高速公路收費站通行能力與車道配置策略研究.pdf

1、收費站作為高速公路上的重要組成部分，其通行能力限制著高速公路的交通運行狀況。由于車輛的交費延誤降低了收費站的通行能力，使其成為高速公路交通的瓶頸。電子不停車收費(Electronic Toll Collection，ETC)技術(shù)和復式收費方式(Tandem TollCollection，TTC)的推廣應用有效緩解了這一狀況。論文旨在討論現(xiàn)有條件下如何提高收費站的通行能力和服務水平，并探討了車道合理配置和優(yōu)化的問題。
　　本文根據(jù)收

2、費站設(shè)計規(guī)范和實地調(diào)研成果，深入分析各種車道的交通流運行特性和收費廣場車道的布設(shè)形式，確定了收費口車輛的到達分布以及服務時間、離去時間的分布?？紤]車型差異對交通流的影響，對通過收費站的車輛類型進行了合理分類，并基于通行耗時的方法，給出了不同交通條件下收費站車輛折算系數(shù)(Passenger CarEquivalents，PCE)的參考值。為了符合實際收費站的交通特性，運用理論分析法分別構(gòu)建ETC通道和復式通道通行能力的計算模型，上述模型綜

3、合了車輛通過收費站的交通特性、交通行為等多種因素，可為收費站的改擴建提供參考。
　　對于收費站系統(tǒng)的通行能力，合理的選取M/G/1排隊模型進行求解?？紤]到ETC車道限制速度與車道位置對收費站系統(tǒng)通行能力的影響，結(jié)合實地調(diào)查數(shù)據(jù)標定參數(shù)，建立VISSIM仿真模型。以ETC使用率、ETC通行速度、ETC車道位置及交通流量為輸入變量，設(shè)計不同情況下收費站通行能力的仿真方案，將仿真結(jié)果進行對比分析，驗證了排隊模型的適用性，對收費站的服務水

4、平進行了理論劃分，確定了ETC車道的最佳配置方式，為收費站規(guī)劃設(shè)計與運營管理提供理論依據(jù)。
　　針對收費站車道配置的問題，構(gòu)建了基于收費站運營成本和司機排隊成本最小化的非線性整數(shù)規(guī)劃模型，得出針對不同時段交通量的最佳通道開啟方案?？紤]到未來交通量增長這一影響因素，通過對收費站車輛等待時間進行靈敏度分析來檢驗通道開啟方案的有效運行時長。最后，將MTC用戶逐步轉(zhuǎn)換為ETC用戶，得到滿足各通道預定服務水平的收費站的長期運營方案，實現(xiàn)了車