本文转载自阿里巴巴集团高德公司，未来交通与城市计算联合实验室，原作者姜明、董振宁、吴泽驹、尹双超、毕超凡、陈婕妤、苏岳龙、张青芳。智能网智慧城市对文章进行二次编辑，供读者参考。
近年来，随着我国高速公路交通量持续快速增长，省界收费站逐渐成为高速公路网交通瓶颈，制约着路网通行能力，增加了交通延误与拥堵。
在联网运营、收费，提升综合运输网络通行效率的大背景下，取消省界收费站成为国家战略和交通运输部重点工作。
2018年底，交通运输部试点取消了江苏和山东、重庆和四川之间的15个省界收费站，同时，江苏省取消了5座高速公路跨江大桥收费站，迄今已近半年。
具体效果如何，是否达到预期？在此，我们利用互联网交通出行大数据进行深入分析。
1、高速公路省界收费站往往是高速公路网的交通瓶颈点
我国高速公路省界收费站是最主要的高速公路主线收费站形式。
根据《2017年全国收费公路统计公报》，截至2017年底，全国收费公路共有主线收费站1338个，其中高速公路主线收费站759个，包括主线省界收费站244组。
与城市道路不同，高速公路主线交通运行属于连续交通流，即在正常的交通控制策略与交通运行状态下，驾驶员无需停车。
但是高速公路主线收费站路段却很特殊，收费站路段包括完整的收费广场范围（如图1），车辆进入收费广场，通过收费通道，驶出收费广场的全过程中，所有车辆都将经历减速、停车、接受服务（交费、领卡或验票）、启动、加速离开的过程。
同时，大部分车辆要寻找合适的收费车道，在寻找车道过程中还要经过寻找车辆间隙、换道的过程。
因此，高速公路主线收费站收费系统往往成为瓶颈点：一方面，制约着高速公路通行能力、通行效率，易形成拥堵，增加出行时间延误；另一方面，车辆交织、速度变化过程容易导致交通事故。
正是源于以上原因，虽然我国省界收费站的数量只占高速公路网收费站总数的很小一部分，但是在高德发布的2018年全国最拥堵高速公路收费站TOP20路段中，省界收费站路段占65%。
这充分体现了省界收费站的交通瓶颈特征。
2、取消高速公路省界收费站对交通运行的改善效果分析
2018年5月,国务院作出“推动取消高速公路省界收费站”的决策部署,交通运输部于去年年底试点取消了江苏和山东、重庆和四川之间的15个省界收费站，如图2所示。
同时，江苏省取消了境内G2501南京四桥、G4011润扬大桥、S35泰州大桥、G2江阴大桥、G15苏通大桥等五座高速公路跨江大桥收费站，如图3所示。试点工作拉开了我国取消高速公路省界收费站工作的序幕。
以此为开端，交通运输部组织技术力量编制《取消高速公路省界收费站总体技术方案》，并于本月印发《深化收费公路制度改革取消高速公路省界收费站实施方案》，要求今年底前基本完成取消高速公路省界收费站工作。
时至今日，率先试点的撤站路段已经运营近半年。效果如何？在此，依托《2019年Q1中国主要城市交通分析报告》及互利网出行大数据进行分析。
（1）通行效率大幅度提升
收费站路段交通运行效率通常采用交通延误进行评价，这与车辆通过收费站的平均车速直接相关；同时与车辆在该路段的停车次数直接相关。
根据高德浮动车大数据，与2018年春运期相比，除个别路段因交通量增大造成车辆运行速度整体下降以外，2019年春运期间以上路段车辆运行速度总体提升10%-30%，如图4所示。
受交通量影响，西部地区相关路段夜间速度提升率普遍高于白天，而东部地区比白天的速度提升率相对更高。
取消收费站后，停车次数的减少效果尤为明显。撤站前，2018年春运，以上收费站路段的小客车车均停车次数约为1次。撤站后，2019年春运，小客车车均停车次数不足0.2次。
根据交通运输部统计数据，以川渝界取消的10个省界收费站为例，春运期间日均通行量达16万次，那么春运7天仅川渝界10个省界收费站累计停车次数减少近90万次。
这对于提升交通运行效率的、减少尾气排放的作用是巨大的。
以上数据充分说明，取消省界收费站对提升路段，乃至路网级的交通运行效率起到了比较显著的效果。
（2）运行安全性显著提高
驾驶人因素是交通事故的最主要诱发因素，对异常驾驶行为的研究与控制是提升高速公路交通安全运行的重要工作内容。
在高速公路主线收费站路段，车辆需要经历减速、换道、停车、加速驶离等过程，一系列驾驶行为的变化会增加交通安全风险。
国际上将相邻路段的车辆运行速度差与路段加速度作为评价路段运行安全性和舒适性的重要评价指标，以分析公路线形条件、发现公路交通安全风险。
比如，我国交通运输部行业标准《公路项目安全性评价规范》（JTG B05-2015）将运行速度差或运行速度梯度（车辆加速度）作为运行速度协调性评价的关键指标。
基于这一原理，依托高德驾驶行为大数据，分析收费站路段与其之前相邻路段的速度变化率、以及收费站路段的车辆加速度变化，从而评价取消高速公路省界收费站对于交通安全的影响。
分析结果显示，取消省界收费站后，收费站路段与其之前相邻路段的车辆运行速度差降低了8.9%，如图6所示。这说明车辆整体的运行状态更加平稳了。
在驾驶行为方面，欧洲学者的研究发现车辆的纵向加速度反映了驾驶舒适性，而舒适性与交通安全直接相关。
因此，车辆加速度是评价路段交通安全状况的重要指标。在我国公路交通安全评价技术标准中，将速度变化的梯度，也就是加速度作为高速公路交通安全水平的重要评价指标。
相同的原理，自去年，“未来交通与城市计算联合实验室”基于互联网大数据，研究利用“急加速、急减速、急换道、超速”（三急一速）等四种特异性驾驶行为数据作为“驾驶行为风险控制指标”，从更多维度对高速公路的安全性进行分析。
山东省与江苏省作为全国试点率先取消了两省间5组省界收费站。高德驾驶行为大数据分析显示，以上路段的驾驶风险行为整体下降60%-90%,如图7所示。
充分体现出，取消省界收费站后路段安全性有了显著性提高。
3、地图导航服务是高速出行中的重要部分，在取消高速公路省界收费站过程中，可起到重要作用
取消省界收费站工作在技术管理层面存在一大难题，即撤站后，在相同出入口之间会出现多种路径组合的可能性，需要增加新的技术系统支撑实现车辆行驶路径的精确识别。
比如，同样的起点和终点，选择不同的路径，行驶距离可能相差几百公里，需要准确的判断车辆的实际行驶路径。
另外，预约通行对于未来自由流收费，乃至缓解交通拥堵都具有重要的意义。
我国《取消高速公路省界收费站总体技术方案》中也提到，用户通过APP、网站及自助设备等途径事先预约行驶路线并预付通行费。但是并没有提出具体的实施手段。
以上两个问题，导航服务均会起到重要的作用。
首先，根据美国《道路通行能力手册》的研究，在车辆拥挤的状态下，车辆导航服务可以让驾驶员感到驾驶更加舒适。
第二，基于导航地图服务的精准定位，可以得到车辆比较准确的行程路径。提升车辆缴费的准确性和异常识别能力。
此外，未来将导航与移动支付手段进行绑定，通过ETC与导航实际路径相互校验，可以更加准确而便捷的实现高速公路缴费。
对于方案中提出的预约通行方式，导航可以作为预约通行的重要媒介，以及主要的服务入口和出口。为科学的预约通行策略的实施提供支撑。
4、结语
2018年5月16日，李克强总理在主持召开的国务院常务会议上，明确提出了“推动取消高速公路省界收费站”的要求。
在国家战略的指导下，交通运输部先期试点取消了部分高速公路主线收费站，并取得了比较显著的效果。
随着相关硬件、软件检测设施的标准化建设、ETC的更广泛推广、多种支付手段的融合应用以及相关法规、政策和技术标准的进一步完善，取消省界收费站在提升高速公路网交通运行效率的同时，对我国高速公路信息化工作同样具有重要的促进作用。
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