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。

边缘计算技术在高速公路收费车道系统中的应用

随着智能交通系统的不断发展,高速公路收费车道系统正面临着前所未有的技术革新。边缘计算技术,作为一种新兴的计算模式,其在数据处理和实时响应方面的优势,为高速公路收费系统带来了新的可能性。本文旨在探讨边缘计算技术在高速公路收费车道系统中的应用,分析其在提升系统效率、降低运营成本、增强用户体验等方面的潜力和前景。

同向分离式收费站在改扩建工程中的应用研究

服务型互通立交作为高速公路的重要节点,若既有收费设施不匹配,会严重影响路段的通行效率,而收费站的改扩建设计对提升既有高速公路整体服务水平而言至关重要。文章以济南东互通立交改扩建工程为研究案例,针对常规收费站改扩建设计中存在的车道过多、交通流交织降低通行能力问题,提出采用同向分离式收费站和设置无岛式收费车道的设计方案,解决出口收费站前交通流交织问题。研究可为高速公路改扩建项目设计提供借鉴参考。

“偏远小站”收费车道改建方案

针对“偏远小站”收费车道存在的收费成本高和自动化水平低的问题,结合高速公路联网收费系统优化升级工程的要求和技术发展趋势,提出一种适合偏远小站的收费车道改造方案。以S50海平高速公路西安镇收费站改建为例,采用建设集约化、设施智能化、设备一体化和场景多元化等思路改建收费车道。在自助车道投入自助发卡机或自助缴费机,代替人工发卡、缴费,减少收费车道人工操作流程,降低运营单位的人工成本;在ETC(Electronic Toll Collection)专用车道设置双天线和特情处理终端等设备,提升ETC车道的车辆通行效率和服务水平,保障收费现场畅通无阻。实际应用结果表明该方案可行,可供偏远小站收费车道改建参考。

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。

基于交通流预测的高速公路收费站车道开闭配置

针对高速公路收费站的收费车道资源分配不均问题,结合贝叶斯优化算法(bayesian optimization algorithm,BOA)和长短时记忆神经网络(long short term memory,LSTM),提出了一种基于交通流预测的收费车道开闭配置方法。首先,对收费数据进行预处理,得到交通量、车型比例、收费方式占比和服务时间等基础数据,用于构建模型训练数据集。其次,提出了一种基于多元收费方式的M/G/K排队模型,实现收费站通行过程的理论描述和平均排队长度、平均逗留时间、通行能力等关键指标的计算。然后,针对超参数设置困难问题,引入贝叶斯优化算法构建了BOA-LSTM组合模型实现交通流预测。接着,以交通流预测结果为输入,以车道开启数目为输出,构建了一种以综合成本最小为目标的车道开闭配置模型。最后,以河北新元高速机场收费站为例展开实证分析,结果表明,BOA-LSTM组合模型能够取得良好的预测效果,其中交通量和车型比例的均方根误差分别为16.24和0.03,平均绝对百分比误差分别为13.32%和1.77%;相比于实际方案,工作日平均每天的综合成本降低了2.30%,休息日平均每天的综合成本降低了5.14%。

智慧高速公路收费站潮汐车道的开放数量研究

为解决智慧高速公路收费广场交通分布不均衡、拥堵的问题,在空间资源一定的前提下,提出开放潮汐车道的措施,探讨最佳开放数量。首先,以京雄智慧高速雄安北主线收费站为研究对象,分析车道的潮汐交通流特性,论证设置潮汐车道的可行性;其次,选定潮汐系数分别为0.6,0.7,0.8,0.9,将交通量划分为A-F共6个等级,建立VISSIM收费站仿真模型;最后,以收费站工作日早高峰为例,分析各方案的交通量等仿真结果,确定不同交通流状态下潮汐车道的开放数量。结果表明,收费站出口为主要车流方向时,潮汐系数为0.7且交通量为C-F级,以及潮汐系数为0.9且交通量为B级时,宜开放1条潮汐车道;潮汐系数为0.8和0.9时,C-F级交通量下分别开放2条、3条潮汐车道;其他情况下不开放潮汐车道。依托具有通勤功能的京雄智慧高速公路雄安北主线收费站,研究潮汐车道的最佳开放数量,可为智慧高速公路出入口车道的调控提供参考,对提高高速公路通行能力和通行效率具有现实意义。

智慧收费机器人在高速公路车道上的应用

高速公路作为城市交通的主要枢纽,车流量庞大且高度集中,传统人工收费往往导致车辆排队等待时间长,影响通行效率,增加通行成本,且对人员的技能水平要求较高。这些问题易导致高速公路收费站的服务质量和效率受到限制,影响交通体验和管理水平。智慧收费机器人在高速公路车道上的应用是智慧交通领域的一项重要技术创新,基于此,本文着重探讨智慧收费机器人在高速公路车道上的应用。

ETC系统缴费方式随机选择模型

针对组合式收费系统中驾驶员缴费方式的随机选择行为,以排队论与非集计理论为基础,建立电子收费(Electronic Toll Collection,ETC)系统缴费方式随机选择模型及均衡状态求解算法。通过均衡分析与灵敏度分析探讨了ETC技术的采用对道路使用者的技术选择与车道选择行为所产生的影响,所得结果可为ETC系统的规划和管理提供帮助。

基于二元Logit模型的驾驶员收费车道选择研究

通过分析驾驶员对收费站收费车道选择行为的规律特征,讨论了驾驶员收费车道选择行为的复杂性,确定模型的效用函数及概率计算公式。选取收费车道的排队长度、变换车道数、大型车数量、收费车道位置作为模型的特征变量,建立了驾驶员对收费车道选择行为的二元Logit模型。基于兰海高速钦州西收费站的实际观测数据,对各特征变量进行模型参数估计,采用Hosmer-Lemeshow检验分析模型的拟合优度。研究结果表明:驾驶员收费车道选择行为受多种因素综合作用影响,模型拟合精度较高;模型的建立为收费站交通组织、安全评价、收费车道布置提供了技术支持。

基于有限状态自动机的绿通车辆驾驶室避让控制

在高速公路绿通车道检测过程中,为了避免射线对驾驶员身体造成伤害,需要对车辆的驾驶室进行避让。本文提出了一种基于有限状态自动机的绿通车辆驾驶室避让控制方法。首先在对车辆通过绿通车道时的状态进行分析的基础上,建立了车辆驾驶室避让的自动状态机模型;然后根据该模型编制了相应的控制程序,对该状态机模型进行了仿真验证和考核;最后对绿通车辆大量的实测数据进行分析。结果表明:基于有限状态自动机的驾驶室避让控制方法能够准确有效地实现驾驶室避让控制,有效地剔除非车辆通行所导致的误动作。

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 。

基于多特征融合的绿色通道车辆检测判定

为了保证对高速公路绿色通道车辆进行快速、高效的计算机检测,本文提出了一种基于多特征融合的绿色通道车辆检测判定方法 PGM-OCSVM。该方法首先利用主成分分析法(Principal component analysis,PCA)对学习样本的属性进行特征过滤,然后利用遗传算法(Genetic algorithm,GA)对one-class SVM的两个重要参数——函数核带宽σ和错误接受率v进行自适应调整,增强方法的易用性,最后构建one-class SVM模型学习样本,并对结果进行分类。通过对大数据样本分析,PGM-OCSVM可以有效地完成绿色通道车辆判定任务。目前该方法已经应用于绿色通道车辆检测系统中,取得了良好效果。

不停车电子收费系统关键技术

高速公路不停车收费系统区别于其它的人工收费系统,主要在于自动车辆识别系统和自动车型分类系统。这篇文章介绍了自动车辆识别系统和自动车型分类系统两项关键技术及其实现技术。

高速公路ETC车道防邻道及跟车干扰研究

在ETC车道系统中,相邻两个ETC车道之间的OBU与RSU相互影响,RSU与非本车道上的OBU进行通讯并完成交易,引起邻道干扰;工程实施、设备等原因引起跟车干扰,造成ETC收费失败。针对存在的问题,分析工程安装、设备原因,提出切实可行的解决方案,保证ETC车道功能的正确性、完整性,是交通运输行业节能减排绿色发展成果之一。

高速公路车道收费与控制系统的实现

介绍了高速公路收费系统中车道收费及控制系统实现的关键技术。重点论述了车道收费及控制系统的设计、数据传输和外场设备控制等方面的内容。

公路ETC及组合式收费系统

电子不停车收费(ETC)具有许多的优点,是公路收费方式发展的必然方向。组合式电子收费比全电子收费能更好地适应我国国情,是值得和容易推广的公路收费技术方案。通过分析组合式收费的特点,提出对车道进行必要改造的方案,最后给出了目前推广ETC收费面临的主要问题。

基于竞争路径选择的HOT车道费率优化模型

针对社会车道交通拥堵严重而公交专用道利用率较低的问题,提出将公交专用道改建为高承载率收费(High-occupancy/toll,HOT)车道,通过调节HOT车道费率,在确保公交车运行效率的前提下提升公交专用道及整体路网的时空资源利用率.分析存在竞争路径时出行者的出行特性,构建路径选择模型,估计设置HOT车道后出行者的路径选择行为.在此基础上,结合道路服务水平和总出行成本,构建了基于竞争路径选择的HOT车道费率优化模型,动态优化多种流量条件下HOT车道费率方案.最后以武汉长江隧道、武汉长江二桥和二七长江大桥为例进行实证研究.结果表明:优化的HOT车道费率方案能够减少9%的交通流量,降低41.29%的社会车道延误,为促进合乘行为、缓解交通拥堵、提升道路资源利用率提供了可靠保障.

高速公路收费软件的设计与实现

从系统稳定、实用、简单的角度出发,提出了设计高速公路车道收费软件的一种新思路,并就其中几个关键技术进行了叙述。根据该思路设计的长潭高速公路收费系统运行安全可靠,结构严谨,得到了用户的一致好评。

不停车收费系统(ETC)关键技术浅析

文中介绍了ETC系统的三大关键技术:车辆自动识别技术(AVI)、自动车型分类技术(AVC)、违章车辆抓拍技术(VEC),对ETC收费中主流的通讯方式DSRC的各组成部分进行了分析,给出了车载电子标签和微波天线的技术指标,介绍了ETC系统的工作流程。最后对运行过程中ETC存在的问题进行详细总结和分析,给出了相应的解决方法。