高速公路混合收费站通行能力及车道配置研究

发布时间：2020-06-16 06:21

【摘要】：ETC技术作为智能交通系统中的重要组成部分之一,近几年的发展越发快速,在收费站中的应用也逐渐成熟。由ETC和MTC组成的高速公路混合收费站已成为我国收费站的发展趋势,在提高通行能力的同时也减少了车辆通过收费站的延误时间,使驾驶员感受到更高的服务水平并改善了高速公路的交通运行状况。本文首先介绍了国内外高速公路收费站和ETC技术的发展历程,以及各学者对相关领域的研究成果,并确定了论文的研究目的与研究方法。针对我国目前收费站的系统概况,从不同角度对收费站类型进行划分并统计车道的设计参数。研究了车辆的组成情况、车辆到达特性的分布、各区域车辆的运行状况,分析了车辆延误时间的影响因素并确定平均延误时间的计算公式。其次,分析了宏观参数(交通量、速度与密度)之间的相互关系以及对稳定交通流、拥挤交通流产生的影响,引出了车头间距和车头时距两个微观参数对混合收费站通行能力研究的必要性。对于通行能力的研究方法可分为理论分析法、实测检验法和计算机仿真法,分别讨论了其优缺点。从相邻行驶车辆在ETC车道上的制动过程进行分析,确定了ETC单车道通行能力的计算公式;结合不同位置ETC车道折减系数、4种不定因素产生的修正系数,确定了ETC多车道通行能力的计算公式;根据对M/G/K排队论模型的分析,结合服务时间和离开时间等因素,确定了MTC车道通行能力的计算公式,并利用数值计算得出了平均排队车辆数对最大小时流量的影响;总结了不同比例车道配置下的混合收费站总通行能力计算方法。最后,利用Vissim对混合收费站交通状况进行仿真。通过不同位置ETC单车道通行能力的仿真结果确定了折减系数,并得到了不同车道数及三种交通量情况下混合收费站通行能力的仿真结果。对比理论和仿真模型,验证两者与实际交通流的吻合性,分析了通行能力随ETC车道数增加的变化情况。并研究了7车道混合收费站通行能力,提出了不同交通量与ETC使用率搭载情况下的最佳ETC车道数配置方案。
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U491
【图文】：

技术路线图,论文,收费站,通行能力

论文的技术路线如图1-1 所示。1.5 本章小结本章阐述了高速公路混合收费站通行能力的研究背景、意义及目的，并介绍了国内外学者对相关领域的研究成果。由于国外高速公路的道路设计、交通流状况及 ETC 使用率均与我国有所差异，因此国外的评估方法不能完全契合于我国。本文基于对混合收费站各区域交通流的分析，提出了包含 ETC 车道、MTC 车道以及混合收费站总通行能力的计算公式，并利用仿真模型对其进行误差分析，验证两类模型与实际交通流状况的吻合度，提出了最佳 ETC 车道数的配置方案。

收费站,布设位置

图 2-1 均一式收费站布设位置图Fig.2-1 The layout schematic of uniform type toll station（2）开放式收费系统的收费站通常位于高速公路的主线处，匝道处不设有收段距离较长，则会设置多个收费站进行服务，而每个收费站的收费标准和均一仅由车型的不同来决定。图 2-2 开放式收费站布设位置图Fig.2-2 The layout schematic of opened type toll station（3）封闭式收费系统的收费站处于高速公路的出入口。车辆在收费站入口处行券，之后进入高速公路内部自由行驶，达到出口处根据车辆行驶距离和车型

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