（15）的N1較大；N由式（20）得到，N為6633；

當(dāng)L2上的使用者為4907時(shí)，開始有擁擠現(xiàn)象產(chǎn)生，使用者達(dá)到6633時(shí)，開始進(jìn)行收費(fèi)，費(fèi)率由式（12）給出，圖1為N=6633時(shí)，L1收費(fèi)費(fèi)率和L2經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼情況圖。

本文簡單路網(wǎng)中L2總計(jì)劃延誤（DC2）為211.56，L2的運(yùn)行費(fèi)用（C2）為4.61，L2的使用費(fèi)用（CX2）為4.28，L1的交通需求為1300時(shí)開始有擁擠現(xiàn)象產(chǎn)生，同時(shí)開始轉(zhuǎn)移部分使用者到L2；L2的交通需求達(dá)到4907時(shí)，也開始產(chǎn)生擁擠，至6633時(shí)對L2進(jìn)行擁擠收費(fèi)，對于L2使用者經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼上圖1所示。

5 結(jié)語

對高速公路擁擠路段進(jìn)行擁擠收費(fèi)重分配，能夠調(diào)節(jié)道路通行狀況，提高出行者的時(shí)間效率，而且對于合理時(shí)間范圍內(nèi)的出行者，有一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼。同時(shí)，進(jìn)行高峰時(shí)間擁擠收費(fèi)，可調(diào)節(jié)部分非必要高峰時(shí)間出行道路使用者，延后時(shí)間出行，提高出行時(shí)間效率。

Abstract：This paper analyzes the trend of traffic demand in different sections along the road of network； And this paper discusses the relationship between users' arrival time and the time of beginning and end of peak hours. Analyzing redistribution strategy of congestion pricing； Determining toll rate of the crowded road and the calculation method for users arrived at the reasonable and economic time of parallel road； Giving the judgment method of two roads crowded at the same time and the start time for parallel road to charging congestion. Finally， a simple road network is used to analyze the process of congestion charging on expressway.

Key Words：Expressway； Congestion Charging； Charge Redistributionendprint