高速公路匝道自由流预交易系统研究与应用

匝道自由流预交易系统是基于现阶段的国标5. 8GHz的ETC收费体系,运用了多车道自由流并行交易技术以及ETC多阶段交易技术,采用了空间换取时间的方法,把ETC车辆通行费在车道交易的提前至匝道,匝道负责预交易、车道负责验证,实现ETC车辆在ETC车道和MTC车道的快速通行,解决了收费广场易拥堵问题,提升了收费广场通行能力,给予了人民群众全新的快速通行体验。     

ETC专用车道应急辅助收费系统的研究与应用

高速公路ETC专用车道在ETC天线出现故障后或个别车辆交易异常导致车道不能正常运行,为提高车道利用率保障ETC车道正常运营,本文给出了ETC车道故障时不同应急收费方案,详细阐述了ETC专用车道应急辅助系统的构成和功能。在ETC天线故障时,该系统能为ETC车辆提供自助刷卡通行服务。该系统在唐港高速公路投入使用后,有效提高了ETC车道的通行能力。     

高速路网不停车收费车道优化布设方法

合理设置高速公路收费站ETC (Electronic Toll Collection)车道数量，对高速公路通行效率至关重要。针对目前路网中ETC与MTC (Manual Toll Collection)车辆混行的情况，考虑ETC的普及率，结合多用户路网均衡模型和排队论方法，建立基于双层规划模型的高速路网ETC车道优化布设方法。上层模型以车辆总通行时间最小为目标，优化设置进出收费站的ETC车道数量；下层模型为多用户路网均衡模型，反映ETC和MTC车辆的路径和收费车道选择行为。下层模型通过设计收费站的等价拓扑结构，表征收费站的车道使用规则及车辆的收费车道选择行为，并采用排队论方法估计ETC和MTC车道的收费排队时间。根据模型的特点设计了基于主动集的启发式算法，利用参数二进制与拉格朗日函数法确定迭代下降方向，解决了下降方向与步长难以计算的问题；通过内嵌优化函数的方式，保证在主动集转化过程中上层约束均不会失效，且避免了迭代过程中的模型解退化问题。基于上海市绕城高速进行实证分析，结果表明：随着ETC普及率的提升，收费排队时长按照负指数趋势下降；与按比例布设ETC车道的方法相比，所提方法最高可降低57.4%的收费排队时间，且该方法可以避免ETC车道布设过多对于MTC车道通行能力挤压造成的负面效果。研究成果可以有效指导高速路网ETC车道的布设，提高路网通行效率。     

ETC车道的设计与研究

根据ETC系统的工作原理、交通工程和道路几何设计理论，对路边式ETC车道的设计进行了研究，提出了车道线形、长度及宽度的具体设计方法，并给出了2个适合中国国情的具有ETC车道的混合收费站模型。     

高速公路ETC交易耗时估计与车道分区设计

大多数高速公路ETC车道的长度都是以停车视距计算方法为设计依据的,但这忽视了各省市ETC交易耗时的差异,且此依据与ETC系统可实现不停车自动收费的目标相矛盾。不合理的车道长度会导致部分车辆因时间不足而无法完成交易,或出现跟车干扰等现象,降低收费站服务水平。以陕西省170多万条交易数据为样本,采用随机过程与数理统计方法,对交易耗时进行数字特征分析和参数估计,并提出ETC车道划分为交易区和安全控制区,将置信度为99.9%的交易耗时估计结果和停车制动距离应用于区域长度设计中。陕西全省ETC系统建设实践证明,该方法提高了ETC车辆通过率,保障了行车安全,取得了良好效果。     

混合收费站ETC与MTC车道通行能力研究

基于对混合收费站交通流的分析,结合车头间距、制动过程及ETC车道折减系数的影响,确定ETC车道通行能力的计算方法。采用M/G/K排队论模型对MTC车道的通行能力进行分析,并确定混合收费站总通行能力的计算方法。建立Vissim仿真模型得到不同车道组合情况下的混合收费站通行能力仿真结果,对比仿真模型和理论模型并验证两者的吻合度。最后对6车道混合收费站进行仿真,得到在不同ETC使用率情况下的通行能力,提出了ETC车道最优的配置数量。研究确定了混合收费站通行能力的计算方法,并为配置ETC车道提供了参考依据。     

高速公路ETC车道车辆通行速度提高途径分析和研究

针对高速公路电子不停车收费（ETC）系统提升车辆通行速度的需求,首先分析车道布局和交易时间对通行速度的影响,然后研究车道设备、通信设备、通信接口的升级可行性和对通行速度提升的改善程度,最后提出实施高速公路ETC车道提速方案的若干建议,其对于提高高速公路ETC系统的服务质量和运营管理水平有借鉴意义和参考价值。     

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，提出了ETC车道的配置和布设方案。     

高速公路ETC远程监控系统的开发与应用

随着高速公路ETC车道的日益增多,对于无人值守的ETC车道设备、过车情况的有效监测控制已成为高速公路营运单位所关注的重点。为了提高营运中心对ETC收费车道的营运、维修和管理水平,提出了以ETC车道日志为基础,通过对ETC车道数据的综合分析、预测等数据处理手段实现ETC车道远程监控。     

基于人工智能检视的ETC稽查管理系统

根据ETC车道设备布局,结合ETC车辆逃费现状,分析ETC系统防逃费体系,提出运用人工智能深度学习、特征判别、多源数据分析比对模型、激光检测等技术,设计ETC车道防逃费稽查体系,形成了智能防逃补漏的稽查管理系统,经实践应用,取得了良好效果。     

一种军警与ETC混合的车道系统

目前,高速公路为军警车开辟的专用车道车流量明显不足,资源浪费严重。为提升高速公路收费站的整体通行能力,基于电子不停车收费的理念以及军警车道的特殊性,提出军警与ETC混合的车道系统设计方案,结合车牌识别与ETC技术,实现军警与ETC混合的车道应用。     

ETC车道数对收费站服务水平的影响仿真研究

介绍了收费站仿真模型的主要模块,讨论了仿真程序的总体框架及数据结构,介绍了关键类的主要成员变量和成员函数,在此基础上开发了ETC收费站仿真程序。选择沪宁高速公路无锡东收费站作为仿真对象,对其交通流特性做了调查和分析。利用仿真程序EISP对1条、2条和3条ETC专用车道情况下的收费站平均延误进行仿真,绘制出低、中、高三个代表性交通量下的ETC车道数对收费站整体服务水平的影响图,分析了ETC车道数和收费站通行能力之间的关系,以确定最适当的ETC车道配置数量,为ETC的实施提供依据。     

基于仿真的高速公路混合收费站通行能力确定方法

高速公路收费站通行能力直接决定了高速公路的通行能力,在总体上制约着公路的交通运行状况。随着电子收费系统(ETC)技术的推广和应用,大量人工收费车道和ETC收费车道并存的混合收费站随之出现,合理地确定混合收费站通行能力是收费系统设计的重要问题。分析了高速公路混合收费站中人工收费和ETC收费的交通流特性,结合现场实际调查数据标定参数并建立了VISSIM仿真模型,获得了收费站人工收费车道和ETC收费车道数在不同比例的情况下收费站的综合通行能力,并给出了收费站通行能力最优时,ETC交通量占总交通量的最佳比例。此外,研究还进行了收费站综合服务能力仿真研究,给出了在输入交通量一定的情况下,ETC交通量分别占10%、30%、50%的情况下收费站的服务能力。研究为混合收费站的合理通行能力确定,以及ETC车道开设方法提供了重要的参考。     

基于Paramics的ETC专用车道布设位置仿真

研究了高速公路收费站ETC车道的设置位置与整个收费站的运行效率的关系,从而优化车道布置。基于Paramics仿真软件,以上海市某高速公路主线收费站出口为例,以降低车辆运行延误、减少收费站排队长度为优化目标,通过对比新增ETC专用车道分别设置在不同位置下的收费站运行效率,研究ETC专用车道的最佳布设位置。经过分析,在收费车道数较多的情况下,两侧各设置1条ETC车道有利于减少车辆交织,提高收费站的运行效率。     

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。     

ETC系统的邻道干扰问题分析及射频指标控制

基于国标ETC车道系统的实际运行情况,分析了邻道干扰产生的主要原因,利用建立的邻道干扰车道模型和坐标系,采用边界分析法计算了与解决邻道干扰相关的天线方向性图约束条件和与之相关的射频指标约束条件,提出了OBU截止电平的概念。研究表明:在合理的工程安装条件下,通过设定必要的设备射频指标约束,可在保证OBU与本车道RSU正常通信质量的基础上,切断OBU和相邻车道RSU通信的下行通信链路,同时,在上行链路上采用相邻车道不同信道配置和采用RSU窄带接收,从而防止避免邻道干扰的产生。最后根据理论分析和计算,结合工程实际应用,给出了可供参考的RSU天线方向性图约束条件和OBU接收射频参数范围。     

全新一代无人收费机器人

全国联网收费以来，ETC车道成为了非现金收费的主流模式。但是，仍然有部分车辆采用现金、微信、支付宝等支付方式。新收费模式下，现场收费人员需要面对更多的异常事件，工作压力与日俱增。如何减轻现场收费人员的工作压力，优化收费员的配置，降低企业运营压力，成为了各高速公路管理单位的难题。