相信开车有点年份的司机们，都会对高速公路收费方式的变化有最直观的感受。从最开始上高速公路领取通行卡，到下高速公路交卡，收费员完成收费。之后，电子不停车收费系统逐步普及，装有电子标签的车辆上下高速公路无需在收费站领取通行卡，只需通过专门的ETC车道，即可完成自动收费。如今，随着高速公路省界收费站的全面取消，对于跨省使用高速公路的人们来说，中间环节收费站的物理性减少，无疑变得更加顺畅方便。
我国的高速公路收费从人工到自动化再到联网，收费模式随着技术的更新发展愈加多样便捷，道路使用者的感受愈加安全丝滑。然而实体收费站的存在，车流量大的收费站点依然拥堵频发，收费站建设、运营管理成本依旧较高，运营者、出行者有少人化/无人化收费、无感通行的需求越来越迫切。道路管理经营者们，最关注的莫过于收费是否准确，运营效率的高低，能否能给司机提供更加优质的服务。只要还有问题存在，交通人对收费技术服务的探索就不会停止，自由流就是一个方向。自由流收费，即在公路上不设置收费站，自由进出收费公路，自动完成通行费交纳。具体是指在没有收费站等物理隔离设施的收费公路上，每隔一段距离安装门架系统，对所有经过的车辆进行自动记录，利用车牌图像识别技术，对自由行驶的车辆自动完成收费的一种电子收费技术。
自由流收费启动后，不仅能够按照实际行驶里程计费，多用路多付费、少用路少交费，较传统设置收费站的开放式收费更加精准、公平合理，还可以针对不同路段、不同车型实行差异化的收费标准，利用价格机制有效调节交通流，从而降低用户负担，发挥收费公路的最大效益。国家从政策层面积极推动公路自由流收费的发展，在《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》中提到，探索推动北斗系统与车路协同、ETC等技术融合应用，研究北斗自由流收费技术。《公路“十四五”发展规划》中提出，积极探索“ETC+北斗”开放式自由流收费、车路协同、自动驾驶等新技术的智慧应用试点。从技术路径来说，目前市场上对所有设备自由流相关应用的技术主要有三种，其中使用率最高的是ETC相关技术，其他两种是视频收费技术和北斗收费技术。ETC收费技术在国内公路领域已经有十余年的发展与应用，发行安装率较高，技术成熟、计费准确率高，实现了高速公路收费站全覆盖，现场可实时扣费；但对于非ETC车辆需要配套视频等技术手段进行收费。视频收费技术的优点是无需安装车载终端，可借助高速公路现有视频设备实现对车辆特征信息的感知，对全量通行车辆进行收费；缺点也很明显，识别准确率不高，受天气、车牌清晰度以及时间段的影响较大，极度依赖路径拟合能力，只能通过后台进行计费、收费。北斗收费技术通过北斗车载终端上传的车辆轨迹信息在后台进行收费，对于未安装北斗车载终端的车辆需要配套视频等技术手段进行收费；但北斗车载终端安装率低，与现有收费模式的兼容性低，同时也会涉及个人隐私的问题。通过对以上几种收费技术的简要分析，我们可以看出，ETC+视频的组合技术能与现有高速公路收费模式相融合，收费准确率高，相关配套产业完善，在公路自由流收费方面具有一定的优势。高速公路相关从业者对以ETC为主的自由流收费的研究也越来越多，多地建设了收费站级、路段级的自由流收费试点项目，以自由流收费为目标不断优化完善现有收费模式、验证相关技术方案，在此基础上制定了《高速公路匝道自由流收费系统技术规范》《基于ETC的高速公路自由流收费技术规范》等相关标准，推进了公路自由流收费技术的不断发展。全国各地对提高ETC车道的通行效率进行了很多尝试和改善，ETC自由流收费应该是今后一段时间内的主流发展方向。2022年6月18日，山东省首套ETC匝道准自由流预交易系统在胶东国际机场收费站正式投入使用，高速公路主线车道上的车辆在到达收费站出口前便能实现提前交费，大大提高了收费站通行效率。ETC准自由流预交易系统是指通过在收费站前方主线高速公路设置ETC龙门架，将ETC交易从出口车道提前到主线或匝道上进行，相当于增加了多条无障碍ETC交易车道。当ETC车辆通过该龙门架时，系统将自动完成车辆号牌识别、无感扣费。预交易成功的车辆可直接向前驶入出口ETC车道享受提前抬杆通行的顺畅体验，避免了传统ETC车道“慢一慢，缓一缓”，甚至“停一停”的情况。与传统ETC车道相比，ETC匝道准自由流预交易系统采用了“主线/匝道自由流门架预识别+车道二次识别+历史大数据”相结合的分析校对核验模式，融合了跨摄像头追踪、密集物体移动图像分割、夜间对象识别等尖端技术，全面提高车牌、车型、收费数据等识别率或准确率，确保预交易成功率达99%以上，交易时间仅为1.5秒，收费站整体通行效率提升近30%。即使出现极个别交易不成功的车辆，系统也会及时通过收费站显示屏给予提示，驾驶员可在ETC车道二次交易或转人工收费车道进行交费。由广州交投集团下属单位交投机电研发的ETC车道系统在广东省内率先实现特情在线计费功能，并已在机场高速太成收费站试点运行，实现ETC车道快速交易在线计费的突破，可减少使用兜底费率（最小费额）和路费损失，后续将推广至其他收费站。浙江省首个全车型匝道自由流与自助通行“云收费站”在浙江交通集团杭甬高速上虞副站投入运行，实现ETC车辆秒过收费站，非ETC车辆快速自助缴费通行，全程无需人工介入，利用科技化手段解决了高速公路“最后一公里”的通行效率问题，多项技术属首创应用。匝道口预读通行卡和开口式自助缴费机器人，是提升司乘通行体验感的两大亮点。在改进ETC匝道自由流预交易的基础上，此次“云收费站”建设过程中用了CPC卡匝道自由流技术，这项技术目前在国内属于首创。通过系统优化在收费站前200米处设置专用天线，对司机持有的通行卡（CPC卡）提前进行读卡计费处理，卡内计费正常的车辆在进入车道后能更快显示收费金额，加快支付速度；卡内计费异常的车辆，系统将自动开展在线计费等特殊处理，有效提升非ETC车辆的通行效率。2022年9月，浙江省新建全场景全覆盖数智标准化收费站在杭金衢高速衢州西收费站开通运营。衢州西数智标准化收费站融合匝道自由流收费系统、自助发卡和缴费系统、告知引导系统、移动收费系统和后台值守等系统，实现收费站现场自助发卡、自助缴费和特情自动化处理，具备“无人值守、非现金交易、快速通行”等多种优势。2023年2月，浙江省杭金衢高速浦江收费站正式投用，该收费站采用ETC不停车收费、全车型自助交费和全车型自助发卡等技术设备，辅以匝道自由流车辆交互系统、单兵收费PAD和“智在亭”综合智慧服务亭等，打造出全新的数智云边智能收费站。2021年6月30日，江苏宁沪高速公路股份有限公司五峰山管理处“准自由流”收费模式正式启用，新一代收费系统采用“云平台—站级边缘云—车道点”架构，借助松耦合的方式，形成一个可扩展的交易服务和通用统一化的控制服务。ETC车道的收费设施前移至收费站入口匝道的ETC门架系统，增加行车道宽度，车辆通过收费广场匝道会流处的预收费ETC门架系统时完成交易，稽查门架同步开启，道口交易时间从原来的0.35秒缩短至0.1秒。四川成渝高速公路在新津南收费站进行自由流ETC门架试点建设项目，该系统由“收费站级系统、车道收费系统、ETC预交易系统、车道诱导系统”四部分组成。2023年4月，湖北省鄂州花湖机场收费站准自由流收费系统顺利通过验收，标志着传统收费模式的突破，有效提升了收费站通行效率。
通过各地的探索实践来看，目前，匝道自由流收费技术方案已经成熟，各省经过几个试点，正在大量推广应用阶段。而路段级自由流收费，方案也逐步迈入试点阶段，普通公路中，已有山西长治国道获准收费运营的项目；高速公路中，杭淳开高速公路开放式路段自由流收费项目，处于前期设计方案阶段。对未来可能的路网级自由流收费，目前也有积极的探索和研究。中咨泰克交通工程集团公司有限公司智研院的张智鸿提出，在不改变现有收费模式的基础上实现路网级自由流收费，重点在于路侧收费系统的建设方案。路侧设施的布设共有三个方案，方案一是所有匝道的出入口、所有互通之间均设置收费设施，优势是收费准确率高，稽核量和投诉量小，但建设运营成本高；方案二仅在主线的互通之间设置收费设施，匝道出入口不再设置收费设施，其建设运营成本低，但收费准确率也低，会出现同程不同价的情况，这将会造成大量投诉，稽核量和投诉量大，运行风险高；方案三是所有匝道出入口设置收费设施，主线上仅在枢纽互通之间设置收费设施；在保障收费准确率的情况下，能降低相应的建设成本和运维成本，运行风险可控。综合考虑来看，方案三的可实施性较高。对于如何完成车辆收费的完成，也就是收费的业务逻辑的问题，张智鸿介绍到，当ETC车辆正常交易时，以入口匝道作为计费起点，生成入口ETC交易。当ETC车辆途径主线门架时，由门架来标识计费信息，出口匝道系统生成ETC出口交易并进行扣费；非ETC车辆正常交易时，通过入口匝道、门架系统、出口匝道形成相应的视频交易，后台计费系统生成非ETC车辆通行费账单，用户可通过线上、线下等多渠道缴费。在路网级条件的自由流收费，绿通、治超等也需要进行相应方案设计。对于绿通车辆，需预约通行享受通行费优惠减免，同时还可以采用货源地进行基于RFID技术的电子封签方式进行绿通车辆的管理。对于超限超载，在道路上建立非现场治超检测系统，同时结合入口/出口/服务区建设抽查点对超限超载车辆进行管理。此外，路网级自由流收费还需要对非ETC车辆的缴费、收费稽查及信用体系等问题进行政策、技术等多方面的研究。另外，还需要收费站车道系统的提升改造、交通基础设施的数字化升级以及信用体系建设等一起推动自由流建设。目前，对自由流收费模式的探索越来越多，目前匝道自由流收费方案已经成熟、路段自由流收费方案也逐步迈入试点阶段，随着对路网级自由流收费技术方案的不断探索研究，我们有理由相信，实现全路网无站式自由流收费，并不遥远。除ETC自由流收费模式外，还有车牌付、电子车牌、北斗自由流、基于C-V2X的自由流等自由流收费模式。未来车路协同、智能网联、云计算等技术的不断演进，也会极大地提升智慧交通领域的信息感知与数据分析方面的能力，并推进智慧交通各系统间的数据融合共享，建立起一种大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统，从而推动智慧交通的不断发展，自由流收费有更多实现的可能。或许不久的一天，司机不需要再减速经过收费站，一路畅通地行驶在高速公路上，享受驾驶的乐趣，安全抵达目的地的时候，手机上已经收到准确无误的通行费信息。这一切，有行业的探索与实践，终有梦想成真的时刻。[1] 张智鸿—高速公路自由流收费技术的探索与研究[2] 沙子圳的老麻雀—对公路“自由流收费”模式的探讨
