高速公路收费站ETC/MTC混合收费车道通行能力计算模型研究

分析了ETC/MTC混合收费车道入口ETC车辆占比αE和连续到达ETC车辆排队长度w对混合收费车道平均服务时间tS的影响;对SHAKER模型进行了修正,并对修正SHAKER模型参数进行了标定,建立VISSIM仿真模型对修正SHAKER模型的有效性进行了验证;分析了ETC/MTC混合收费车道通行能力与ETC车辆占比之间的关系,提出了考虑车辆平均服务时间的ETC/MTC混合收费车道入口通行能力估计模型,并与余弦函数模型进行了对比分析。结果表明:不同ETC车辆占比下,ETC/MTC混合收费车道入口通行能力修正SHAKER模型计算值和VISSIM模型仿真值的相对误差ε<10%,在允许范围之内,验证了修正SHAKER模型的有效性;ETC/MTC混合收费车道通行能力随着驶入混合车道ETC车辆占比的增大而增大;与余弦函数模型相比,笔者提出的估计模型更能反映ETC/MTC混合收费车道的交通运行特性。

广州机场高速公路ETC与MTC混合车道收费系统的应用

介绍广州机场高速公路ETC与MTC混合车道收费系统的应用背景,论述了混合车道收费系统的硬件要求和收费流程以及ETC与MTC模式之间的切换。

高速公路收费站车道功能及方向优化模型

为解决临近城区的高速公路收费站节假日潮汐拥堵问题,通过动态调整收费车道使用功能和切换车道收费方向,提出了收费站车道类型及收费方向控制方法,并给出了相应的收费车道配置流程。结合排队论,考虑车道控制约束,以收费站运营成本、用户延误成本和收费站免费放行损失成本之和最小为目标,构建车道功能及收费方向优化模型。研究结果表明:双向收费车道需设置在收费广场中间,收费站拥堵免费放行位置以在用车道平均排队车辆数5~10辆为判定标准;与不可切换收费方向的传统方案相比,车道控制方案通过平衡出入口交通需求,动态调整车道方向,提升了收费站通行效率;系统成本随电子不停车收费(electronic toll collection, ETC)使用率的增加、交通需求的降低而减少;车道控制方案的系统成本不大于传统方案,且存在潮汐车流时,车道控制方案效益提升更加明显。所提出的车道控制方法能适应不同流量场景,对收费站车道开放和“潮汐车道”设置具有指导意义。

车道布设的研究

结合上海市高速公路的ETC需求的实际情况 ,侧重对ETC专用收费车道进行了研究 。

设置ETC车道的高速公路收费站车道规模确定方法探讨

随着国内尤其是长三角区域内电子不停车收费系统(ETC)的大规模推广应用,现行的设计规范中关于高速公路收费站车道规模的确定方法已经明显滞后。为了适应这一新的技术发展形势,实践减少拥堵、节省用地、节能环保的理念,针对上海市道路使用者中ETC用户数量快速增长的实际情况,提出将道路使用者分成ETC和MTC两类用户来考虑,分别确定各自需要的通道数量后对车道利用率加以分析,并在满足服务水平的前提条件下适当压缩车道(数量)最终得到收费站总的车道规模。结合上海市一则实例分析了确定收费站ETC/MTC车道规模的新思路,以供同行参考。

混合收费站ETC与MTC车道通行能力研究

基于对混合收费站交通流的分析,结合车头间距、制动过程及ETC车道折减系数的影响,确定ETC车道通行能力的计算方法。采用M/G/K排队论模型对MTC车道的通行能力进行分析,并确定混合收费站总通行能力的计算方法。建立Vissim仿真模型得到不同车道组合情况下的混合收费站通行能力仿真结果,对比仿真模型和理论模型并验证两者的吻合度。最后对6车道混合收费站进行仿真,得到在不同ETC使用率情况下的通行能力,提出了ETC车道最优的配置数量。研究确定了混合收费站通行能力的计算方法,并为配置ETC车道提供了参考依据。

考虑高速公路主线收费通道引导信息面向对象的驾驶人换道行为研究

交通运输部的电子收费(ETC)推广行动大大提升了高速公路ETC车辆比例,高速主线出口ETC收费通道数量也超过了人工收费通道(MTC)数量,ETC通道靠左设置的规则让MTC车辆需要提前换道进入收费广场才不会与ETC车辆产生冲突。为了验证以ETC车辆为引导对象和以MTC车辆为引导对象对驾驶人换道行为的影响,设计了3种高速公路主线收费通道引导信息方案:现状引导方案(OR)、部分MTC引导标志方案(PMS)和完整MTC引导标志方案(CMS)。试验分2个阶段,第1阶段验证在无交通流下,引导方案对于驾驶行为的影响,并评价得出效益最优的方案;第2阶段在选取现状和效益最优方案基础上,添加高流量及低流量的交通环境,验证优化后引导方案的可行性。2个阶段均利用广义估计方程分析不同引导方案下的换道行为特征,第1阶段构建熵权TOPSIS模型综合评价不同方案,并得出最优的引导方案用以第2阶段分析。结果表明:完整MTC引导方案(CMS)最符合ETC车辆高比例的现状,可以明显缩短MTC车辆换道响应时间,换道过程更加平稳、安全,从而避免MTC车辆在收费广场内与主线ETC车辆发生冲突,提高道路的通行能力。部分MTC引导方案的双重互斥信息给驾驶人造成了负面干扰,其对驾驶人提前换道的功效甚至不如现状引导方案。研究结果对高速公路设计者及相关部门优化当前引导系统,提高收费站的交通安全及效率具有一定意义。

基于通行数据分析的高速公路收费站通行能力评价研究

通过实测数据确定了车辆换算系数,结合收费站理论通行能力计算,对天津高速公路收费站通行数据进行了整理分析,并考虑各收费站客货车通行比例及收费员平均工作效率,按收费车道的类型分出口及入口提出了更符合天津实际情况的通行能力确定方法。此外,基于通行能力的分析对天津市高速公路收费站进行了整体评价,针对现状过饱和的收费站给出了改善措施及建议,为收费站日常管理及收费车道改扩建提供参考依据。