由於智慧型運輸系統(Intelligent Transportation System，ITS)迅速發展及其相關技術之成熟，政府當前已採取BOT方式推動民間參與高速公路電子收費系統(Electronic Toll Collection，ETC)之建置及營運。在高速公路已全面採ETC哩程收費後，基於促進高速公路國道資源有效利用之目標，當積極實施高速公路通行費率之「尖離峰差別定價」。
    有鑑於此，本研究將以高速公路通行費採取「尖離峰差別定價」之費率制度為研究主軸，探討以政府立場在民間參與高速公路ETC建置與營運後，高速公路欲達到之財務自償性目標，所應訂定之通行費率水準。因此，本研究將分別建立高速公路之需求模式、總變動成本函數，以及收益函數並進行相關需求、成本及收益之未來預測；進而再考量因ETC民營化所衍生之委辦服務費支出對變動成本的影響。此外，本研究將進一步探討高速公路通行費實施尖離峰差別定價後，高速公路流量發生時間上或空間上之需求轉移，結合以上模式並考量「財務收支平衡」觀點，建立尖離峰差別下之財務均衡模式。最後，將探討在社會福利最大之目標設定下之合理費率水準，與高速公路欲達到之財務自償性目標，所應訂定之通行費率水準之差異。
    實證分析結果顯示，實施尖離峰差別費率時之基準費率會低於無實施尖離峰差別費率時之基準費率，而當差別費率係數倍數增加時，在相同還本年限及折現率下，其基準費率有逐漸降低的趨勢。換言之，即高速公路採取尖離峰差別定價策略時，能有效縮短對於高速公路欲達財務收支平衡之年限，此亦符合在社會福利愈大的前提下費率愈低之期待。故政府在實施此策略在政策面及社會面上有其正面效益。
在考量社會方面，由社會福利最大目標下所求算出之基準費率，以及此費率下欲達財務收支平衡之還本年期的分析結果顯示，若只考慮社會福利最大求算均衡費率，其基準費率值相當低，但若其基準費率在尖離峰差別係數高，且折現率低時，則仍可在可接受的還本年期內達到財務收支平衡。此外，研究顯示結果當尖離峰差別倍數為2.5倍，還本年期為25年(政府財務狀況良好下)，折現率為4%(市場較低的利率)時的基準費率為0.1682元，而此費率可視為在財務收支平衡及社會福利最大下之最適基準費率。
在考量合理費率調整機制下，當基準費率水準因應物價指數變動而進行每五年調整一次費率時，估算結果發現在相同還本年限及折現率下，除其還本年限前期之通行費率會較低外，在相同財務條件下調整型基準費率之社會福利將會較固定基準費率之社會福利多出3.2%，顯示合理的費率調整機制具有正面的經濟意涵。

As the rapid development of the Intelligent Transportation System(ITS) and the maturity of the relative technology, the government has taken BOT to encourage the private participating to the construction and operation of Electronic Toll Collection (ETC). However, after overall used ETC to be charged for the freeway toll, the “Discrimination of Pricing on Peak and Off-peak Periods”(DPPOP) should be implemented, in order to be more effectively using the resources of the highway.
Hence, this study will take the DPPOP as core of the research for the freeway toll, and explor the setting lever of freeway toll . from the position government that cooperate with the private sector for the freeway ETC construction and operation while focusing to achieve the self-liquidating goal of financial. Therefore, the research individually built up the demand model of freeway, total variable cost function, the benefit function, and the future forecast of the relative demand, the cost and  the revenue Then we also considered the influence on variable cost by the committed service charge for the privatization of ETC. Furthermore, the demand transferring in the time and space of highway after the regime of DPPOP,are combined in the above model The point of the research is the “financial breakeven” and set up the financial balance model during the DPPOP.  Moreover, we will discuss the difference of the  reasonable freeway tolls set up between the target social welfare and the achieving financial self-liquidating goal of the highway.
The empirical results show that the basic toll will be lower while implementing the DPPOP . However, under the same discounted rate and payback period the multiple coefficients is increasing, and the trend of basic rate is getting lower . Namely, while the strategy of DPPOP is adopted in the toll collection of freeway, then the period of  pay-back will be shorten to balance the revenue and expenditure. This result also match the expectation of lower toll under the objective of maximization of social welfare. It means that the government implement this strategy will generate the positive benefit for the policy and the society. 
In addition, we worked out the basic toll with maximum social welfare in order to balance the revenue and expenditure. The result shows that the basic toll is pretty low if we estimated the balanced rate with the maximum social welfare. However, if Peak & Off-peak’s coefficient is high and the discount rate is low, the basic toll can still achieve balance the revenue and expenditure in Equity Pay-Back Period. Besides, the result of this study shows that while discrimination pricing on peak and Off-peak coefficient is 2.5 time, and the Equity Pay-Back Period is 25 years in a good financial conditions, and the discount rate is 4% which is the lower rate in the market. Consequently, the basic toll NT$0.1682 will be generated which can be taken as the most optimal basic toll of the balance of financing and the maximum social welfare.
Under the regime of reasonable adjusted toll, while the toll is adjusted every five years according with the price’ index, the estimated result shows that under the same pay-back period and discount rate, and the financial conditions, the social welfare of the adjusted toll will have more 3.2% than those of the constant toll. This indicates the regime of reasonable adjusted toll poss the positive economic meaning.

目錄
中文摘要
英文摘要
誌謝
目錄	I
圖目錄	III
表目錄	IV
第一章 緒論	1
1.1研究背景	1
1.2目的與重要性	2
1.3研究範圍及限制	4
1.4研究內容	6
1.5研究流程	7
第二章  現況分析與文獻回顧	11
2.1電子收費系統概況	11
2.1.1國外電子收費系統發展現況	11
2.1.2國內高速公路電子收費系統民營化推動現況	17
2.1.3委託建置廠商之相關約定及未來規劃	18
2.1.4國內通行費實施情形	19
2.1.5國外擁擠費制度之現況	21
2.2相關文獻回顧	23
2.2.1 通行費率訂定之相關文獻	23
2.2.2尖離峰費率訂定之相關文獻	26
2.2.3 需求函數相關文獻	28
2.2.4 成本函數相關文獻	31
2.3小結	35
第三章  理論方法與模式構建	36
3.1高速公路需求面函數之構建	36
3.1.1模式假設	37
3.1.2高速公路流量關係函數構建	37
3.1.3消費者剩餘之衡量方法	48
3.2高速公路成本函數構建	52
3.2.1模式假設	52
3.2.2成本函數構建	54
3.3高速公路收益函數構建	57
3.3.1收益函數構建	57
3.3.2生產者剩餘	59
3.4財務均衡費率模式之構建及求解方法	59
3.4.1財務收支平衡下基準費率模式之構建	60
3.4.2社會福利最大費率模式之構建	62
3.4.3財務均衡費率模式構建與求解步驟	63
3.5小結	64
第四章  實證資料分析及預估	66
4.1高速公路之營運現況分析	66
4.2高速公路需求面模式變數資料分析	70
4.3高速公路成本模式變數資料分析	78
4.4模式其他變數	86
4.5小結	91
第五章  實證分析	92
5.1需求面函數之校估	92
5.1.1高速公路需求面函數校估之結果	93
5.1.2高速公路需求面函數校估結果檢定及函數建立	94
5.2變動成本函數之校估	96
5.2.1 成本函數校估之結果	96
5.2.2 成本函數校估結果檢定及函數建立	97
5.2.3產生流量轉移後之收益函數及成本函數	101
5.3通行費率均衡模式求解	101
5.3.1財務均衡費率模式求解結果	102
5.3.2社會福利分析	110
5.3.3 考量政府財務狀況及市場利率條件下之費率水準	112
5.3.4考慮通行費率調整下之費率水準	113
5.4敏感度分析	119
5.4.1勞務與中間要素合併價格因素之影響	119
5.4.2物料價格因素之影響	120
5.4.3委辦服務費率因素之影響	121
5.4.4相對基本容量比例值因素之影響	122
5.4.5國民所得因素之影響	122
5.5小結	123
第六章  結論與建議	126
6.1結論	126
6.2建議	129
參考文獻	131
附    錄	136

 
圖目錄
圖1-1  研究流程圖	9
圖1-2  研究架構圖	10
圖3-1  需求面分析架構圖	36
圖3-2  高速公路尖離峰流量示意圖	41
圖3-3  高速公路採尖離峰差別定價之車流轉移示意圖	43
圖3-4  消費者剩餘示意圖	48
圖3-5  願付價格曲線圖	50
圖3-6  供給面變動成本分析架構圖	52
圖5-1  財務均衡下折現率為4%對基準費率之影響圖	105
圖5-2  財務均衡下折現率為6%對基準費率之影響圖	105
圖5-3  財務均衡下折現率為8%對基準費率之影響圖	106
圖5-4  社會福利最大下之費率所需還本年期圖	109
圖5-5  固定基準費率與調整型基準費率之費率比較圖	118
圖5-6  勞務與中間要素合併價格變化對基準費率之影響圖	120
圖5-7  物料價格變化對基準費率之影響圖	121
圖5-8  委辦服務費率變化對基準費率之影響圖	121
圖5-9  容量因素變化對基準費率之影響圖	122
圖5-10 國民所得變化對基準費率之影響圖	123

 
表目錄

表2-1  各國道路電子收費系統之通行費率表	16
表2-2  各國道路採尖離峰收費費率比較表	23
表4-1  基金收入支出項目	69
表4-2  各年度平均旅次長度推估值	71
表4-3  各車種之小客車當量車公里推估值	72
表4-4  歷年平均國民所得	73
表4-5  平減後歷年平均每人國民所得	74
表4-6  平均每人國民所得預測值	74
表4-7  高速公路歷年通行費調整沿革	75
表4-8  車種別繳交之單位通行費率	76
表4-9  高速公路路段別之通車時期	77
表4-10 相對基本容量比例值表	78
表4-11 國道高速公路維護管理費用之內容與說明表	80
表4-12 電子收費利用率目標量規劃表	81
表4-13 管理費用項目表	82
表4-14 維護成本項目表	83
表4-15 變動成本函數之投入要素價格表	84
表4-16 平減後變動成本函數之投入要素價格表	85
表4-17 單位管理與單位維護成本預測值	86
表4-18 轉移機率模式之彈性值	88
表4-19 汽車燃料費預測表	89
表4-20 各年度之最大願付價格計算值	90
表4-21 願付價格預測表	90
表5-1  維持原費率結構之需求函數參數校估結果	93
表5-2  考量軸重當量因子需求函數之參數校估結果	94
表5-3  考量軸重當量因子及無自我相關函數之參數校估結果	95
表5-4  變動成本函數之參數數值表	99
表5-5  高速公路成本函數校估結果之特徵值及各項估計值表	100
表5-6  成本函數之Varain四個正規條件檢定結果	100
表5-7  財務均衡下無實施差別定價之費率表	103
表5-8  財務均衡下尖離峰差別倍數1.5倍之費率表	104
表5-9  財務均衡下尖離峰差別倍數2倍之費率表	104
表5-10 財務均衡下尖離峰差別倍數2.5倍之費率表	105
表5-11 社會福利最大目標下之費率求解	108
表5-12 社會福利最大下之費率所需還本年期表	109
表5-13 財務均衡下尖離峰差別係數為1.5之社會福利值	111
表5-14 財務均衡下尖離峰差別係數為2之社會福利值	111
表5-15 政府財務狀況及市場利率條件下之基準費率表	112
表5-16 政府財務狀況及市場利率條件下平均旅次長度基準費率表	113
表5-17未調整基準費率情形下之費率表	114
表5-18 費率與費率調整係數關係表	115
表5-19調整基準費率情形下尖離峰差別倍數1.5倍之費率表	116
表5-20調整基準費率情形下尖離峰差別倍數2倍之費率表	116
表5-21調整基準費率情形下尖離峰差別倍數2.5倍之費率表	117
表5-22固定基準費率與調整型基準費率尖離峰差別倍數下之比較表	117
表5-23 勞務與中間要素合併變化對基準費率之影響	119
表5-24 物料因素變化對基準費率之影響	120
表5-25 委辦服務費率因素變化對基準費率之影響	121
表5-26 容量因素變化對基準費率之影響	122
表5-27 國民所得因素變化對基準費率之影響	123

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