[摘要]收費還貸制度在很大程度上推進了我國高速公路建設(shè)的發(fā)展。收費站是高速公路的重要組成部分。收費站的通行能力可以為確定其建設(shè)規(guī)模提供一定的理論依據(jù)，確定各個交通量以及不同服務水平下的收費車道的通行能力具有非常重要的經(jīng)濟意義。作者基于國內(nèi)外對高速公路收費站通行能力研究的基礎(chǔ)上，探究某地區(qū)高速公路收費站的交通流特性，以期對該地區(qū)的高速公路收費站建設(shè)有一定的參考借鑒作用。

[關(guān)鍵詞]高速公路；收費站；通行能力；應用分析

引言

國外非常重視公路通行能力的研究，并在該領(lǐng)域取得了很多的研究成果，但是我國有關(guān)高速公路通行能力的研究還處在起步階段。高速公路的收費站是高速公路的重要組成部分，一般指的是為收取車輛的通行費用而設(shè)立的交通設(shè)施，通常有收費門（收費島、遮蓬、收費亭、收費車道以及收費機械）、收費廣場和收費所。通常而言收費站的通行能力指的是在單位時間里正常情況下能夠通過收費站最大車輛數(shù)，這里的正常情況是指在一定的服務水平下，顯然收費車道的通行能力就決定收費站的通行能力。

1 探究收費站通行能力的意義

根據(jù)相關(guān)資料分析，在有效經(jīng)營的情況下，數(shù)量適中、設(shè)備較簡單的收費設(shè)施的運營成本與收入比例達到5%～10%；收費設(shè)施的數(shù)量大于所需數(shù)量時，運營的成本與收入比增大到10%～15%，甚至可以高達30%以上。有研究人士指出收費廣場的規(guī)模及所需的車道數(shù)是由平均來車的間隔、每個收費車道的通行能力和服務水平三個因素共同作用決定的。通過對收費站通行能力的研究，可以為建設(shè)合理規(guī)模的高速公路收費站提供強有力的理論依據(jù)，可以有效利用公路建設(shè)資金。從而確定各個交通量下、不同服務水平下的收費車道的通行能力具有十分重要的經(jīng)濟意義。

2 收費站通行能力研究

2.1 通行能力的方法簡介

要分析高速公路收費站的通行能力就必須了解一定的收費站通行能力的研究理論方法。目前在高速公路收費站的分析中，大多數(shù)采用由美國的《交通流理論》和《日本高速公路設(shè)計規(guī)范》中所得出兩套公式，其均采用的是M/M/K模型，共同點都是：

①系統(tǒng)中沒有車輛的概率計算式：P(0)=

②系統(tǒng)中有n車輛的概率：P(n)=ρnn!P(0)

③在隊列中的平均等候時間：Wq=ρk/(k×k×μ(1- )2)P(0)

其中：ρ——交通強度或利用系數(shù)，ρ= ；λ——平均服務率，輛/秒；

P(n)——系統(tǒng)中有n輛車的概率；K——收費的車道數(shù)。

一般美國的TRB與日本推導的平均排隊長度公式稍有不同，可參見相關(guān)計算手冊，值得注意的是以上提及的美國推導公式計算的平均排隊長稍微要小一點。國內(nèi)的收費站通行能力研究方法主要是東南大學的M/G/1模型。該模型一般是適合于描述車輛到達和服務時間服從負指數(shù)分布一個服務臺的排隊系統(tǒng)。

3 應用實例簡析

3.1 實例一——某地區(qū)的收費站通行能力調(diào)查分析

3.1.1 數(shù)據(jù)調(diào)查

為了全面分析該地區(qū)的收費站通行能力，本次調(diào)查的地點涵蓋了該地區(qū)的所有收費站類型。調(diào)查的有關(guān)特性參數(shù)主要有：（1）收費站類型、收費車道數(shù)、收費站上游高速公路車道數(shù)；（2）收費站上游來車分布及強度、收費站上下游不受收費站影響處車流的平均速度；（3）各車型的服務以及離去的時間。調(diào)查中的交通量協(xié)同采集儀和攝像機，并且人工輔助采集。調(diào)查中的交通量采集儀用于采集交通的運行和流量數(shù)據(jù)，同時也對各種車型的服務時間和離去時間進行人工的記錄。

收費廣場和收費站上游路段連接處布置收費站上游的交通量數(shù)據(jù)采集儀布置，收集進入收費系統(tǒng)的交通流來車的分布、流量和速度。攝像機通過圖像形式記錄經(jīng)過采集斷面車輛牌照和通過的時刻。收費站下游的交通量數(shù)據(jù)采集儀布置在離收費站650米處，用來收集交通流的流量和速度等，攝像機也是用來記錄通過采集斷面車輛牌照和通過的時刻。相關(guān)的調(diào)查人員則在收費亭內(nèi)調(diào)查車輛的服務時間TS和離去時間TG。通過現(xiàn)場調(diào)查收費站交通流運行數(shù)據(jù)，掌握該地區(qū)的收費站的運營方式以及交通運行規(guī)律。調(diào)查的數(shù)據(jù)較多，本文在此不做版述。

3.1.2 數(shù)據(jù)及收費站通行能力分析

收費車道的基本通行能力如下定義：道路與交通處于理想情況下，每一條收費車道在單位時間內(nèi)能夠通過的最大交通量，其計算的公式為：CB=3600/(TS+TG)

式中：CB——收費車道的基本通行能力，輛/h；TS——標準車服務的時間，s；

TG——標準車離去時間，s。

考慮實際道路交通情況以及調(diào)查結(jié)果分析的誤差允許范圍，本次的實際觀測的收費車道大致可以滿足公式規(guī)定的理想道路條件。本次調(diào)查主要是利用小型車的服務時間和離去時間計算出不同類型收費站收費車道的基本通行能力?；谇懊姹O(jiān)測的數(shù)據(jù)和本部分討論的計算理論，可以計算得出以下成果：封閉式收費站收費一側(cè)的基本通行能力為222輛/h，基本接近推薦值（220），封閉式收費站領(lǐng)票一側(cè)的基本通行能力為477輛/h，同樣較為接近推薦值（480），均一制收費站的基本通行能力為380輛/h(推薦值為380）。

本次研究的數(shù)據(jù)可以得出該地區(qū)的各種收費站服務系統(tǒng)的車頭時距分布服從負指數(shù)分布，收費車道一般多于一條。收費站的當前通行能力的確定后可以通過分析該市的現(xiàn)有收費站交通流運行狀況，之后建立符合實際情況的收費站交通流模型并且確定各種收費站形式中不同來車強度下和收費車道的服務交通量，從而后續(xù)城市交通設(shè)計建設(shè)后時可以更準確地建立收費站通的行能力或者對現(xiàn)有的通行能力進行改善。目前已有相關(guān)城市在研究收費站通行能力的基礎(chǔ)上采取相關(guān)措施，實例二就說明了收費站通行能力在改善后的效果。

3.2 實例二——收費站通行量改善效果分析

貴州省非常重視提高收費站的通行能力，自其高速公路實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)收費以來，高速公路“一卡通”提高了車輛的通行能力和高速公路使用率。從人工收費到計算機收費，從單路段計算機聯(lián)網(wǎng)收費到實現(xiàn)全省聯(lián)網(wǎng)收費，收費模式的優(yōu)化和技術(shù)手段的創(chuàng)新，使該地的高速公路營運服務水平和經(jīng)營效益得以進一步提升。高速公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)的開通，最大限度地減少了各路段高速公路上主線收費站的設(shè)置。這一舉措不僅節(jié)省了建站成本和運營管理成本，同時還減少通行車輛停車交費的次數(shù)，從而提高了車輛的通行能力和高速公路使用率。目前該省在聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，貴有關(guān)單位還將啟動不停車收費系統(tǒng)、車牌識別系統(tǒng)、自動發(fā)卡系統(tǒng)、視頻聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究和試點，力爭進一步提升貴州省高速公路收費和通行效率。該省的種種措施，是明顯看到了收費站通行能力的重要性。

4 結(jié)語

我國關(guān)于收費站通行能力的研究尚處于起步階段。文章主要通過分析該地區(qū)現(xiàn)有收費站的交通流運行狀況，從而根據(jù)這些數(shù)據(jù)來建立較為接近實際情況的收費站交通流模型。同時進一步確定在各種收費站形式中，不同來車強度下，收費車道的服務交通量，形成收費站的通行能力指標體系，為今后該地區(qū)乃至我國的收費站的設(shè)計建設(shè)提供更為科學的參數(shù)。

參考文獻

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