高速公路的多路径问题

    截止到2002年底，我国高速公路总里程达到2.52万公里，目前江苏、浙江、山东、广东、湖北、湖南、甘肃等省份都已经实现了高速公路联网收费、一卡通行，基本上建成了大小、规模不等的联网收费系统，在联网收费系统建设中，都面临了一个共同的问题，就是车辆行驶路径的识别。在联网收费环境下，尤其是在投资主体多元化的路网环境下，路径识别不仅仅涉及对每一通行车辆如何计算通行费的问题，同时还要考虑将收入的通行费拆分给哪个收费单位的问题，通行费的拆分直接关系到各条高速公路的合法利益，是联网收费的关键。 
　　　根据江苏省苏北高速公路路径识别技术的研究，在多路径路段上发生的交通量占总交通量的3.3‰，由多路径产生的费用占路网总通行费用的3‰，达720万元/年。随着路网的不断扩大，不确定路径的通行费用会越来越大。如此巨大的不能明确确定的通行费收入，如果不能妥善处理好，必然会对联网收费的正常工作产生很大的不利影响，必须认真地加以解决。 
二、路径识别基本思路
　　　从基本思路看，路径识别技术可以分为识别和概率识别两类。 
1. 识别原理
　　　识别的基本思路是识别出路网中每一车辆的实际行驶路径，避免路网中出现行驶路径的歧义，从而解决路网中多路径问题。 
　　　要做到对车辆行驶路径的识别通常由两种方法，一种是通过土建设施渠化的手段，确保任意车辆从一个收费站（点）到另一收费站（点）间只能有*的行驶路径，这种方法的主要要点是，每一收费站对不同驶入（驶出）方向的收费车道分别设置隔离墩，实现区分不同驶入（驶出）方向车辆，达到路径识别的目的。 
　　　另一种是通过标识方法对采集车辆行驶路径信息，确认车辆行驶路径。在封闭式的收费系统环境下，车辆通过路网时，已经具备了两项信息——出口信息和入口信息，对于路径识别来说，路径是由出口、入口、路段信息共同组成，只要三种信息齐全，路径就可以惟一确定，因此，只需要根据路网中会产生歧义的路段设立标识，采集标识信息，获取车辆行驶的标识是信息，就可以根据出口信息、入口信息、标识信息（可能有多个）识别出任意车辆的行驶路径。 
2. 概率识别基本原理
　　　车辆路径的概率识别就是通过交通均衡或非均衡理论为基础，建立以各种理论模型和算法，分析计算特定高速公路网络的通行车辆交通分布与分配，从而确定路网中整体出行交通的行驶路径或单车的可能行驶路径。 
　　　通过概率的计算，可以确定路网中车辆整体行驶路径的分布，因此，当联网收费的拆分模式是由结算中心统一拆分时，就可以根据路网中车辆整体行驶路径的分布，按某一时间间隔拆分多路径的通行费，当联网收费是在车道完成时，也可以按车辆行驶不同路径的概率拆分分配通行费到各路径路段业主，解决多路径识别问题。 
三、关于合理多路径
　　　在很大程度上，解决一个路网的路径识别问题，应该根据具体的多路径分布情况选择相应的方法，其关键是要解决多路径的划分标准问题，即要定义“合理多路径划分标准”。 
　　　合理多路径的确定取决两个方面的因素。*，应该充分考虑驾驶员的路径选择特性；第二，要充分考虑有关收费政策。 
　　　一般来说，道路使用者路径选择行为是基于道路使用效益zui大化和运营成本zui小化的原则之上的，即：花zui少的时间、zui少的费用、走zui短的路、获取zui大的效益。因此，运行时间zui少的路径对于时间价值导向型的道路使用者来说具有更强的吸引力；道路使用效益越明显，收费水平站道路使用效益的比重越小的线路，运营成本越低的路径，对于成本效益导向型的道路使用者来说具有越强的吸引力。 
　　　目前，我国大部分高速公路路网刚刚形成，在路径选择特性上，各条高速公路在存在以下四个方面的一致性： 
（1）由于都是新建高速公路，因此道路行驶状况基本一致； 
（2）大部分交通量远远没有达到饱和，不存在因为交通拥挤产生的时间延误问题，提供的服务水平基本一致。 
（3）由于新建道路，各路段提供的服务水平、单位运行时间、车辆运营成本等方面的道路使用效益基本一致； 
（4）由于各路段没有独立的收费大桥和隧道，实行按“里程”结算，因此道路收费水平基本一致。 
　　　根据目前国内高速公路实行的通行费征收政策，这几个方面的一致性综合反映了里程、时间、费用等方面的一致性，又完全集中反映在里程的一致性，是成正比例相互影响的，即：“里程越长、费用则越多、时间越多”。 
　　　因此，“里程”可以作为重要的影响因素，仅依据道路里程的长短提出合理竞争性路径的划分标准。里程的值决定了时间和费用的值，而里程的相对值不能真实地反映时间和费用的差异，不能真实地反映驾驶员对路径选择的可接受程度。因此，在实施中可以按照30公里、20公里、10公里、5公里进行划分，根据江苏省的研究结果，建议采用20公里作为确定合理多路径的划分标准。