黃宇卓, 毛阿立

(1.湖南省交通科學(xué)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410029； 2.交通建設(shè)工程湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410029)

0 引言

2020年1月1日之前，我國(guó)高速公路采用以人工收費(fèi)為主、ETC收費(fèi)為輔的集中收費(fèi)模式。受該收費(fèi)模式的影響，互通選形不夠靈活，以單喇叭為主，形式單一，存在互通占地大、成本高、影響城市規(guī)劃等問(wèn)題[1]。目前，湖南省已經(jīng)完成了取消省界收費(fèi)站及ETC分段計(jì)費(fèi)改造的任務(wù)。ETC分段計(jì)費(fèi)模式的推廣，將大幅降低高速公路互通建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理成本，提升互通運(yùn)行效率，并推動(dòng)互通設(shè)置形式的多樣化，且為互通布局的加密提供有利條件，從而大幅促進(jìn)高速公路降低成本、提升總體運(yùn)行效率，并有效緩解高速公路擁堵車(chē)流“上不去、下不來(lái)”的問(wèn)題，為高速公路擁堵分流與應(yīng)急管理提供便利。這對(duì)推動(dòng)湖南省高速公路走高質(zhì)量發(fā)展之路、助力交通強(qiáng)國(guó)示范省建設(shè)具有重要意義。本文從宏觀和中觀層面研究ETC分段計(jì)費(fèi)對(duì)一般互通的選形影響，重點(diǎn)分析了通行能力與服務(wù)水平、管理效率、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本等幾方面。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 互通選形情況

傳統(tǒng)人工收費(fèi)模式下，我國(guó)高速公路一般互通式立體交叉多采用喇叭形，約占93%；部分苜蓿葉形約占6%，菱形約占1%[2]。湖南省的一般互通式立體交叉形式與國(guó)內(nèi)基本一致，全省單喇叭形互通占比95.4%；菱形互通占比2.2%；部分苜蓿葉互通占比0.7%；其他形式占比1.7%。單喇叭形互通使用率較大，說(shuō)明互通式立體交叉與收費(fèi)站的合并設(shè)置對(duì)互通選形產(chǎn)生了關(guān)鍵性影響[3]。由于原有收費(fèi)模式下收費(fèi)廣場(chǎng)規(guī)模大，單喇叭形互通匝道匯集于一處，僅需集中設(shè)置一處收費(fèi)廣場(chǎng)，運(yùn)營(yíng)管理較為方便；而部分苜蓿葉形和菱形互通匝道往往分開(kāi)設(shè)置，需要建設(shè)多處收費(fèi)廣場(chǎng)，運(yùn)營(yíng)管理難度大。湖南省高速公路現(xiàn)狀9處菱形互通主要采用三岔菱形互通方案，4條匝道平交后都通過(guò)一條連接線通往收費(fèi)站，收費(fèi)站設(shè)置為一站一點(diǎn)式，通常適用于受地形地物限制且交通量不大的情況，但本質(zhì)上與單喇叭互通的運(yùn)行管理方式相同?，F(xiàn)狀3處部分苜蓿葉互通全部位于長(zhǎng)沙周邊，互通用地受到限制，部分象限無(wú)法布置匝道，難以采用單喇叭互通形式，部分苜蓿葉互通能避免占用特定地塊，適用性較好，如長(zhǎng)張高速關(guān)山互通、長(zhǎng)沙繞城高速萬(wàn)家麗南互通等。

1.2 互通連接模式

湖南省的一般互通式立體交叉與其他道路的連接模式基本都為單喇叭形互通+連接線，通過(guò)單喇叭形互通接入一處集中收費(fèi)廣場(chǎng)，再設(shè)置長(zhǎng)度幾百米到幾公里不等的互通連接線連接收費(fèi)廣場(chǎng)與其他道路(見(jiàn)圖1)。這種連接模式在傳統(tǒng)人工收費(fèi)模式下便于集中收費(fèi)管理，但存在著與路網(wǎng)銜接較差，上下高速繞行距離較遠(yuǎn)的問(wèn)題，部分互通連接線影響路網(wǎng)規(guī)劃?；ネㄟB接模式的單一還降低了路網(wǎng)通行能力及對(duì)交通和環(huán)境的適應(yīng)性。

圖1 某典型互通連接模式

1.3 互通成本情況

互通成本主要由建設(shè)成本、運(yùn)營(yíng)成本兩大部分組成。目前湖南省已建成和設(shè)計(jì)中的一般互通式立體交叉中都以單喇叭形互通為主，通過(guò)統(tǒng)計(jì)醴婁、伍益、官新、沅辰、芷銅等高速公路的造價(jià)數(shù)據(jù)，可知單喇叭互通(不含主線)的建安費(fèi)普遍為6000萬(wàn)～8000萬(wàn)元(見(jiàn)圖2)。此外互通的建設(shè)成本還包含征地拆遷成本、收費(fèi)站建設(shè)成本及收費(fèi)機(jī)電成本，其中征地拆遷成本3000萬(wàn)～5000萬(wàn)元，收費(fèi)站造價(jià)1000萬(wàn)～2000萬(wàn)元，收費(fèi)機(jī)電造價(jià)約1150萬(wàn)元。運(yùn)營(yíng)成本主要由人工成本、辦公成本、用電成本等組成，與收費(fèi)站配備人數(shù)呈正比。根據(jù)對(duì)長(zhǎng)沙管理處運(yùn)營(yíng)中收費(fèi)站的調(diào)查研究，以一處3進(jìn)5出的收費(fèi)站為例，ETC分段計(jì)費(fèi)前配備人員為30人，每年運(yùn)營(yíng)成本約258萬(wàn)元。按20a運(yùn)營(yíng)期計(jì)算，一處互通建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本高達(dá)2億多。傳統(tǒng)人工收費(fèi)每處收費(fèi)站配備的人數(shù)較多，導(dǎo)致收費(fèi)站的房建規(guī)模偏大，總體運(yùn)營(yíng)成本偏高。同時(shí)傳統(tǒng)人工收費(fèi)的管理模式也限制了互通選形，絕大多數(shù)采用建設(shè)和占地規(guī)模都較大的單喇叭形互通，導(dǎo)致互通建設(shè)成本偏高。

圖2 部分單喇叭形互通建安費(fèi)

2 ETC分段計(jì)費(fèi)對(duì)互通選形的影響

2.1 互通的通行能力與服務(wù)水平提升

ETC系統(tǒng)可以使車(chē)輛快速、便捷地通過(guò)收費(fèi)站，車(chē)道平均服務(wù)時(shí)間大幅縮短，根據(jù)相關(guān)研究結(jié)論，ETC車(chē)道平均服務(wù)時(shí)間約為3 s，入口MTC車(chē)道服務(wù)時(shí)間約為8 s，出口MTC車(chē)道服務(wù)時(shí)間約為18 s[4]。理論上每ETC車(chē)道通行能力可達(dá)1 200 pcu/h，是入口MTC車(chē)道通行能力的2.67倍、出口MTC車(chē)道通行能力的6倍。

以典型的3進(jìn)5出互通出入口為例，傳統(tǒng)人工收費(fèi)模式下互通進(jìn)、出口的通行能力分別為2 100、2 000 pcu/h[5]；推行ETC分段計(jì)費(fèi)改造后，進(jìn)、出口的通行能力分別為2 850、5 000 pcu/h?；ネǔ隹诘耐ㄐ心芰μ嵘?倍以上，可以縮減出口收費(fèi)站的規(guī)模(見(jiàn)表1)。

表1 典型“3進(jìn)5出”互通出入口基本通行能力對(duì)比分析類(lèi)型傳統(tǒng)人工收費(fèi)模式推行ETC改造后車(chē)道數(shù)/條通行能力/(pcu·h-1)車(chē)道數(shù)/條通行能力/(pcu·h-1)ETC車(chē)道11 20022 400進(jìn)口道MTC車(chē)道29001450小計(jì)32 10032 850ETC車(chē)道11 20044 800出口道MTC車(chē)道48001200小計(jì)52 00055 000

2.2 互通管理的效率提升

ETC系統(tǒng)有效降低了收費(fèi)站的現(xiàn)金管理需求及管理難度，減少了現(xiàn)金流通中產(chǎn)生的清點(diǎn)、出納、解款等環(huán)節(jié)，也降低了現(xiàn)金管理產(chǎn)生的安全隱患，提升了高速公路互通的管理效率[6]。

2.3 建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本降低

2.3.1建設(shè)成本

ETC分段計(jì)費(fèi)模式下，隨著收費(fèi)人員的減少，收費(fèi)站可以減少土地征用、收費(fèi)大棚、員工宿舍以及綜合樓的規(guī)模，初步估算單個(gè)收費(fèi)站可減少直接投資400萬(wàn)～600萬(wàn)元，收費(fèi)站建設(shè)成本降低為20%～30%。

隨著ETC分段計(jì)費(fèi)的推行，互通管理模式發(fā)生了變化，對(duì)互通選形的限制將減小，選形可以更加多樣化、靈活化。經(jīng)測(cè)算，菱形互通和部分苜蓿葉互通的用地規(guī)模及匝道長(zhǎng)度均小于單喇叭互通，菱形互通造價(jià)為2500萬(wàn)～5000萬(wàn)元，部分苜蓿葉形互通造價(jià)為3000萬(wàn)～6000萬(wàn)元。ETC分段計(jì)費(fèi)改造后，收費(fèi)站人員配置大幅減少，菱形互通和部分苜蓿葉形互通設(shè)置在成本上的優(yōu)勢(shì)凸顯。選形多樣化，通過(guò)采用菱形、部分苜蓿葉形整合選用可以使互通的直接建設(shè)成本減少20%～30%(見(jiàn)表2)。

表2 不同形式互通扣除主線規(guī)模及造價(jià)測(cè)算互通形式匝道長(zhǎng)度/km跨線橋座數(shù)/座占地面積/km2造價(jià)/萬(wàn)元單喇叭形3.0～4.020.10～0.176 000～8 000菱形1.3～2.310.03～0.072 500～5 000部分苜蓿葉形1.5～2.510.06～0.103 000～6 000

2.3.2運(yùn)營(yíng)成本

根據(jù)對(duì)部分運(yùn)營(yíng)收費(fèi)站的調(diào)查研究，以一處3進(jìn)5出的收費(fèi)站為例，ETC分段計(jì)費(fèi)前配備人員為30人，目前配備人員減少至20人，人員配備數(shù)量普遍減少30%～40%。收費(fèi)站人員的減少除了帶來(lái)最直接的薪資支出減少外，還能減少相對(duì)應(yīng)的宿舍樓、綜合樓及輔助用房的建設(shè)投入，以及水電等資源的消耗。綜合考慮人工成本的降低及ETC設(shè)備維護(hù)成本的增加，每處收費(fèi)站的運(yùn)營(yíng)成本下降為30%～40%。

2.3.3互通設(shè)置的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本降低

根據(jù)前面的分析，ETC分段計(jì)費(fèi)推行后初步估算每個(gè)收費(fèi)站可減少直接建設(shè)成本20%～30%，而互通選形的多樣化可以使單個(gè)互通的直接建設(shè)成本減少20%～30%。綜合考慮互通與收費(fèi)站直接建設(shè)成本、收費(fèi)站運(yùn)營(yíng)成本，預(yù)計(jì)單個(gè)互通的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本能減少25%～35%。隨著ETC改革的深入，互通的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本將進(jìn)一步減少(見(jiàn)圖3)。

圖3 ETC改造前后各項(xiàng)成本減少比例測(cè)算

3 互通選形趨勢(shì)

傳統(tǒng)人工收費(fèi)模式下，原有的收費(fèi)廣場(chǎng)及管理站房面積較大，一般在6 000 m2以上，從一定程度上限制了互通的選址及選形，尤其是城區(qū)房屋密集區(qū)域及山區(qū)地形陡峭區(qū)域，很多適合設(shè)置互通的位置受收費(fèi)站用地限制無(wú)法布設(shè)互通，或者因布設(shè)收費(fèi)站的需要導(dǎo)致互通選形受很大制約，無(wú)法完全按照交通需求、路網(wǎng)情況及地形條件選擇最適合的互通形式，導(dǎo)致直接建設(shè)成本增加和路網(wǎng)運(yùn)行效率降低等問(wèn)題。采取四岔菱形和部分苜蓿葉形互通都需要設(shè)置多點(diǎn)收費(fèi)站，而傳統(tǒng)人工收費(fèi)模式下多點(diǎn)收費(fèi)站的管理難度較大，導(dǎo)致了菱形互通和部分苜蓿葉形互通使用率較低。

從近期看，ETC分段計(jì)費(fèi)可減少收費(fèi)站的建設(shè)成本及占地規(guī)模，使互通匝道布設(shè)更為自由，不必為了設(shè)置收費(fèi)站特地經(jīng)過(guò)一處大面積地形較平坦區(qū)域，進(jìn)出口匝道布設(shè)可以更順應(yīng)地形及交通流向，使互通選形更趨于合理。菱形互通和部分苜蓿葉形互通等非單喇叭形式互通將更加適用。

從遠(yuǎn)期看，ETC完全實(shí)施可取消收費(fèi)站及管理站房，互通選形可不考慮收費(fèi)站的設(shè)置問(wèn)題，只考慮交通需求、路網(wǎng)情況及地形條件等因素，可根據(jù)具體情況采用更為經(jīng)濟(jì)合理的其他互通形式，改變目前單喇叭互通為主的互通選形思路。

4 結(jié)論

自2020年ETC分段計(jì)費(fèi)全面推行以來(lái)，湖南省小型車(chē)輛ETC安裝率達(dá)到90%以上，但新建的高速公路一般互通還是以單喇叭形為主，未出現(xiàn)顯著變化。根據(jù)湖南省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)中心數(shù)據(jù)及收費(fèi)站實(shí)地調(diào)查，ETC實(shí)際使用率僅有60%～70%，主要是因?yàn)橐环矫鍱TC設(shè)備故障時(shí)有發(fā)生，另一方面部分車(chē)主思想觀念尚未轉(zhuǎn)變，大量車(chē)輛還是走人工車(chē)道。同時(shí)超載治理、綠通設(shè)置、管控需求、法規(guī)尚未完善等因素制約依然存在，目前高速公路尚不能實(shí)現(xiàn)完全ETC收費(fèi)模式，近期必須保留ETC/人工混合車(chē)道。這些因素導(dǎo)致收費(fèi)站的通行效率并未得到根本提升，管理模式與之前也未出現(xiàn)大的變化，依然需要設(shè)置集中收費(fèi)站以便于管理，故單喇叭形互通在近期還將占據(jù)主要地位。隨著管理制度的完善、車(chē)主思想觀念的轉(zhuǎn)變、全路網(wǎng)治超的實(shí)施、各項(xiàng)法規(guī)的完善，遠(yuǎn)期ETC收費(fèi)模式將完全取代人工收費(fèi)，收費(fèi)管理因素對(duì)于互通選形的影響將逐漸減小。

總結(jié)出ETC分段計(jì)費(fèi)對(duì)互通選形的影響主要有以下幾點(diǎn)：減少了人工收費(fèi)時(shí)間，高速公路互通進(jìn)出口的通行能力大幅度提升，尤其是互通出口的通行能力提升兩倍以上；減少了收費(fèi)人員數(shù)量及收費(fèi)現(xiàn)金數(shù)量，提升了高速公路互通管理效率；推行ETC分段計(jì)費(fèi)，互通收費(fèi)站規(guī)模減少，可靈活選取更加經(jīng)濟(jì)的互通形式，建設(shè)成本與運(yùn)營(yíng)成本均大幅度降低。

總的來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)人工收費(fèi)模式下互通選形更多考慮方便集中管理收費(fèi)及節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，絕大多數(shù)互通采用單喇叭形，這與過(guò)去的收費(fèi)模式是相適應(yīng)的。隨著ETC分段計(jì)費(fèi)的推行，收費(fèi)管理效率提升及運(yùn)營(yíng)成本下降，互通選形可以更加多樣化、靈活化，各種形式的互通應(yīng)根據(jù)其適用條件進(jìn)行綜合比選。