高速公路ETC和MTC方式下车辆延误比较

在人工或半自动收费方式下,机动车辆经过高速公路收费站时需要减速或停车缴费,当车辆较多时,容易形成排队现象,由此会造成大量延误.基于单路排队多通道服务模式(M/M/N),通过对MTC和ETC两种收费方式下高速公路缴费车辆延误的对比,可以明显看出高速公路收费站采用ETC收费方式能大大减少车辆延误,降低车辆油耗,减少环境污染,很大程度地提高了收费站的通行能力和服务水平.     

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。     

收费站与衔接交叉口半感应控制研究

为了解决高速公路出口匝道及衔接交叉口车辆排队导致交通拥堵倒灌至收费广场甚至高速公路主线的现象,文章结合目前电子不停车收费系统(electronic toll collection, ETC)车流量迅速增长的现状,提出在无法改善交通组织的前提下,基于经典的感应控制方法理论,引入对收费站通行的ETC车辆车速的控制,采用对城区高速公路收费站与衔接信号交叉口进行半感应控制的方法。以该方法借助微观交通仿真软件VISSIM对广州市北二环高速公路石湖收费站进行仿真实验,采用信号控制延误等参数评价服务水平。案例仿真结果表明,该方法可以有效地提高收费站及衔接交叉口的通行效率,使通行区域的平均排队长度减少42.3%,平均延误时间与停车次数下降约20%,服务水平由D级提高到C级。     

人工和ETC混合收费方式对车辆能耗的影响

【目的】为探讨高速收费站全面设置ETC通道的必要性,研究人工和ETC收费方式共存的高速公路收费站路段的车辆能耗模型。【方法】基于元胞自动机NaSch交通流模型,针对人工和ETC收费方式共存的单向单车道的收费站路段提出车辆的能耗公式,并数值模拟周期边界条件下人工收费车辆的比例系数和收费站站前减速路段的长度对车辆能耗的影响。【结果】人工收费车辆的比例系数和收费站站前减速路段的长度越大,道路上车辆的能耗值就越小,对应的流量和平均速度也越小,道路交通越拥堵。【结论】人工收费车辆的比例系数和收费站站前减速路段的长度对车辆能耗都有一定程度的影响。     

高速公路收费数据中环境-运营特征关联规则挖掘

针对传统关联规则挖掘算法在海量高速公路收费数据挖掘交通规律时存在的运算冗余、复杂度高、代价大等问题,提出一种改进的Apriori算法,可获得收费数据中环境特征与运营特征间的关联规则。首先将收费数据特征属性划分为收费站信息、时间信息、气象信息、运营信息4类,并进一步划分为环境特征域与运营特征域,从而构建收费数据特征模型;其次提出基于目标域的关联规则挖掘算法,在传统Apriori算法频繁项集产生过程中,根据期望规则结构以及已知规则后件,过滤无效项集,形成仅包含目标域的关联规则;最后,讨论了高速公路收费数据挖掘中的数据清理、离散化与数据拟合等问题,并在西宝(西安—宝鸡)高速公路收费数据集上进行了验证。试验结果表明:提出的方法时、空代价优于传统算法,能有效减少频繁项集数量,规则置信度在93%以上;试验中得到收费站位置、通行时间、气温及是否免费日等环境特性对车辆运行速度和收费站通行率的影响规则,这些规则可为高速公路交通控制及信息服务提供支持。     

电子收费系统与车型自动识别

电子收费系统是智能运输系统在公路收费领域的具体表现，可解决收费站的瓶颈作用，交通拥挤、排队等问题。而在收费的过程中，车辆的类别是决定通行费的标准因素之一。传统的收费方式车辆的类型通常由收费员通过目视人工划分，这样分类主观性很大．标准也不统一，所以有必要在电子收费中引进车型自动识别等先进技术。     

高速公路收费站与衔接信号交叉口协调控制研究

针对高速公路收费站与其衔接信号交叉口之间路段的交通拥堵问题,在Webster延误模型的基础上,提出一种公路收费站与衔接信号交叉口的协调控制方法。首先,在交叉口和收费站的上游检测获取基本交通流数据,预测在下一周期内交叉口和收费站的交通需求,然后以预防收费匝道、收费广场、交叉口以及衔接路段发生拥堵为约束条件,以收费站与交叉口整体区域的车均延误时间为目标函数,建立收费站与衔接信号交叉口的协调控制模型,对收费站出入口的实际通行能力和交叉口的信号配时进行协调控制,使得通行能力相互匹配,并通过权重系数的设置优先疏通出入口车流的排队。案例仿真结果表明本文方法能有效缓解交通拥堵,为高速公路出入口限流与城市道路信号相互协调控制提供了一种理论方法。     

基于排队论的高速公路收费系统的数学模型及应用

以排队理论为基础,建立了高速公路收费站汽车排队问题的数学模型。给出了京津塘廊坊立交收费站的正常及繁忙时的性能参数,最后以收费系统社会总费用最小为目标建立车道优化模型。     

浅谈联网收费技术的发展

高速公路联网收费的主要目的是为了解决高速公路网中,各收费单位因独立进行收费而各自设置封闭的收费设施,造成高速公路网中有众多不合理主线收费站等问题,以提高高速公路使用效率、服务质量和减少环境污染。目前大部分省(区、市)高速公路已逐渐成网,为提高高速公路网的快捷方便,联网收费技术已成为高速公路收费发展的必然趋势。     

基于无线通讯技术的高速公路自动收费系统的探索

高速公路自动收费系统作为交通通信产业的重要组成部分,它的性能与质量的优劣,直接影响到收费站的通行能力和服务水平,投资者的投资回报率。收费道路管理中的一个关键问题是解决车辆流量的问题。基于无线通讯技术获取车辆进出站口信息,实现车辆不停车计费管理,减少能源消耗,提高高速公路车辆流量。     

基于nRF24E1无线车辆收费系统的研究

采用内部嵌有与8051兼容的微处理器和10位9输入的A/D转换器的射频模块nRF24E1,并结合微处理器、IVC存储器等,组成无线车辆收费系统,实现车辆与收费站之间无线数据通信,配合主机端PC机进行车辆自动识别和有关收费数据的交换,通过计算机网络进行收费数据的处理,并可以查看收费信息,实现不停车自动收费的全电子功能.     

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%。     

最大当量排队长度模型及其时空特性

为描述最大排队长度的时空特性,基于单车道路段当量排队长度模型,推导出最大当量排队长度模型.运用数理统计方法分析最大当量排队长度的交通流特性、时间特性与空间特性.使用偏微分方法求解各个影响因素对最大当量排队长度的灵敏度.结果显示:最大当量排队长度对路段长度最为敏感,其次为滞留车辆数,对到达车流量、周期时长或绿信比的敏感程度均取决于另外两个变量.研究表明在交通控制系统中应优先协调短连线以避免交通多米诺效应;考虑不同园素对最大当量排队长度的影响特性,可以为优化或调整信号控制方案提供理论依据.     

具有Bernoulli反馈的离散时间服务门限轮询系统

本文对具有Bernoulli反馈服务六限非对称的轮询系统，通过Morkov链理论和概率母函数的方法进行研究，推导出了各站轮询时刻访问间隔时间、轮询周期、每站的服务时间、每站的队长、第i站（i=1,2,…N）顾客C每次反馈的逗留时间系列及每次顾客C服务完成时系统的队长的概率母函数。     

排队论在垃圾转运站设备优化配置中的应用

根据对垃圾收集运输过程随机动态特征的分析,提出了一种以排队论为基础的转运站设备配置方法。通过引入M/M/S排队模型,构建了垃圾转运站排队服务系统费用模型,以系统总费用最小来进行转运站压缩设备的配置,并以重庆市某垃圾转运站为例进行了实例分析。结果表明,与传统静态方法相比,采用排队论方法进行转运站设备配置,垃圾转运站系统的总费用可降低7.5%,垃圾收集车辆的平均逗留时间系数由0.16降为0.1,车辆排队长度系数由4.47降低为2.71,转运系统具有更好的经济性和抗风险能力,达到优化配置的目的。     

车道被占用对城市道路通行能力的影响

通过所给视频,收集数据,利用2个变量的模拟值与车辆排队长度数组建立GM(1,N)模型,得到车辆排队长度的累加数组与另外2个变量的累加数组之间的函数关系式.利用此关系式可间接地解释车辆排队长度与横断面实际通行能力,以及路段上游车流量之间的关系.     

关键交叉口与双周期交叉口间路段上的车辆排队模式及测算方法

为了描述周期时长不相等的协调信号交叉口间路段上车辆排队的集结与消散现象,以关键交叉口周期时长为双周期交叉口周期时长的2倍为例,基于冲击波理论,针对两个相邻交叉口之间路段上的上、下行车流分别描述了车辆排队的各种模式并建立了车辆排队长度模型。为了验证模型的有效性,利用VISSIM交通仿真软件设计了模拟实验方案。考虑不同条件下信号红时差与交通流率的多种组合,通过仿真实验共得到35组数据,每组数据均获得84个有效数据点。结果显示,上、下行方向的车辆排队消散长度的计算值与模拟值的相对误差小于10%的周期分别占75.56%和95.00%;交叉口信号周期越长,其排队消散长度的平均值和最大值也相应地越长。研究结果表明,该模型可以用来估算周期时长不相等的协调信号交叉口间路段上车辆的排队长度,从而为交通控制方案的优化与调整提供理论依据。     

关于建立铁路货车信息系统综合应用平台的分析与探讨

随着计算机、网络技术的不断发展,HMIS、TADS、TPDS、THDS、TFDS、ATIS、CTC等各类信息系统已成为保障铁路车辆安全运行不可或缺的重要手段,但各类信息系统各自为政,信息系统间关联甚少,关键信息未达到真正意义上的信息共享,且没有一个综合应用平台,可以实时监测货车车辆运行品质并全面查看车辆运行状态,从而给铁路车辆安全运行带来隐患。针对以上问题,建立铁路货车信息系统综合应用平台,实时对运行中的货车车辆进行监控,对货车车辆运行状态进行预警,掌握站内各条线路上车辆信息,为车辆调度指挥、车辆检修提供依据,确保货车车辆运行安全。