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《西安科技大学》 2009年
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电子不停车收费系统的研究与优化设计

宋丽晓  
【摘要】: 随着ITS(智能交通系统)技术的发展和交通需求的增加,国内外已有一些收费站采用多种收费方式,比如现金收费与非现金收费方式,不停车收费与停车收费方式,并设置了普通收费车道、ETC收费车道与混合收费车道。ETC收费方式的效率是人工收费方式的5~10倍,一般来说,使用ETC技术可以提高收费站的通行能力,但实际上不一定可以增加单位时间内通过收费站的车辆数。因为如果ETC收费车道的使用率不高,则因为人工收费车道数的减少使人工收费车道的延误大量增加,而ETC车道则长期空闲造成资源浪费。若ETC收费车道使用率过高,其配置却没有随之改变,会导致ETC收费车道的延误高过人工收费车道。因此,在对先进技术进行投资之前,必须先对该项技术的使用率、相关成本及驾驶员属性进行分析,了解他们之间的相互关系,正确估计出使用ETC的车辆比例,解决相对应的不同收费车道数的配置问题。 本文旨在讨论高速公路收费系统在改造过程中所需解决的车道合理配置和优化问题。本文研究内容分为三部分:一是对京津塘高速公路ETC收费系统进行研究;二是以随机排队论为基础,建立了高速公路收费站汽车排队问题的数学模型,并以京津塘廊坊立交收费站为例给出了收费站正常及繁忙时的性能参数,给出了收费车道数的设计方法,并分别列出了电子收费车道,人工收费车道,以及混合收费车道的延误模型。三是在随机排队论的基础上,以高速公路收费站系统总费用损失最小为原则建立数学模型并用遗传算法得出收费车道的最优配置,并应用于京津塘高速大羊坊收费站的设计中,使得随着ETC技术使用率的增长,ETC车道与人工车道能够得到最佳配置、系统总费用损失最小。所以,本文的意义在于,根据ETC技术使用率对车道数进行优化设计,为高速公路收费系统的建设提供了理论依据。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U495

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