王 磊，周 偉，董敏毅，趙文博，張紹陽(yáng)

(1.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所，北京 100088；2.長(zhǎng)安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064;3.交通運(yùn)輸部，北京 100736)

?

高速公路EWTC系統(tǒng)場(chǎng)站布設(shè)方案研究

王 磊1,2，周 偉2,3，董敏毅2，趙文博2，張紹陽(yáng)2

(1.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所，北京 100088；2.長(zhǎng)安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064;3.交通運(yùn)輸部，北京 100736)

為了研究更高效的收費(fèi)站通行方式，采用了基于貨車(chē)不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)(Electronic Weight Toll Collection 簡(jiǎn)稱(chēng)：EWTC)的收費(fèi)方式。通過(guò)排隊(duì)論的收費(fèi)站通行能力評(píng)價(jià)理論對(duì)其場(chǎng)站布設(shè)方案進(jìn)行了深入研究，確定了EWTC場(chǎng)站設(shè)計(jì)的車(chē)道指示牌合理位置、收費(fèi)半島長(zhǎng)度及動(dòng)態(tài)精稱(chēng)區(qū)長(zhǎng)度等主要技術(shù)參數(shù)，系統(tǒng)提出了貨車(chē)不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)(EWTC)場(chǎng)站設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了貨車(chē)不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)、治超、勸返一體的系統(tǒng)功能。結(jié)果表明,在相同流量下該方案和其他類(lèi)型動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)相比通行能力提高5～10倍，顯著改善了貨車(chē)計(jì)重帶來(lái)的收費(fèi)站擁堵問(wèn)題。

交通工程；場(chǎng)站布設(shè)；通行能力評(píng)價(jià)； EWTC

0 引言

目前，我國(guó)公路動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)多采用彎板式稱(chēng)重設(shè)備，其稱(chēng)重精度受速度影響很大，加之一些司機(jī)有意沖稱(chēng)、跳秤、S行駛等，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)稱(chēng)重精度往往超過(guò)國(guó)家動(dòng)態(tài)稱(chēng)重精度的要求，經(jīng)常造成稱(chēng)重糾紛與收費(fèi)站的擁堵。為解決這類(lèi)問(wèn)題，陜西等省貨車(chē)收費(fèi)廣泛采用靜態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)，應(yīng)用此系統(tǒng)的收費(fèi)站點(diǎn)通行能力低，大大降低了道路整體收費(fèi)效率[1-5]。所以，EWTC系統(tǒng)(Electronic Weight Toll Collection 簡(jiǎn)稱(chēng)：EWTC)的開(kāi)發(fā)與研究可大大提高收費(fèi)站通行效率，緩解擁堵減少使用者延誤費(fèi)用，提高收費(fèi)管理水平。

電子不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)結(jié)合了電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)和動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)(WIM)二者的功能，實(shí)現(xiàn)了不停車(chē)計(jì)重與收費(fèi)的同步進(jìn)行，場(chǎng)站設(shè)計(jì)是EWTC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本保證，因此研究解決EWTC場(chǎng)站合理布設(shè)問(wèn)題，對(duì)提升收費(fèi)場(chǎng)站的通行能力、改善貨車(chē)計(jì)重收費(fèi)站點(diǎn)的擁堵問(wèn)題具有重要意義[6-8]。

1 EWTC場(chǎng)站需求分析

EWTC系統(tǒng)設(shè)計(jì)整體目標(biāo)旨在通過(guò)對(duì)過(guò)往收費(fèi)站的車(chē)輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱(chēng)重，再由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定的費(fèi)率進(jìn)行收費(fèi)，對(duì)嚴(yán)重超限車(chē)輛限制通行，從而進(jìn)行快速、合理的收費(fèi)，保證高速公路運(yùn)輸暢通、延長(zhǎng)使用壽命。

EWTC系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮將入口治超稱(chēng)重相結(jié)合并識(shí)別車(chē)輛IC卡信息，需滿(mǎn)足以下功能：

(1)入口治超稱(chēng)重、精稱(chēng)合二為一，檢查核對(duì)車(chē)輛IC卡，記錄進(jìn)站信息；

(2)出口識(shí)別信息、收費(fèi)；

(3)無(wú)卡、無(wú)效卡及卡上資金不足車(chē)輛變道行駛。

2 EWTC場(chǎng)站設(shè)計(jì)參數(shù)研究

2.1 車(chē)道主要設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1.1 EWTC車(chē)道寬度

由于收費(fèi)站收費(fèi)亭的存在，給快速通過(guò)收費(fèi)站的司機(jī)造成視覺(jué)和心理上的影響，故EWTC專(zhuān)用車(chē)道的車(chē)道寬度應(yīng)與常規(guī)車(chē)道不同，其寬度確定需考慮：

(1)規(guī)范規(guī)定的車(chē)道寬度

依照《高速公路收費(fèi)站及收費(fèi)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，收費(fèi)通道標(biāo)準(zhǔn)寬度為3.20 m，受限制時(shí)可采用3.00 m，ETC車(chē)道寬度為3.50 m[1]。

(2)高速車(chē)道設(shè)計(jì)寬度

重型貨車(chē)多為多軸車(chē)，考慮到大型車(chē)寬度超限，右側(cè)最外車(chē)道采用5.0 m。

(3)EWTC收費(fèi)通道寬度計(jì)算分析

①橫向安全距離

根據(jù)波良可夫模型，車(chē)道橫向安全距離的計(jì)算公式為：

(1)

式中,C為車(chē)輛行駛的橫向安全距離；V為車(chē)輛行駛速度。

計(jì)算時(shí)速度V取20 km/h，得到橫向安全距離C=0.5 m。

②EWTC收費(fèi)通道寬度計(jì)算

如圖1所示，進(jìn)行計(jì)算。

圖1 EWTC車(chē)道寬度計(jì)算圖(單位:m)Fig.1 Diagram of calculating EWTC lane width(unit:m)

(2)

式中，a為單車(chē)寬度；c為車(chē)輪與島臺(tái)間距；b為EWTC車(chē)道寬度。

依照《超限運(yùn)輸車(chē)輛行駛公路管理規(guī)定》的規(guī)定，車(chē)貨總寬度2.5 m以上視為超限運(yùn)輸車(chē)輛。綜合考慮貨車(chē)自身寬度及貨車(chē)駛?cè)胧召M(fèi)車(chē)道后兩側(cè)后視鏡與收費(fèi)亭間的安全距離，車(chē)身寬度取2.75 m。

由式(1)、(2)計(jì)算得到EWTC的車(chē)道寬度為3.75 m。

③交通標(biāo)志線和收費(fèi)亭的不同影響

根據(jù)駕駛員的交通心理需求，汽車(chē)后輪邊緣到車(chē)道邊線之間的距離應(yīng)滿(mǎn)足：

(3)

汽車(chē)后輪邊緣到建筑物的距離應(yīng)滿(mǎn)足：

(4)

由式(3)、(4)得Y1

由式(1)得橫向安全距離為0.5 m，大于汽車(chē)后輪邊緣到收費(fèi)亭之間的距離0.32 m，故EWTC的車(chē)道寬度應(yīng)取3.75 m。

2.1.2 車(chē)道標(biāo)志設(shè)置合理位置

(1)入口收費(fèi)站

入口處標(biāo)志用于提醒車(chē)輛根據(jù)情況進(jìn)入各自的車(chē)道，應(yīng)設(shè)立在稱(chēng)重設(shè)備的前方，包括預(yù)檢稱(chēng)重系統(tǒng)及異常時(shí)變道，共需要考慮提示牌視覺(jué)消失距離L1、車(chē)輛變道行駛距離L2及外側(cè)車(chē)輛車(chē)頭時(shí)距影響L3這3項(xiàng)。

①L1

(5)

式中，h為標(biāo)志頂端到司機(jī)水平視線高度；l1為標(biāo)志識(shí)認(rèn)距離，一般取250 m;β2為垂直視角，一般取8°。計(jì)算時(shí)，h取5 m，β2取8°，則L1=286 m。

②L2

(6)

式中，a為加速度，取2 m/s2；Δt為變道所需時(shí)間。

(7)

式中，x為變道時(shí)移動(dòng)的橫向長(zhǎng)度，2×3.75=8.5 m；β為轉(zhuǎn)向角。

(8)

則計(jì)算得轉(zhuǎn)向角β=1.59°，變道所需時(shí)間Δt=8 s，變道距離L2為98 m。

③L3

車(chē)頭時(shí)距服從移位負(fù)指數(shù)分布，標(biāo)志的設(shè)置應(yīng)滿(mǎn)足車(chē)輛在L3之間能夠變道的概率不小于α，可表示為：

(9)

式中，P為車(chē)輛完成變道的幾率；τ為臨界車(chē)頭時(shí)距，取3 s；tm為最小車(chē)頭時(shí)距，取1 s；λ為最外側(cè)車(chē)道車(chē)輛的到達(dá)率，取0.11 veh/s。

故滿(mǎn)足變道成功概率所需要的最小空檔數(shù)n為：

(10)

變道成功幾率α=95%,計(jì)算得n=1.86，取2。

(11)

式中，S為車(chē)輛減速長(zhǎng)度；a1為車(chē)輛減速度；V1為正常行駛車(chē)速，取80 km/h；V2為最低限速(V1>V2)，取60 km/h，則減速距離S為71.9 m。

(12)

式中，f為變換車(chē)道數(shù)，取2。根據(jù)以上參數(shù)計(jì)算結(jié)果，入口收費(fèi)站L3=558 m。故：

(13)

(2)出口收費(fèi)站

標(biāo)志位置應(yīng)滿(mǎn)足：

(14)

因此，出口收費(fèi)站的長(zhǎng)度取1 000 m。

2.1.3 收費(fèi)半島長(zhǎng)度

收費(fèi)半島長(zhǎng)度需布置EWTC車(chē)道中各設(shè)備，應(yīng)考慮前后天線設(shè)置、司機(jī)應(yīng)變時(shí)間及汽車(chē)變道等因素。

(1)規(guī)范規(guī)定的收費(fèi)島長(zhǎng)度

《高速公路收費(fèi)站及收費(fèi)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，匝道收費(fèi)島的長(zhǎng)度為32.0 m[9-11]。

(2)收費(fèi)半島長(zhǎng)度計(jì)算分析

①ETC前置天線響應(yīng)距離L響應(yīng)

(15)

式中，E為車(chē)載卡信息時(shí)間，取0.5 s；F為顯示設(shè)備反應(yīng)時(shí)間，取0.5 s。L響應(yīng)計(jì)算得5.5 m。

②司機(jī)反應(yīng)長(zhǎng)度L反應(yīng)

(16)

式中，c為司機(jī)反應(yīng)時(shí)間，取3 s。L反應(yīng)計(jì)算得16.7 m。

③汽車(chē)變道長(zhǎng)度L變道

(17)

式中，g為車(chē)輛變道橫向位移；h為一般車(chē)輛側(cè)移速度。

(18)

式中，k為收費(fèi)島寬度；I為普通人工車(chē)道寬度。

由式(17)、(18)計(jì)算得到L變道=32.25 m。

則前置天線設(shè)置在島臺(tái)前的距離L前置天線計(jì)算公式為：

(19)

式中，L通信為天線通信距離，取10 m。由式(19)計(jì)算得到收費(fèi)半島長(zhǎng)度為44.5 m。

2.1.4 動(dòng)態(tài)精稱(chēng)區(qū)長(zhǎng)度

動(dòng)態(tài)精稱(chēng)區(qū)長(zhǎng)度包括稱(chēng)重設(shè)備布設(shè)長(zhǎng)度S1、一個(gè)車(chē)長(zhǎng)S2和設(shè)備反應(yīng)距離S3。

由稱(chēng)重設(shè)備布設(shè)方案可知，S1=2.04 m；考慮目前拖掛車(chē)最長(zhǎng)車(chē)長(zhǎng)，S2=24 m；S3=VT，T為稱(chēng)重設(shè)備的反應(yīng)時(shí)間，取500 s。動(dòng)態(tài)精稱(chēng)區(qū)長(zhǎng)度S稱(chēng)重為：S稱(chēng)重=S1+S2+S3=28.82 m。

綜上所述，動(dòng)態(tài)精稱(chēng)區(qū)的長(zhǎng)度取30 m。

2.2 可變信息標(biāo)志設(shè)置合理位置

(1)可變信息標(biāo)志1

(20)

式中，m為地感線圈反應(yīng)時(shí)間，取0.5 s；n為稱(chēng)重設(shè)備反應(yīng)時(shí)間，取0.2 s；q為系統(tǒng)處理時(shí)間，取 0.5 s。

計(jì)算得可變信息標(biāo)志距高速稱(chēng)重預(yù)檢系統(tǒng)距離L標(biāo)志1為390 m，取400 m。

(2)可變信息標(biāo)志2

(21)

式中，d為標(biāo)志距車(chē)道水平中心的距離，3.75/2=1.875 m；β1為水平視角，約15°。

(22)

式中，參數(shù)取值同上。計(jì)算得L標(biāo)志2為2.6 m，因此可變信息標(biāo)志2設(shè)置于前置天線后3 m。

(3)可變信息標(biāo)志3

式中，L通信為天線通信距離，取10 m;L車(chē)為車(chē)身長(zhǎng)度取20 m;z為稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)處理時(shí)間，取0.5 s。則計(jì)算得L標(biāo)志3為26.7 m。

(4)可變信息標(biāo)志4

L可變信息標(biāo)志4=L可變信息標(biāo)志2，故取相同數(shù)值，設(shè)置于前置天線后3 m。

2.3 前置天線設(shè)置合理位置

(24)

故L前置天線計(jì)算如下：

(25)

計(jì)算得L前置天線為44.5 m。考慮車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度，前置天線L取50 m。出口前置天線與入口計(jì)算方法一致，同樣為50 m。

2.4 后置天線設(shè)置合理位置

(1)入口收費(fèi)廣場(chǎng)

(2)出口收費(fèi)廣場(chǎng)

2.5 其他位置的合理設(shè)置

除了以上主要從設(shè)計(jì)參數(shù)的確定之外，還應(yīng)確定勸返匝道、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重預(yù)檢系統(tǒng)、車(chē)牌識(shí)別設(shè)備位置等的合理設(shè)置[12-13]。

(1)車(chē)牌識(shí)別設(shè)備設(shè)置位置應(yīng)考慮m、設(shè)備拍照時(shí)間約0.5 s及拍照范圍約5 m。

(2)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重預(yù)檢系統(tǒng)設(shè)置位置應(yīng)考慮系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間1.7 s包括m，n，q，F(xiàn)，v，v為司機(jī)認(rèn)知時(shí)間與反應(yīng)時(shí)間，取5 s。

(3)勸返匝道設(shè)置可根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20—2006)進(jìn)行設(shè)置。

3 EWTC場(chǎng)站方案驗(yàn)證

3.1 依托工程

依托工程為我國(guó)典型重載運(yùn)煤高速公路——準(zhǔn)興高速公路項(xiàng)目,如圖2所示。

圖2 EWTC項(xiàng)目效果圖Fig.2 Effect of EWTC project

3.2 主線入口收費(fèi)場(chǎng)站布設(shè)方案

準(zhǔn)興重載高速不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)項(xiàng)目主線入口場(chǎng)站由內(nèi)到外順次為MTC客車(chē)道、隔離的EWTC車(chē)道、MTC貨車(chē)道，并設(shè)異常車(chē)輛出口、無(wú)卡及無(wú)效卡車(chē)輛駛離EWTC車(chē)道。

入口收費(fèi)場(chǎng)站漸變段長(zhǎng)度400 m，入口車(chē)道加寬段900 m，直線段300 m，總長(zhǎng)1 600 m。收費(fèi)廣場(chǎng)入口設(shè)置5條貨車(chē)車(chē)道、1條EWTC車(chē)道?？倢挾?22.25 m?？傮w布置及入口收費(fèi)廣場(chǎng)平面布設(shè)方案如圖3、圖4所示。

3.3 主線出口收費(fèi)站場(chǎng)站布設(shè)方案

出口EWTC車(chē)道需實(shí)現(xiàn)正常車(chē)輛自動(dòng)扣費(fèi)及對(duì)無(wú)效卡或卡上資金不足車(chē)輛的甄別和分流誘導(dǎo)。出口收費(fèi)廣場(chǎng)漸變段長(zhǎng)度235 m，直線段長(zhǎng)度300 m，總長(zhǎng)535 m,總寬度122.25 m。包括1條EWTC車(chē)道,14條普通貨車(chē)收費(fèi)車(chē)道。總體布設(shè)方案如圖5、圖6所示。

3.4 實(shí)施效果對(duì)比分析

3.4.1 基于排隊(duì)論的收費(fèi)站通行能力評(píng)價(jià)方法

EWTC系統(tǒng)研究的目標(biāo)，就是減小收費(fèi)站排隊(duì)長(zhǎng)度，減少等待時(shí)間，因此檢驗(yàn)其路用性能的重要指標(biāo)就是收費(fèi)站通行能力[1]。

收費(fèi)站通行能力主要由其延誤時(shí)間所決定，包括以下幾個(gè)部分：

圖3 主線入口EWTC收費(fèi)場(chǎng)站總體布設(shè)方案(單位:m)Fig.3 Layout scheme of EWTC toll station at main entrance (unit:m)

圖4 主線入口收費(fèi)廣場(chǎng)EWTC系統(tǒng)平面布設(shè)方案(單位：m)Fig.4 Layout scheme of toll plaza EWTC system at main entrance(unit:m)

圖5 主線出口EWTC收費(fèi)場(chǎng)站總體布設(shè)方案(單位:m)Fig.5 Layout scheme of EWTC toll station at main exit(unit:m)

(1)車(chē)輛進(jìn)入收費(fèi)站前的減速時(shí)間

(26)

(2)車(chē)輛在收費(fèi)站停留時(shí)間

w=ES+Wq。

(27)

(3)車(chē)輛駛離收費(fèi)站的加速時(shí)間

(28)

上述式中,V0為正常行駛速度；a1為車(chē)輛減速度；a2為車(chē)輛加速度；ES為服務(wù)時(shí)間期望；Wq為平均排隊(duì)時(shí)間。

當(dāng)收費(fèi)站具有多條通道時(shí)其通行能力表示為：

(1)平均排隊(duì)時(shí)間：

(29)

(2)平均停留時(shí)間：

W=ES+Wq。

(30)

(3)均排隊(duì)長(zhǎng)度：

(31)

圖6 主線出口EWTC收費(fèi)廣場(chǎng)入口平面布設(shè)方案(單位:m)Fig.6 Layout scheme of EWTC toll plaza entrance at main exit(unit:m)

由于二者服從正態(tài)分布，根據(jù)矩陣的性質(zhì)得到：

E(S+G)=ES+EG，

(32)

D(S+G)=DS+DG，

(33)

式中，λ為平均來(lái)流量；K為最大車(chē)道數(shù)；ES為服務(wù)時(shí)間期望值；EG為離開(kāi)時(shí)間期望值；DS為服務(wù)時(shí)間方差；DG為離開(kāi)時(shí)間方差。根據(jù)M/G/K排隊(duì)論模型可得到收費(fèi)站在不同時(shí)間內(nèi)，不同車(chē)道數(shù)下，不同車(chē)流量下的通行能力矩陣。

(34)

式中,Lq為平均排隊(duì)長(zhǎng)度；K為收費(fèi)車(chē)道數(shù)。

簡(jiǎn)化后可得車(chē)輛延誤時(shí)間d計(jì)算表達(dá)式：

(35)

式中，V0為正常行駛速度；a1,a2為車(chē)輛減速度及車(chē)輛加速度；m為車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度換算系數(shù)；W為車(chē)輛平均逗留時(shí)間；λ為平均來(lái)車(chē)強(qiáng)度；EV為服務(wù)時(shí)間期望值；DV為服務(wù)時(shí)間方差。

3.4.2 收費(fèi)站最大通行能力

依托準(zhǔn)興重載高速公路對(duì)其收費(fèi)站的通行能力加以對(duì)比，如圖7所示。

圖7 使用前后各收費(fèi)站最大通行能力Fig.7 Maximum traffic capacities before and after using toll station

由圖7可以看出，采用EWTC稱(chēng)重系統(tǒng)，通行能力能提高7～10倍，效果非常明顯。

3.4.3 平均排隊(duì)長(zhǎng)度

平均排隊(duì)長(zhǎng)度與交通量及收費(fèi)車(chē)道數(shù)有關(guān)，給定交通量100～1 500 veh/h，終點(diǎn)收費(fèi)站通過(guò)EWTC車(chē)道的數(shù)量占總數(shù)量的30%，計(jì)算在確定交通量下收費(fèi)站的平均排隊(duì)長(zhǎng)度，EWTC車(chē)道車(chē)輛平均排隊(duì)長(zhǎng)度較靜態(tài)稱(chēng)重減小55%左右。

3.4.4 平均延誤時(shí)間及逗留時(shí)間

收費(fèi)車(chē)道平均利用率ρ取20%～80%，不同稱(chēng)重系統(tǒng)的車(chē)輛平均延誤時(shí)間及平均逗留時(shí)間如圖8、圖9所示。

圖8 車(chē)道利用率與平均延誤時(shí)間關(guān)系圖Fig.8 Lane utilization ratio vs. average delay time

圖9 車(chē)道利用率與平均逗留時(shí)間關(guān)系圖Fig.9 Lane utilization ratio vs. average sojourn time

由圖8、圖9可以看出，平均延誤時(shí)間與逗留時(shí)間隨車(chē)道利用率的增加而增大，且增大幅度加快；采用靜態(tài)稱(chēng)重車(chē)輛平均延誤時(shí)間及逗留時(shí)間最長(zhǎng)；相比彎板稱(chēng)重靜態(tài)稱(chēng)重，石英稱(chēng)重車(chē)輛平均延誤時(shí)間與逗留時(shí)間減小25%和55%。EWTC車(chē)道平均延誤時(shí)間與平均逗留時(shí)間最低，且不受車(chē)道利用率變化的影響。這也證明了EWTC車(chē)道通行能力最高，且服務(wù)效果穩(wěn)定。

3.4.5 效果對(duì)比

采用EWTC系統(tǒng)后收費(fèi)站點(diǎn)通行能力提高明顯，最主要表現(xiàn)為，在收費(fèi)車(chē)道利用率增大時(shí)，其排隊(duì)時(shí)間、等待時(shí)間并無(wú)明顯變化；在相同狀態(tài)下，采用EWTC系統(tǒng)的車(chē)道通行能力較未使用和使用其他類(lèi)型動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)提高5～10倍。

4 結(jié)論

本文對(duì)EWTC場(chǎng)站設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，得到了主線入口和出口收費(fèi)站場(chǎng)技術(shù)指標(biāo)及設(shè)計(jì)方案， 實(shí)現(xiàn)了貨車(chē)不停車(chē)計(jì)重收費(fèi)、治超、勸返一體的系統(tǒng)功能，主要結(jié)論如下：

(1)研究了EWTC系統(tǒng)場(chǎng)站需求，確定了收費(fèi)半島長(zhǎng)度、動(dòng)態(tài)精稱(chēng)區(qū)長(zhǎng)度等主要技術(shù)參數(shù)，為場(chǎng)站設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。

(2)提出了EWTC場(chǎng)站入口布設(shè)方案，實(shí)現(xiàn)了入口EWTC、MTC和治超多功能一體化。

(3)提出了EWTC出口場(chǎng)站布設(shè)方案，確定了主要車(chē)道位置的合理布置，實(shí)現(xiàn)了正常車(chē)輛自動(dòng)扣費(fèi)及對(duì)無(wú)效卡或余額不足貨車(chē)的甄別和分流誘導(dǎo)功能。

(4)提出了基于收費(fèi)站排隊(duì)論的車(chē)道通行能力評(píng)價(jià)方法。

(5)論文成果經(jīng)工程實(shí)際驗(yàn)證，效果良好，顯著改善了貨車(chē)計(jì)重收費(fèi)站點(diǎn)的擁堵問(wèn)題，大大提高了收費(fèi)場(chǎng)站的通行能力。

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Study on Station Arrangement for Expressway EWTC System

WANG Lei1,2，ZHOU Wei2,3，DONG Min-yi2，ZHAO Wen-bo2,ZHANG Shao-yang2

(1. Research Institute of Highway, Ministry of Transport，Beijing 100088，China；2.School of Highway，Chang’an University,Xi’an Shaanxi 710064, China;3.Ministry of Transport, Beijing 100736, China)

To study a more effective toll collection method, the mode of electronic weight toll collection system (EWTC) based on truck is adopted. The station layout is thoroughly studied according to appraisal theory of capacity of toll station in the queuing theory. The main technical parameters of the toll station are identified, such as the proper location of lane indicator, the length of toll collection peninsula and dynamic weighing area with high accuracy. Thus, a systematical EWTC station layout design scheme is presented, which achieved the comprehensive system function of truck electronic weight toll collection, overload control and persuading to return. The result shows that adopting EWTC system scheme can increase traffic capacity by 5-10 times compared to other kinds of dynamic weighing system under the same condition. The new system can significantly reduce the traffic congestion at toll stations caused by truck weighing process.

traffic engineering; station layout; capacity evaluation; electronic weight toll collection(EWTC)

2016-03-08

內(nèi)蒙古交通科技項(xiàng)目(NJ-2013-13)

王磊(1984-)，男，陜西西安人，博士研究生，高級(jí)工程師.(wang_lei84@163.com)

10.3969/j.issn.1002-0268.2016.09.019

F542；U417.7

A

1002-0268(2016)09-0120-07