收费站对高速公路交通流能耗的影响

【目的】为探讨电子收费(ETC)通道设置的必要性,研究高速公路收费站路段的交通流能耗模型。【方法】在元胞自动机NaSch交通流模型的基础上,针对单向单车道的收费站路段提出交通流的能耗公式,并数值模拟周期边界条件下车辆在收费站的滞留时间对交通流能耗的影响。【结果】车辆在收费站的滞留时间越长,道路上交通流的能耗值越小,对应的流量和平均速度也越小,交通堵塞现象就越早发生;人工收费站路段的交通流能耗比电子收费站路段的交通流能耗值小。【结论】人工收费站路段比电子收费站路段更容易发生交通堵塞现象。     

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.     

电子收费系统ETC

高峰时进出高速公路的车辆排成了“长龙”。为解决这一问题,发达国家应用的ETC收费系统非常方便、省时、高效。国际上正在努力开发推广普及的一种用于道路、大桥和隧道的电子收费系统ETC。ETC（Electronic Toll Collection）全文意思是“电子不停车收费系统”。使用该系统,车主只需在车窗上安装感应卡并预存费用,通过收费站时,便不用人工缴费,也无须停车,过路费将从卡中自动扣除。换句话说．就是不用停车就能自动收费。     

基于i3RFID技术的不停车收费系统

射频自动识别不停车收费系统（ETC）是目前世界上最先进的路桥收费方式。通过安装在车辆挡风玻璃上的电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的专用短程通讯,利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理,从而达到车辆通过路桥收费站不需停车就能交纳费用的目的。本文提出了一种利用i3RFID技术,排除邻车道车辆,或远离门禁控制闸的其他尾随车辆发来的干扰信号,解决车辆误读的方法。     

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。     

北京市高速公路联网电子收费系统

项目简介：电子不停车收费系统（Electronic Toll Collection System,简称ETC）,通过“车载电子标签＋IC卡”与ETC专用车道内的微波设备进行通讯,实现车辆不停车缴纳高速公路通行费功能的全自动收费系统。ETC车道工作效率较普通车道可提高3至4倍。在未安装ETC车道的收费站,用户可使用专用IC卡在普通车道刷卡通行,免去现金支付的麻烦。     

考虑货车路径选择行为的高速公路拥挤路段收费研究

为降低高速公路拥挤路段中的货车混入比例,提高道路的通行能力及服务水平,通过构建货车的路径选择模型,分析高速公路收费费率对货车车辆路径选择行为的影响及不同费率的路网状态.首先,在对车辆路径选择行为影响因素进行初步分析的基础上,针对货车设置不同的出行场景,设计调查问卷和实施方案,以获取路径选择意向调查数据.其次,构建货车的公路路径选择NL(Nested Logit)模型,并对模型结果进行检验和评价.最后,以山东省高速公路网为例,分析高速公路拥挤路段不同收费费率对货车的路径选择行为产生的影响.结果表明:收费费率对中长距离出行的货车车辆路径选择行为较短途出行有显著影响,在拥挤路段仅针对货车车型适当提高收费费率时,在降低路段负荷度的同时可以增加路网收费收入.     

ETC门架数据驱动的高速公路差异化收费双层规划方法

针对传统收费导致高速公路经济效益低、运行效率差等问题,结合ETC(electronic toll collection)门架数据分析高速公路运行特点,提出一种基于双层规划的高速公路差异化定价模型。首先,获取高速公路ETC门架数据,分析交通量特点,初步确定所要实施的差异化收费方案。其次,构建双层规划模型,上层最大化高速公路经济效益,下层分析出行者出行行为并完成基于Logit模型的交通量分配。最后,以长深高速河北段为例展开实证分析,使用模拟退火算法求解出一种分车型分路段的差异化收费方案。结果表明：ETC门架数据能够充分分析高速公路的运营状态和运行特征,为精细化的高速公路差异化收费的研究提供强大的数据支撑;使用优化后的分车型分路段差异化收费方案后,高速经济利润提升32.3%,货车交通量增长42.2%,客车共增长36.8%;路段整体交通量增长38.6%,并且平行道路饱和度降低,拥挤状况得到缓解。     

延迟概率和路内停车带长度对道路交通的影响

基于NaSch交通流模型,建立有路内停车带的单车道元胞自动机模型,并提出车辆能耗的公式,旨在研究周期边界条件下车辆的延迟概率和路内停车带长度对交通流和车辆能耗的影响.模拟的结果是:车辆在经过路内停车带时的延迟概率越大、路内停车带越长,道路上的车流量和平均速度就越小,车辆的能耗值也越小,道路交通越拥堵.     

基于坡道元胞自动机模型的能耗研究

针对上坡路段汽车需减小车速增大牵引力的现象,假定坡道倾度与车辆在坡道上的最大速度成反比,基于元胞自动机NaSch交通流模型建立包含有坡道的单车道元胞自动机模型,用数值模拟研究在周期边界条件下,坡道长度和倾度对交通流能耗的影响.结果表明:坡道长度和倾度对交通流能耗均有很大的影响,坡道长度越长、坡度越大,车速被限速越厉害,...     

基于数理统计的高速公路MTC收费车道通行能力——以上海高速公路为例

在高速公路收费站MTC车道向ETC车道转变过程中,改造时序方案的研究需要对MTC车道、ETC车道的通行能力进行准确、合理的分析取值.然而,目前国内的规范标准中,给出的MTC车道服务时间参考值普遍比上海市各高速公路收费站的实际情况偏小.将高速公路收费站入口、出口MTC车道区别对待,尝试采用概率论中数理统计的数学分析方法来确定MTC车道服务时间值的分布特性及最大似然估计值,进而确定MTC收费车道的通行能力,并通过案例应用进一步验证数值的可信性.     

城市道路施工区交通延误建模与仿真

随着城市的快速发展,为了提高道路通行能力,许多道路必须扩建,而施工区广泛存在于路段和交叉口区域,城市道路施工区将改变车道的宽度,对车辆的正常行驶产生一定的影响,导致大量排队和交通延误.针对城市路段施工区的交通流和交通延误进行了仿真,研究施工区域环境中不同因素对车辆延误的影响、机动车和非机动车到达率,分析了受施工区影响的入口交通延误的特征,施工区的尺寸与位置等因素对路段施工区交通延误的影响,提出了基于社会力模型的城市路段施工区交通延误分析方法,并考虑了路段施工区长度、施工区宽度、大型车比例将对路段施工区的交通延误和平均通行速度产生显著影响.模拟结果表明,本文建立的基于社会力模型的施工区交通延误计算方法具有良好的适用性.基于分析结果可制定合适的交通管理措施,减少路段施工区的交通拥堵降低延误和事故率.     

车辆进小区的瓶颈效应及其对路段交通流的影响

车辆提前减速进入居民小区会形成一个交通瓶颈, 尤其在晚高峰期间会明显降低道路通行能力. 基于考虑慢启动效应的 VDR(velocity dependent randomization) 模型, 并引入期望时间反映车辆进入小区前的提前减速行为, 研究了单向单车道和双向两车道两种情况. 模拟结果显示: 当入区概率较大时, 存在一个临界进车概率, 当进车概率大于临界值时, 出现一个流量平台. 临界进车概率及其对应的流量值随入区概率的增加而减小; 当进车概率小于临界值时, 双向两车道系统流量要大于单向单车道. 双向两车道时路段上存在 3 个瓶颈, 即小区入口以及上下游路口. 小区入口与路口保持一定距离, 可减少瓶颈之间的干扰, 则小区入口位置的变化对道路通行能力的影响不明显.     

一种自适应普遍路况的元胞自动机交通流模型

在Nagel-Schreckenberg(NaSch)模型的基础上,考虑重力对行驶坡道上车辆的影响,将时间与空间上连续的加速、减速效应离散化,以概率pup和pdown的方式进行一次性速度补偿,提出一个改进的NaSch模型,并对改进的模型进行计算机数值模拟.模拟结果显示,改进后的模型能准确反映特殊路段对行驶车辆的影响,同时再现了与实际交通相一致的时走时停交通波等复杂的非线性现象,能自动适应普遍路况.     

基于运行车速的公路线形设计质量评价

速度因素在公路交通事故中占有相当的比重 ,而线形是决定车辆实际运行车速的基础 .通过对车辆运行特征的实地观察和运行车速的现场观测 ,标定了车辆运行车速和加速度与公路线形之间的关系模型 .从行车安全的角度出发 ,将线形单元间运行车速和加速度的变化量作为线形质量的评价标准 ,建立了线形质量评价模型 ,用以进行公路线形设计质量的定量评价 .     

元胞自动机FI交通流模型的能耗研究

在周期边界条件下,通过引入确定(随机)减速过程中动能减少的车辆分布,研究单一交通流元胞自动机Fukui-Ishibashi模型(FI模型)的能耗问题.研究发现,FI交通流模型的能耗在最大流量处发生不连续的变化,急剧减少趋近零,其左右各存在交通能耗极大值.在最大流量处,确定(随机)减速过程中动能减少的车辆分布最小,交通能耗随着车辆最大速度的增大,车辆长度的增长和随机减速概率的增大而增加.     

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。     

前车刹车状态对交通流的影响

在交通流BJH模型基础上,考虑前车刹车状态对车流行为的影响,提出改进后的交通流BJH模型．模拟结果表明,在道路车辆密集程度不太大时,前车减速刹车是时断时续的影响车流;当道路车辆密集时,密度超过转捩点密度时,平均车间距小于安全车距,驾驶员对前车刹车的行为将作出刹车反应,这样导致了交通阻塞．计算机数值模拟反映了接近实测的交通通行能力以及交通的崩溃．