Основы создания современных систем взимания платы на автомагистралях

Оказалось, что в странах, где платные дороги более распространены, сумма оплаты обычно невысокая, а в тех странах, где платных дорог всего несколько, сборы могут достигать невероятных сумм.4

Европейский опыт платных дорог привязан к механизму государственно-частного партнерства, предусматривающего значительное участие государства в форме долевых инвестиций.

Государство, в свою очередь, обязано при принятии решения о сотрудничестве с частным сектором опираться на детальный анализ обсуждаемого проекта.

Одна из трудностей: объективная и честная оценка эффективности функционирования предлагаемой системы взимания платы. Постараемся разобраться далее в этой проблеме.

Исходя из анализа мирового опыта, можно сделать вывод, что тип системы взимания платы «Свободный поток» (Free-flow) в настоящее время успешно применяется в ряде стран, является технически современным решением с возможностью масштабирования и применения унифицированных решений.

3 Основные понятия о дорожных платежах

Виды дорожных платежей за пользование платными автодорогами

В мировой практике существует два основных вида дорожных платежей за пользование платными автодорогами: прямые и скрытые платежи.

При использовании прямых платежей владелец дороги или компания-оператор регистрирует проезжающие по платной автодороге автомобили на постах взимания платы и получает с каждого из них оплату. Такая система используется в странах Европы, Северной и Южной Америки, Азии.

При использовании скрытых платежей пользователи дорог за проезд не платят. Вместо этого правительство на основе условий договора с компанией-оператором перечисляет ей выплаты в зависимости от результатов оценки интенсивности движения транспортных потоков на платной автодороге и установленных тарифов – то есть, фактически, оплата проезда по дороге перекладывается на всех налогоплательщиков. Данная система применяется в основном в Скандинавских странах и Великобритании.

В мировой практике прямые платежи за пользование платными автодорогами получили существенно большее распространение по сравнению со скрытыми платежами, так как они позволяют компаниям-операторам использовать различные маркетинговые стратегии для максимизации доходов от взимания платы, и ориентированы на принцип «пользователь платит».

Виды систем взимания платы за проезд

При взимании прямых платежей используется два основных вида систем взимания платы:

открытая система, когда пункты взимания платы устанавливаются либо на всех въездах, включая начало платного участка, либо на всех съездах, включая конец платного участка, либо по основному ходу платного участка. Очень часто используется вариант, когда на одной дороге в одном направлении «закрываются» все въезды, а в другом направлении – все съезды.

В этом виде системы взимания платы плата не зависит от пройденного автомобилем расстояния. Эта система особенно эффективна на автомагистралях с большой интенсивностью движения при совершении пользователями поездок на небольшие расстояния (например, в городах и пригородных зонах);

закрытая система, при которой транспортное средство проверяется дважды – при въезде и съезде с магистрали. При въезде на магистраль тем или иным способом фиксируется сам факт появления автомобиля в конкретном месте (и времени). При съезде с магистрали взимается плата в зависимости от пройденного автомобилем расстояния.

Использование закрытых систем особенно эффективно при совершении пользователями поездок на длинные расстояния, например, при межрегиональных корреспонденциях.

Помимо двух указанных классических систем взимания платы иногда применяется на практике зонная система взимания платы. По сути, зонная система состоит из набора участков с открытой системой взимания платы.

Применение закрытой системы вызывает трудности в том случае, если новые автомагистрали включают в себя уже существующие участки дороги, проезд по которым изначально был бесплатным.

Если старые участки проектировались и строились для бесплатного использования, то организация полноценных пунктов взимания платы (далее – ПВП) видится очень сложным и дорогим процессом.

Способы реализации вариантов построения систем взимания платы

Любой из вариантов построения системы взимания платы можно реализовать двумя способами.

В первом случае («классическом барьерном» варианте взимания платы) независимо от платёжного средства – наличные, кредитная карта, проездной билет, электронное устройство (транспондер) – автомобиль пересекает пункт взимания платы только после того, как произошла оплата.

Рисунок 1 – Современный пункт взимания платы барьерного типа на М-4 «Дон»

Фото из открытых источников

Основным признаком такого пункта взимания платы является наличие шлагбаума. При этом работа пункта взимания платы в случае использования транспондеров может быть организована таким образом, что при определённых условиях полной остановки автомобиля может и не потребоваться.

В другом случае на пункте взимания платы отсутствуют какие-либо шлагбаумы, и остановки автомобиля не требуется («безостановочный» вариант взимания платы).

Широко признан тот факт, что для обработки транспортного потока, движущегося по каждой полосе автомагистрали, требуется три обычных полосы сбора платы. Соответственно система сбора платы, не требующая остановки транспортных средств, повысит пропускную способность одной такой полосы в три раза.

В этом случае водитель в принципе может не иметь никаких платёжных средств, но в конце определённого периода времени будет получать счёт за пользование платными автодорогами.

Можно выделить следующие способы взимания платы в классическом варианте системы взимания платы:

ручной способ взимания платы предусматривает остановку транспортного средства возле павильона с дежурным персоналом для того, чтобы водитель отдал деньги, получил чек и, при необходимости, сдачу. Также к ручным может относиться способ оплаты с помощью пластиковой банковской карты. Взимание платы может быть ускорено за счет оплаты проезда предварительно купленным билетом. Пропускная способность ручной системы не превышает 200-300 автомобилей в час на одну полосу движения;

автоматический способ взимания платы предусматривает использование автоматов, которые могут принимают магнитные карточки, бесконтактные смарт-карты, жетоны. Водители после остановки транспортного средства оплачивают проезд, не выходя из машины. Пропускная способность пунктов оплаты проезда при автоматической технологии взимания платы составляет 350-600 автомобилей в час на одну полосу движения;

электронный способ взимания платы может осуществляться тремя способами:

по первому способу транспортное средство с транспондером перемещается в общем потоке с автомобилями по полосе, работающей в автоматическом режиме, т.е. с остановкой (пропускная способность до 600 автомобилей в час),

по второму способу транспортным средствам с транспондерами выделяется отдельная полоса, по которой можно пересечь пункт взимания платы на сниженной скорости (без остановки), если транспондер во всех отношениях действителен; если транспондер недействителен (фальшивый, украденный, на счёте нет средств и т.д.), то шлагбаум на выделенной полосе не поднимается, и транспортное средство останавливается или перенаправляется на соседнюю полосу – где с него берётся плата иным способом: наличными средствами, кредитной картой, подписанием долговой расписки.

третий способ применяется, когда движение транспортных средств по платной дороге осуществляется безостановочно (без шлагбаумов). В данном случае наиболее часто используемой технологией сбора платы является применение бортовых устройств (транспондеров) и видеоаналитики для распознавания ГРН.

Системы без остановки транспортного средства способны пропускать 850-900 автомобилей в час.

Таким образом, в классическом варианте систем взимания платы наименьшей пропускной способностью обладают системы с ручным взиманием платы (200-300 авт./час на одну полосу), затем автоматические (400-600 авт./час на одну полосу), затем электронные (800-900 авт./час на одну полосу).

При безостановочном движении – «ORT-технология» (Open Road Tolling) – пропускная способность ограничивается лишь пропускной способностью автомобильной дороги: 1800-2300 автомобилей в час.

Для расчёта задержки транспортных средств на ПВП рекомендуется использовать следующие данные:

Таблица 1 – Средние продолжительности операции транзакции на ПВП

Тип транспортного средства

При наличном расчёте

При электронном расчёте

Легковые автомобили

8,2 с

4,9 с

Грузовые автомобили с 2 осями

28,3 с

9,6 с

Грузовые автомобили с 2 осями и прицепом

34,4 с

13,6 с

Уменьшение пробок в пункте сбора платы позволит сократить время поездки и уменьшить вредные воздействия, такие как локализованные выбросы в окружающую среду и недопустимые уровни шума.

Финансовые выгоды для оператора будут заключаться в сокращении трудозатрат и уменьшении физического пространства, необходимого для каждого пункта сбора платы.

В связи с сокращением числа операций с наличными деньгами должна существенно снизиться возможность образования задолженности, мошенничества и уклонения от оплаты.

Мошенничество на платных дорогах, увы, присутствует во многих областях, в том числе в сфере информационных технологий.

Системы электронного сбора платежей (Electronic fee collection, EFC) подвержены нескольким способам мошенничества как со стороны пользователей и операторов, так и со стороны лиц, не входящих в систему. Эти угрозы безопасности должны быть устранены с помощью различных типов мер безопасности, включая спецификации требований к безопасности.

Здесь серьезные и продуманные рекомендации дает стандарт ISO/TS 17574:2017 «Электронный сбор платежей. Руководящие указания по профилям защиты».5

Этот документ, связанный с EFC, о структуре служб безопасности основан на стандарте ISO/IEC 15408 (все части).6

Стандарт ISO/IEC 15408 в свою очередь включает в себя набор требований к функциям безопасности и обеспечению надежности продуктов и систем, относящихся к информационным технологиям.

Операторам платных дорог рекомендуется использовать руководство, представленное в этом документе, для подготовки своей собственной комплексной системы защиты.

4 Характеристика и оценка развития систем взимания платы

Когда создавались первые системы взимания платы микроэлектроника, волоконно-оптические линии связи, высокоскоростные беспроводные системы связи еще по-настоящему не пришли в транспортный сектор и тем более никто и не думал о применении в этой сфере искусственного интеллекта.

Считается, что Италия была первой в Европе страной, где ввели платность на 50-километровом участке междугородней дороги вблизи Милана в 1924 году. Принимали, конечно, только наличные.

По мере роста популярности платных дорог возникла необходимость повышения качества обслуживания пользователей, в том числе за счет повышения удобства и скорости оплаты. Операторы платных дорог всегда чрезвычайно заинтересованы в эффективности своих систем. Операторы платных дорог увидели огромные преимущества в использовании электронных средств платежа.

Первые бортовые устройства (On bord unit, OBU) в виде радиометок были разработаны для транспортного сектора в середине 80-х годов для отслеживания железнодорожных составов, автобусов, грузовых контейнеров, а также других систем отслеживания и идентификации транспортных средств.7

Первая в мире СВП с возможностью электронной оплаты на ПВП была представлена в Норвегии 1987 году. Система работала совместно с традиционным наличным способом оплаты. Это был тоннель Олесунн. Применялась идентификационная метка на безе микроволновой технологии (Radio frequency identification, RFID). В Норвегии сейчас 25 платных дорог, работающих с электронным сбором оплаты.

В дальнейшем возможность электронной оплаты была представлена на платном мосту в Новом Орлеане, платной дороге в Далласе (США) в 1990 году.

В течение следующих нескольких лет большое количество аналогичных схем на основе радиометок было внедрено в Соединенных Штатах, Южной Европе (Италия была первой страной в мире, которая развернула полную систему ETC на автомагистралях в национальном масштабе в 1989 году) и Японии.8

В 1991 году открыта первая секция скоростного шоссе E-470 (США). Отличительной особенностью данного проекта стало использование выделенных скоростных полос безостановочной оплаты.

В некоторых из этих систем использовались штрих-коды, которые считывались либо оптическими, либо магнитными устройствами, а другие использовали радиочастоты и получили название RFID-систем. Они работали на различных частотах в разных частях света. В Соединенных Штатах использовались частоты 400 МГц и 902-928 МГц (в Европе 902-928 МГц не использовались); в Японии – 2.45 ГГц и 13.5 МГц; и в Европе использовался целый ряд частотных диапазонов, в том числе большинство из вышеперечисленных, а также 5.8 ГГц и системы миллиметрового диапазона в области 60 ГГц. Большинство этих систем для идентификации автомобиля (или груза) считывало небольшое количество данных с радиометки, установленной в транспортном средстве.

На сегодняшний день наиболее часто используемой технологией сбора платы в Европе является применение бортовых устройств (преимущественно DSRC транспондеров) и видеоаналитики позволяющих добиться высокого уровня распознавания ГРН.

В мире сейчас эффективно используются порядка восьмидесяти автодорог с Free-flow (наиболее известные – Обход г. Дублин, Ирландия, трасса E 407 в Канаде, Sydney Orbital Network в Австралии).9

Планируется, что к 2025 году количество пользователей автодорог с Free-flow планируется удвоится и достигнет 425 млн. в год, а выручка систем с Free-flow вырастет в 1,3 раза и ожидается на уровне 160 млрд. евро.

Европейская профессиональная ассоциация операторов инфраструктуры платных дорог (ASECAP) заявляет, что «…основными направлениями, которые будут определять будущие политики в области автодорог, воздействующие на ее членов (операторов автомобильных дорог), будут являться новая структура финансирования инфраструктуры, общая методика сбора платы за пользование инфраструктурой, эксплуатационная совместимость систем сбора платы (DSRC – GPS/GSM-GALILEO), политики, устанавливающие различие между частными автомобилями и тяжелыми грузовиками, а также между городскими зонами и скоростными автомагистралями».10

Справочно

ASECAP (European Association of Tolled Motorways, Bridges and Tunnel Concessionaires) – Европейская профессиональная ассоциация операторов инфраструктуры платных дорог. Она объединяет и представляет 16 полноправных членов (Францию, Италию, Испанию, Португалию, Грецию, Норвегию, Австрию, Венгрию, Хорватию, Сербию, Нидерланды, Соединенное Королевство, Польшу, Данию, Словению и Ирландию) и 4 ассоциированных члена (Германию, Марокко, Словацкую Республику и Чешскую Республику). Миссия ASECAP заключается в продвижении платы за проезд как наиболее эффективного инструмента финансирования строительства, эксплуатации и технического обслуживания автомагистралей и других основных объектов дорожной инфраструктуры.11

Отправной точкой для внедрения новых решений для бесплатного проезда является анализ проникновения на рынок активных меток (бортовых устройств): транспондеров на базе технологии DSRC или пассивных меток на базе технологии RFID.

При низком распространении среди пользователей этих меток внедрение системы «Свободный поток» становится более сложной задачей, поскольку возрастают расходы на организацию бизнес-процессов по сбору денег.

Платная дорога с возможностью оплаты только наличными

Возможность оплаты специальными магнитными картами со штрих кодом или банковскими картами

Возможность оплаты пассивной радиометкой (RFID)

Возможность оплаты активной радиометкой (DSRC).

Формирование отдельных выделенных полос для безостановочной платы на ПВП барьерного типа

Возможность оплаты по ГРН.

Формирование многополосных систем безостановочной оплаты (MLFF)

Формирование систем безостановочной оплаты на базе спутниковых технологий и цифровых карт

Рисунок 2 – Общие этапы развития систем взимания платы

Обобщая опыт строительства существующих систем, можно констатировать следующее:

городские и пригородные системы, ориентировочно протяжённостью до 50 км, строятся по открытой системе;

междугородные системы длиной 100 и более километров строятся по закрытой системе;

зонная система в чистом виде встречается редко и только на сверхпротяженных дорогах с малым количеством съездов-въездов, в основном в США, при этом на практике редко размещают более трёх ПВП по основному ходу трассы даже на дистанциях в несколько сотен километров;

количество полос на пункте выдачи талонов в закрытой системе равно удвоенному количеству полос основного хода – соотношение 1:2;

количество полос на съездах, въездах, как в закрытой системе, так и в открытой, берётся по соотношению 1:3;

количество полос на ПВП основного хода очень редко берется 1:3, чаще 1:4 или 1:5, встречается и 1:7 на дорогах с количеством грузовиков в потоке 25-30 %;

количество транспондеров на загородных дорогах редко достигает 50 % даже после 15 лет эксплуатации, в городах это значение может достигать 75 %;

при запуске первых платных дорог в стране в первые годы эксплуатации доля оплаты наличными средствами достигала 80 %.

Рассмотрим ниже более детально наиболее интересные проекты в области внедрения электронного сбора платы за проезд.

5 Опыт реализации проектов электронного сбора платы за проезд, в том числе по системе взимания платы «Свободный поток» (Free-flow)

5.1      Зарубежный опыт

5.1.1 Королевское шоссе 407. Канада. Онтарио

Королевское шоссе 407 является платным шоссе в канадской провинции Онтарио. Во всех учебниках и статьях в области систем взимания платы данная дорога рассматривается как классический пример внедрения безостановочной оплаты проезда, и мы не будем исключением.

Скоростная платная дорога 407 открыла свои первые участки в октябре 1997 года. Сейчас трасса охватывает весь район Большого Торонто вокруг города Торонто.

Рисунок 3 – Схема Королевского шоссе 407

Источник: https://www.on407.ca/en/tolls/tolls/toll-calculator.html

Общая протяженность: 151,4 км.

Участок между Берлингтоном и Броэмом в Пикеринге сдан в аренду и эксплуатируется концессионной компанией «407 International Inc». Договор аренды на автодорогу заключен в 1998 году и рассчитан на 99лет.12

Трасса пересекается с девятью автострадами: QEW, шоссе 403, шоссе 401, шоссе 410, шоссе 427, шоссе 400, шоссе 404, шоссе 412 и шоссе 418.

Транспортные средства идентифицируются на въезде и выезде с автомобильной дороги двумя способами: либо считыванием сигнала транспондера во время проезда через въездные и выездные рамки (продано более 750 000 транспондеров), либо системой автоматического распознавания номерных знаков.13

Рисунок 4 – Рубеж взимания платы на Королевском шоссе 407. Канада. Онтарио

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=ZeRQh8zN05Y

Когда транспортное средство выезжает на шоссе, оно проезжает под двумя подвесными порталами, и приемопередатчики DSRC определяют, оборудовано ли транспортное средство транспондером. Если это так, приемопередатчики считывают номер счета с транспондера и отмечают точку входа, время и дату.

Кроме того, когда транспортное средство проезжает под порталами, его идентифицирует детектор и классификатор транспортных средств.

Классификатор использует лазерные сканеры для проверки правильности классификации транспортных средств с транспондерами как пассажирских, так и коммерческих ТС. Это достигается путем измерения высоты, ширины и глубины каждого приближающегося транспортного средства для построения профиля, который сравнивается с данными о классе, хранящимися на транспондере. Тот же процесс происходит, когда транспортное средство съезжает с шоссе. Данные о въезде и выезде передаются по оптоволоконному кабелю в Операционный центр, где данные сопоставляются и с владельца счета транспондера списывается.14

Когда водитель без транспондера выезжает на шоссе и проезжает под двумя порталами взимания платы, приемопередатчики предупреждают придорожный компьютер о том, что на транспортном средстве нет транспондера. Лазерная система его классифицирует и сообщает системе взимания платы, взимать ли плату с пассажирского или коммерческого транспортного средства.

На этом этапе система запускает цифровые камеры, которые делают электронные изображения заднего номерного знака автомобиля под разными углами.

Данные о въезде и выезде отправляются на придорожный компьютер, а затем так же по оптоволоконному кабелю в Операционный центр. Компьютер в операционном центре сопоставляет данные, и плата за транзакцию начисляется в зависимости от времени суток и пройденного расстояния. Владелец транспортного средства идентифицируется по государственным документам, и ему высылается счет по почте.

В случае просрочки оплаты к итоговой сумме начнут начисляться проценты. В дальнейшем непогашенная задолженность может стать причиной отказа в обслуживании. В случае если письмо не дошло до пользователя и вернулось обратно оператору, то он связывается с Министерством транспорта Канады для обновления/уточнения информации о пользователе.

Обман или отказ оплатить счета-фактуры приводит к аннулированию государственного номерного знака транспортного средства, что означает, что должник не может теперь пользоваться своим транспортным средством и должен оплатить все сборы или получить новый номерной знак.

По мнению автора, очень интересный способ борьбы с неплатежами.

Стоимость проезда по автомобильной дороге зависит от следующих факторов:

времени въезда на автомобильную дорогу;

тарифного класса ТС;

расстояния поездки;

наличия у водителя транспондера.

Транспондер представляет собой небольшое электронное устройство, работающее по технологии DSRC, которое крепится на лобовое стекло автомобиля в районе зеркала заднего вида. Аренда транспондера стоит 24,50 долларов в год или 3,95 долларов в месяц.

Рисунок 5 – Внешний вид транспондера, применяемого на автодороге 407.

Источник: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f8/407_Transponder.jpg/1280px-407_Transponder.jpg

Существует целый ряд способов для оплаты проезда:

с помощью аккаунта на сайте оператора. Если ТС зарегистрировано на сайте оператора и на счету находится достаточное количество денежных средств, система автоматически спишет нужную сумму для оплаты проезда;

оплата «онлайн» кредитной картой на сайте оператора;

телефонный звонок оператору для оплаты кредитной картой.

Пользователи, получившие счет на оплату проезда по почте, обязаны произвести оплату в течение 37 дней.

На Ontario Highway 407 используется два основных типа транспондеров: для легковых и грузовых автомобилей. В соответствии с информацией на официальном сайте оператора, к категории легковых относятся ТС массой до пяти тонн.

Если вы управляете тяжелым транспортным средством полной массой более пяти тонн (например, грузовиками, тракторами, автобусами), по закону у вас должен быть транспондер. Без него с вас может взиматься плата в соответствии с Законом о дорожном движении, а также штраф в размере 50 долларов США за одну поездку.

5.1.2 Автомобильная дорога M50. Ирландия. Дублин

M50 (ирл. Mótarbhealach M50) – ирландская автотрасса, ведущая из Дублинского порта в Шанкилл.

Общая протяженность – 45 км. Все основные национальные трассы, расходящиеся из Дублина, начинаются на пересечении с автомагистралью М50. Дорога является частью европейского маршрута E01. Это единственная из 11 платных дорог в Ирландии, на которой не установлены пункты взимания платы. Оплата производится исключительно электронным способом.