高速公路收费站ETC车道设置仿真研究
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摘要
高速公路收费站是高速公路交通的瓶颈地段,采用ETC(Electronic Toll Collection)电子不停车收费系统可以有效的解决这一问题,经过合理的ETC改建后的收费站不仅可以提高收费站的通行能力,也大大降低了车辆在收费站处的延误。为了减少收费站ETC改建的失误,论文探讨了适合我国国情的ETC车道布局并利用计算机仿真的方法探讨了收费站ETC车道的设置类型和数量。
本文提出了适合我国国情的ETC车道布局的几种模式;分析了高速公路ETC收费站的交通流特性;创建了高速公路ETC收费站的计算机微观仿真模型;利用Visual C++编写了高速公路ETC收费站的计算机仿真程序ETPS,通过计算机仿真动画直观的反映出ETC收费站车辆的行驶行为并计算出收费站的效率指标;根据设定方案的仿真结果,分别分析ETC车道设置数量和类型、ETC使用率、MTC误入率对收费站整体服务水平的影响情况;最后,应用评价结果,寻求在不同的ETC改建时期、不同的交通量与不同的ETC使用率下,最适当的ETC车道配置类型和数量,为具体的收费站的ETC改建提供依据并为新建收费站的设计提供参考。
The Highway Toll Plaza is the bottleneck of the highway, Electronic Toll Collection can resolve this problem effectively. A Toll Plaza which has been rebuilt reasonably can improve the throughput of the toll plaza and reduce the delay of a vehicle evidently. For reducing error in ETC toll plaza rebuilt, the dissertation present ETC lane configuration mode which suit the situation of China and evaluate ETC lane allocation using computer simulation.
This dissertation present several ETC lane configuration mode which suit the situation of China firstly; then analyze the traffic flow characteristic of highway ETC Toll Plaza; a ETC toll plaza microscopic simulation model has been built up; a ETC toll plaza simulation software which called ETPS is developed using Microsoft Visual C++ computer language. ETPS visualize the characteristic of vehicle by simulation animation and result with toll plaza Measure of Effectiveness; depend on the simulation result, this dissertation analyze the influence of the performance with different location and number of ETC lane, different ETC vehicle proportion, wrong to ETC vehicle proportion respectively. Finally, the appropriate ETC lane type and number under different ETC rebuild period and different ETC vehicle proportion and different traffic volumes are identified to offer reference for toll plaza rebuild and design.
本文提出了适合我国国情的ETC车道布局的几种模式;分析了高速公路ETC收费站的交通流特性;创建了高速公路ETC收费站的计算机微观仿真模型;利用Visual C++编写了高速公路ETC收费站的计算机仿真程序ETPS,通过计算机仿真动画直观的反映出ETC收费站车辆的行驶行为并计算出收费站的效率指标;根据设定方案的仿真结果,分别分析ETC车道设置数量和类型、ETC使用率、MTC误入率对收费站整体服务水平的影响情况;最后,应用评价结果,寻求在不同的ETC改建时期、不同的交通量与不同的ETC使用率下,最适当的ETC车道配置类型和数量,为具体的收费站的ETC改建提供依据并为新建收费站的设计提供参考。
The Highway Toll Plaza is the bottleneck of the highway, Electronic Toll Collection can resolve this problem effectively. A Toll Plaza which has been rebuilt reasonably can improve the throughput of the toll plaza and reduce the delay of a vehicle evidently. For reducing error in ETC toll plaza rebuilt, the dissertation present ETC lane configuration mode which suit the situation of China and evaluate ETC lane allocation using computer simulation.
This dissertation present several ETC lane configuration mode which suit the situation of China firstly; then analyze the traffic flow characteristic of highway ETC Toll Plaza; a ETC toll plaza microscopic simulation model has been built up; a ETC toll plaza simulation software which called ETPS is developed using Microsoft Visual C++ computer language. ETPS visualize the characteristic of vehicle by simulation animation and result with toll plaza Measure of Effectiveness; depend on the simulation result, this dissertation analyze the influence of the performance with different location and number of ETC lane, different ETC vehicle proportion, wrong to ETC vehicle proportion respectively. Finally, the appropriate ETC lane type and number under different ETC rebuild period and different ETC vehicle proportion and different traffic volumes are identified to offer reference for toll plaza rebuild and design.
引文
【1】 刘伟铭,王哲人,郑西涛,等.高速公路收费系统理论与方法[M].北京:人民交通出版社,2000.32-183
【2】 吴海翔. 公路收费口通行能力研究[D]:[硕士学位论文]. 南京:东南大学交通学院,1998
【3】 黄卫,陈里得. 智能运输系统(ITS)概论[M]. 北京:人民交通出版社. 1999
【4】 张卫钢,荆便顺. ETC 车道的设计与研究[J].西安公路交通大学学报,2001,21(1):81-84
【5】 刘伟铭,王倩.仿真理论在 ETC 车道设置研究中的应用[J].广西交通科技,2003,28(1):16-19
【6】 荣建,马建明,任福田,等.利用交通仿真模型求解通行能力[J].北京工业大学学报,2001,27(1):4-7
【7】 刘运通,石建军,熊辉.交通系统仿真技术[M].北京:人民交通出版社,2002.86-145
【8】 段进宇.高速公路微观交通仿真[J].公路交通科技,1998,15(3):21-24
【9】 David R McDonald Jr, Robert E Stammer Jr.Contribution to the Development of Guidelines for Toll Plaza Design[J].Journal of Transportation Engineering,2001,127 (3):215-222
【10】 刘浩,王笑京,刘佐.收费站 ETC 仿真改建方案的计算机仿真[J].计算机辅助工程,2001 (2):11-18
【11】 Robert T Redding, Andrew J Junga.Tpass - Dynamic, Discrete-Event Simulation and Animation of A Toll Plaza[C].J J Swain, D Goldsman, R C Crain, J R Wilson. Proceedings of the 1992 Winter Simulation Conference. 1992,1292-1295
【12】 Haitham M Al-Deek . Analyzing Performace of ETC Plazas Using New Computer Software[J].Journal of Computing in Civil Enginerring,2001,15 (4):309-319
【13】 Jack Klodzinski, Haitham M Al-Deek.New Methodology for Defining Level of Service at Toll Plazas[J].Journal of Transportation Engineering,2002,128 (2):173-181
【14】 田春林. 电子收费系统(ETC)社会经济影响评价[D]:[硕士学位论文]. 长春:吉林大学,2003
【15】 王炜,过秀成. 交通工程学[M]. 南京:东南大学出版社,2000.10
【16】 张志清. 高速公路路段通行能力与行车仿真研究[D]:[博士学位论文]. 哈尔滨:东北林业大学,2000
【17】 邓卫,吴海翔,王炜.公路收费口通行能力研究[J].中国公路学报,2000,13(2):87-90
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【19】 陈贺. 北京地区高速公路收费站通行能力研究[D]:[硕士学位论文]. 北京:北京工业大学,2002
【20】 杜晓晖. 高速公路系统的仿真模型及其应用研究[D]:[硕士学位论文]. 北京:北京工业大学,2003
【21】 邹智军,杨东援. 道路交通仿真研究综述[J]. 交通工程运输学报, 2001.6(2):88-91.
【22】 何民. 交通流跟驰模型研究[D]:[硕士学位论文]. 北京:北京工业大学,2000
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【26】 李征. 高速公路匝道微观仿真模型研究[D]:[硕士学位论文]. 北京:北京工业大学,2001
【27】 郑弘. 道路交织区仿真模型研究[D]:[硕士学位论文]. 北京:北京工业大学,2001
【28】 Jack Klodzinski. Methodology For Evaluating The Level Of Service (LOS) Of Toll Plazas On A Toll Road Facility[D]:[Doctor Dissertation]. Florida:University of Central Florida,2001
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【35】 陈菁菁. 城市平面交叉口交通流仿真[D]:[硕士学位论文]. 南京:东南大学交通学院,2002
【36】 高作凤. 城市干道车辆跟驰模拟研究[D]:[硕士学位论文]. 长春:吉林大学,2002
【37】 方健红. 高速公路主线控制方案及仿真研究[D]:[硕士学位论文]. 西安:西安公路交通大学,2002
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【40】 John Danko, Victor Gulewicz.Insight Through Innovation:A Dynamic Approach To Demand Based Toll Plaza Lane Staffing[C].J D Tew, S Manivannan, D A Sadowski, eds.Proceedings of the 1994 Winter Simulation Conference. 1994,1116-1123
【41】 Andrew J Junga.A Multi-purpose Toll Collection Plaza Model[C].Osman Balci, Randall P Sadowski, Richard E Nance, eds.Proceedings of the 1990 Winter Simulation Conference.1990,793-797
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【44】 M.L.Zarrillo, A.E.Radwan, H.M.Al-Deek. Modeling Traffic Operations at Electronic Toll Collection and Traffic Management Systems[J]. Computers ind. Engng, 1997.11:857-860
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