第七章 收費(fèi)站通行能力

1、第七章 收費(fèi)站通行能力 由NordriDesign提供 道路通行能力道路通行能力 收費(fèi)站收費(fèi)站 7.1 概述 公路建設(shè)是耗資巨大的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，只靠政府的投入是遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不夠的，公路收費(fèi)不僅是回收建設(shè)投資的手段，而且也有利于交 通設(shè)施的日常經(jīng)營及維修養(yǎng)護(hù)，隨著越來越多的收費(fèi)高速公路及其 它一些收費(fèi)公路的建設(shè)，收費(fèi)站的規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)公路上交通運(yùn)行的影 響越來越得到了人們的重視。 目前世界上10萬多km的高速公路中大約有25是用征收通行費(fèi) 償還貸款的方法建成的，許多國家都取得了這方面的成功經(jīng)驗(yàn)。我 國在改革開放以前將近40年的時(shí)間在公路建設(shè)方面的投資很少，國 家主干線公路的基本建設(shè)主要依賴國家的投資，因此

2、公路建設(shè)緩慢， 公路等級(jí)偏低。 改革開放以來，實(shí)行了集資、分級(jí)管理體制建設(shè)公路。在籌資 方面，除貸款方式外，還引進(jìn)了BOT模式、發(fā)行公路債券、股票等形 式，公路收費(fèi)必然成為公路建成后償還資金的重要手段。 收費(fèi)站收費(fèi)站 7.1 概述 影響高速公路建造成本的因素有很多，包括以下幾個(gè)方面： （1）公路等級(jí)，如高速公路和一級(jí)公路； （2）不同的車道數(shù)，如六車道和八車道； （3）地形方面，如平原、山陵、重丘； （4）不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如最高車速按照100公里/小時(shí)與按照120公里 /小時(shí)設(shè)計(jì)； （5）建筑材料，如水泥路面和瀝青路面； （6）征地拆遷成本，如在經(jīng)濟(jì)水平較高地區(qū)和較低地區(qū)。 深圳市的高速公路基

3、本上都在山嶺重丘區(qū)，每公里在 三千萬到八千萬之間。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1 概述 我國高速公路投資主體 在我國目前實(shí)行的高速公路建設(shè)投、融資體系中，來 自商業(yè)銀行和政策性銀行的貸款銀行的貸款占了很大比重，為6O 7O ，中央財(cái)政投入中央財(cái)政投入為6 7，外資和民間資金外資和民間資金僅占5 %左右，再加上其他省、市地方政府的投入地方政府的投入，構(gòu)成我國高 速公路建設(shè)的四大資金來源。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1 概述 國外高速公路建設(shè)資金來源 大多數(shù)發(fā)達(dá)國家把公路使用者稅收作為公路建設(shè)資 金的主要來源，尤其是作為國道和干線公路的主要資 金來源。從國外公路稅收實(shí)踐來看，公路使用者稅收 大致可分為： 燃油(汽、柴

4、油)稅及汽車輪胎、配件材料與損耗品 的消費(fèi)稅； 汽車購置稅； 車輛使用稅，包括車輛登記、牌照及汽車駕駛員執(zhí) 照稅等。 這些稅種中，燃油稅的比重最大，一般占60%-80%。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1 概述 高速公路建設(shè)投資主體多元化形式 高速公路建設(shè)，投入資金大、建設(shè)周期長，往往需要34 年時(shí)間才能完成一條(段)高速公路的建設(shè)。一般情況下， 一條高速公路收回建設(shè)成本需要2025年時(shí)間。 國外發(fā)達(dá)國家在建設(shè)資金短缺的情況下，也采用BOT融資 模式，把投資效益較好的項(xiàng)目拿來招商引資，加快高速公 路的發(fā)展，同時(shí)為外資或社會(huì)資本提供一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小、有穩(wěn) 定回報(bào)的投資項(xiàng)目，政府則把有限的資金投入到效益較差 或沒有效

5、益的地方，由政府全額投資修建。 高速公路轉(zhuǎn)讓經(jīng)營期限，在堅(jiān)持以投資預(yù)測回收期加上合 理盈利期為基準(zhǔn)的原則上確立，最多不超過25年。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1 概述 收費(fèi)站是指為收取對(duì)通行車輛規(guī)定的通行費(fèi)用的設(shè) 施，通常由收費(fèi)廣場、收費(fèi)車道、收費(fèi)島、收費(fèi)亭、地 下通道、收費(fèi)遮棚、收費(fèi)監(jiān)控樓和其它一些配套設(shè)施構(gòu) 成。 高速公路收費(fèi)站是公路交通流的瓶頸， 研究表明， 車輛在高速公路上的延誤時(shí)間中有36%是由于停車收費(fèi) 而造成的。因此研究收費(fèi)站的通行能力、優(yōu)化高速公路 收費(fèi)站設(shè)置是解決道路通暢的重要途徑之一。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1 概述 （1）收費(fèi)站的大小和收費(fèi)車道的多少對(duì)建設(shè)時(shí)期的 土建投資以及運(yùn)營時(shí)的收費(fèi)

6、人員的配置具有決定性的 影響。 （2）我國目前常用的收費(fèi)方式仍需要通行的車輛停 下來繳費(fèi)，這樣會(huì)對(duì)自由交通流產(chǎn)生很大的影響，造 成相應(yīng)的延誤。 （3）收費(fèi)廣場的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與運(yùn)營管理必須配合主 線、匝道交通量，應(yīng)整體考慮，盡量避免形成交通 “瓶頸”，所以收費(fèi)廣場的通行能力為收費(fèi)公路的規(guī) 劃、設(shè)計(jì)與營運(yùn)管理提供了重要的基本數(shù)據(jù)。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1 概述 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1 概述 收費(fèi)站收費(fèi)站 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1 概述 收費(fèi)站組成示意圖 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1 概述 收費(fèi)廣場 設(shè)置于收費(fèi)島前后，功能在于供車輛加減速通過緩沖過 度和等待繳費(fèi)。廣場的線形設(shè)計(jì)必須能使車輛順利進(jìn)入任 何車道，應(yīng)有足夠的車輛等

7、候繳費(fèi)空間以及車輛行使回正 常車道的匯合空間。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1 概述 收費(fèi)廣場不得成為安全方面的障礙。收費(fèi)廣場車輛行駛范圍 內(nèi)，除收費(fèi)島及前方的緩沖物外不應(yīng)出現(xiàn)任何障礙。 收費(fèi)廣場要有足夠的收費(fèi)車道數(shù)和停車空間供高峰期使用。 收費(fèi)廣場設(shè)置在平坦且直的路段上，設(shè)計(jì)要留有擴(kuò)展余地。 收費(fèi)廣場必須鋪設(shè)水泥混凝土剛性路面，路面厚度為25- 30cm。 收費(fèi)站收費(fèi)站 收費(fèi)島 收費(fèi)島應(yīng)有足夠的長度, 一便于安裝收費(fèi)亭、車道欄桿(電動(dòng)、手 動(dòng))和閉路電視等設(shè)備, 二使車輛進(jìn)入收費(fèi)通道后, 能迫使車輛擺順 以利于交費(fèi), 并預(yù)防及減少在收費(fèi)通道發(fā)生的事故。 收費(fèi)島長度、寬度、高度。 收費(fèi)島要求涂立面標(biāo)記，在

8、多霧地區(qū)還應(yīng)在島頭設(shè)置霧燈，并可 設(shè)置必要的引導(dǎo)標(biāo)志及防撞設(shè)施。 7.1 概述 收費(fèi)站收費(fèi)站 7.1 概述 收費(fèi)島寬度 收費(fèi)方式 主線收費(fèi)站匝道收費(fèi)站嚴(yán)寒地區(qū)或特殊情況 標(biāo)準(zhǔn)值一般值標(biāo)準(zhǔn)值一般值標(biāo)準(zhǔn)值一般值 寬度（m）2.02.0-2.42.22.5-2.72.02.0-2.7 收費(fèi)站收費(fèi)站 收費(fèi)通道 國內(nèi)外收費(fèi)通道的寬度在2.8m3.3m之間。我國早期采用3.0m較 普遍 。 但由于我國重車比例偏大, 車輛載貨超寬等原因, 在收費(fèi)站側(cè)刮收 費(fèi)亭的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生, 現(xiàn)階段將其寬度改為3.2m后, 情況有了很大 改觀。右側(cè)最外側(cè)通道右側(cè)最外側(cè)通道原多采用4.0m, 近期由于大型特殊車輛逐 步增加,

9、 現(xiàn)多逐步采用4.5m,在北方嚴(yán)寒積雪較為嚴(yán)重的地區(qū)應(yīng)采 用4.5m。 在收費(fèi)通道范圍內(nèi)的路面應(yīng)采用混凝土路面結(jié)構(gòu)，如因結(jié)構(gòu)等方 面的原因需設(shè)置一定的受力鋼筋，也應(yīng)盡可能布置在路面以下 5cm的深度范圍，以保證在收費(fèi)通道上安裝環(huán)形線圈車輛檢測器 等設(shè)備。 收費(fèi)車道寬度設(shè)置。 7.1 概述 收費(fèi)站收費(fèi)站 7.1 概述 收費(fèi)車道寬度 收費(fèi)站收費(fèi)站 收費(fèi)亭 收費(fèi)亭其內(nèi)設(shè)有收費(fèi)計(jì)算機(jī)、柜臺(tái)、操作臺(tái)，并供收費(fèi)人員進(jìn)行 收費(fèi)作業(yè)與休息之用。收費(fèi)亭表面可標(biāo)有各車種通行費(fèi)用等標(biāo)志， 以方便駕駛員使用。 7.1 概述 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1 概述 收費(fèi)站的設(shè)置 國道主干線上每個(gè)收費(fèi)站覆蓋的距離不得小于60 km。

10、收費(fèi)站宜設(shè)在直線段上，避免設(shè)置于凹型豎曲線最低 處，不宜設(shè)于轉(zhuǎn)彎半徑過小、坡度過大之處，也力求 避免設(shè)置于天氣變化無常的地區(qū)。 設(shè)置收費(fèi)站時(shí)應(yīng)考慮對(duì)主線及地區(qū)交通的影響，避免 在交通堵塞地點(diǎn)設(shè)置收費(fèi)站。 收費(fèi)站收費(fèi)站 S 是漸變段寬度, L 是漸變段的長度。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1 概述 收費(fèi)站總長度：2*（L0+L） 收費(fèi)站寬度：車道寬度+收費(fèi)島寬度+兩側(cè)安全寬度 0.75m-1m 收費(fèi)車道的數(shù)量直接影響到整個(gè)收費(fèi)廣場的建設(shè)規(guī)模，所 以在選擇各種參數(shù)應(yīng)該十分慎重。必要時(shí)選擇幾組參數(shù)反復(fù)測 算，并進(jìn)一步與本地區(qū)實(shí)際應(yīng)用的情況相比較后在確定。 收費(fèi)站收費(fèi)站 一、收費(fèi)站分類 7.1 概述 設(shè)立的位置

11、主線收費(fèi)站 匝道收費(fèi)站 收費(fèi)制式 均一式 開放式 封閉式 混合式（主線/匝道欄柵式） 收費(fèi)方式 停車人工收費(fèi) 停車半自動(dòng)收費(fèi) 停車自動(dòng)收費(fèi) 不停車自動(dòng)收費(fèi)(ETC) （收取道路通行費(fèi)的位置） 收費(fèi)站收費(fèi)站 主線收費(fèi)站 收費(fèi)站收費(fèi)站 收費(fèi)站收費(fèi)站 匝道收費(fèi)站 收費(fèi)站收費(fèi)站 7.1.1收費(fèi)站分類 均一式 各個(gè)匝道出入口和主線兩端出入口 用路者不論行駛里程多少，僅需經(jīng)過一個(gè)收費(fèi)站繳費(fèi) 收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)車型一個(gè)因素確定，與行駛里程無關(guān)，而且各個(gè)收 費(fèi)站都取同一收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn) 適用在公路里程比較短的高速公路上。如：適合于城市高速公路 和短途城市間的高速公路 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.1收費(fèi)站分類 開放式 建在高速公路主

12、線上，各個(gè)匝道出入口不再設(shè)收費(fèi)站 每個(gè)收費(fèi)站的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和均一式一樣僅根據(jù)車型不同而變化，但 各收費(fèi)站的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)則因控制距離不等而有所區(qū)別 車輛可以自由進(jìn)出，不受控制，高速公路對(duì)外呈“開放”狀態(tài) 適用在里程較短或互通立交稀少的高速公路以及收費(fèi)橋梁、隧道 和非封閉的道路。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.1收費(fèi)站分類 封閉式 建在高速公路的所有出入口處，高速公路對(duì)外界呈“封閉”狀態(tài) 互通立交出入口收費(fèi)站建在出入匝道上 入口領(lǐng)券，出口繳費(fèi)，根據(jù)車型和行駛里程兩個(gè)因素計(jì)價(jià)收費(fèi) 目前封閉式收費(fèi)系統(tǒng)也有采取“入口收費(fèi)，出口驗(yàn)票”辦法的。 該方法可防止因某種原因在使用完收費(fèi)公路后駕駛員闖卡不繳費(fèi) 的現(xiàn)象，也在一定程度上

13、防止了收費(fèi)人員貪污作弊問題的產(chǎn)生， 適合于全人工的收費(fèi)系統(tǒng)。 適用在道路里程較長，互通立交較多，以及車輛的行駛里程差距 較大的封閉式道路 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.1收費(fèi)站分類 混合式（主線/匝道欄柵式） 在開放式收費(fèi)公路的上（或下）匝道上增設(shè)收費(fèi)站，通過每個(gè)收 費(fèi)站均收取固定的通行費(fèi) 主線與匝道收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)可能不同，且為了避免駕駛員在過短距離內(nèi) 在主線及匝道收費(fèi)站連續(xù)繳費(fèi)，距主線收費(fèi)站上（下）游一定范 圍內(nèi)的入（或出）口匝道，不再設(shè)收費(fèi)站 適用在距離長、互通立交間距大、長途行駛車輛較多的道路 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.1收費(fèi)站分類 收費(fèi)站收費(fèi)站 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.1收費(fèi)站分類 目前我國公路收費(fèi)站中常見的是

14、停車人工收費(fèi)和停車半自 動(dòng)收費(fèi)，收費(fèi)方式為交費(fèi)找零、入口領(lǐng)卡或出口驗(yàn)票的收 費(fèi)站。 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、車型分類及車輛折算系數(shù) 車輛分類的主要目標(biāo)就是要保證車類間收費(fèi)的公平性， 以體現(xiàn)出費(fèi)用責(zé)任意義上的公平性和所得效益上的公 平。 車型分類的標(biāo)準(zhǔn)主要是依據(jù)不同車輛行駛對(duì)收費(fèi)道路對(duì)收費(fèi)道路 路面的破壞程度、對(duì)道路建設(shè)投資的影響、對(duì)收費(fèi)公路面的破壞程度、對(duì)道路建設(shè)投資的影響、對(duì)收費(fèi)公 路通行能力的影響程度以及車輛行駛收費(fèi)道路所獲得路通行能力的影響程度以及車輛行駛收費(fèi)道路所獲得 的效益情況的效益情況。 車輛分類越細(xì)，則收費(fèi)越趨合理，有利于吸引交通量。 但過細(xì)的分類反而會(huì)增大工作量。 7.1.2 車型分

15、類及車輛折算系數(shù) 收費(fèi)站收費(fèi)站 核定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候有取整的余地，避免找零 7.1.2 車型分類及車輛折算系數(shù) 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.2 車型分類及車輛折算系數(shù) 收費(fèi)站收費(fèi)站 7.1.2 車型分類及車輛折算系數(shù) 收費(fèi)站收費(fèi)站 為了簡化分析計(jì)算的工作量，同時(shí)，又為了體現(xiàn)不同車型的車輛 經(jīng)過收費(fèi)站的行為特性的差異，所采用的分類原則是各車型的外 形尺寸、動(dòng)力性能、軸數(shù)等。 7.1.2 車型分類及車輛折算系數(shù) 注：通過收費(fèi)車道小時(shí)流量較小時(shí)，采用表中第一列數(shù)值； 通過收費(fèi)車道流量適中時(shí)，采用表中第二列數(shù)值； 通過收費(fèi)車道小時(shí)流量較大時(shí)，采用表中第三列數(shù)值。 收費(fèi)站收費(fèi)站 三、收費(fèi)站服務(wù)水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) （1）

16、服務(wù)水平指標(biāo) 一般評(píng)價(jià)收費(fèi)站服務(wù)水平等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)有：收費(fèi)時(shí)間、 排隊(duì)長度、車輛在收費(fèi)站的延誤時(shí)間。 收費(fèi)時(shí)間與收費(fèi)制式、收費(fèi)設(shè)備以及收費(fèi)人員的素質(zhì)有關(guān)。對(duì)于 特定的收費(fèi)制式下的收費(fèi)站其收費(fèi)時(shí)間幾乎是一個(gè)固定的值。 收費(fèi)站的平均排隊(duì)長度是描述收費(fèi)站內(nèi)各種收費(fèi)車道等待接受服 務(wù)的平均車輛數(shù)。在收費(fèi)站，排隊(duì)車輛數(shù)是比較容易獲得的數(shù)據(jù)， 并且排隊(duì)車輛數(shù)指標(biāo)可操作性也比較強(qiáng)。 延誤時(shí)間的長短直接反映車輛在經(jīng)過收費(fèi)站時(shí)其交通條件的好壞。 在公路收費(fèi)站通行能力研究中，服務(wù)水平采用車輛通 過收費(fèi)站的延誤和服務(wù)通行能力來衡量。 7.1.3 收費(fèi)站服務(wù)水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 收費(fèi)站收費(fèi)站 （2）分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 一級(jí)服務(wù)水平：收費(fèi)站

17、內(nèi)幾乎沒有形成排隊(duì)，大部分車輛不用經(jīng)過排 隊(duì)就可以直接進(jìn)入收費(fèi)車道接受服務(wù)感覺較為舒適和方便。 二級(jí)服務(wù)水平：收費(fèi)站內(nèi)已經(jīng)形成排隊(duì)，但是排隊(duì)長度較短，大部分 車輛需要等待2到3個(gè)收費(fèi)周期才能通過收費(fèi)站，駕駛員和乘客能感覺 到等待，但是時(shí)間較短，駕駛員和乘客可以理解和接受。 三級(jí)服務(wù)水平：收費(fèi)站內(nèi)排隊(duì)長度較長，排隊(duì)車輛較多，幾乎所有車 輛需要等待較長的時(shí)間才能通過收費(fèi)站，部分駕駛員和乘客開始抱怨。 四級(jí)服務(wù)水平：收費(fèi)站內(nèi)形成很長的排隊(duì)，所有的車輛必須等待較長 的時(shí)間才能夠通過收費(fèi)站，大部分駕駛員和乘客不能忍受這種長時(shí)間 的等待。 7.1.3 收費(fèi)站服務(wù)水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.3 收費(fèi)站

18、服務(wù)水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 收費(fèi)站收費(fèi)站 7.1.4 收費(fèi)站車輛排隊(duì)理論 最早應(yīng)用于交通流理論的數(shù)學(xué)方法是概率論， 其后又相繼出現(xiàn)了跟駛理論、交通波理論（流體動(dòng) 力學(xué)模擬）和車輛排隊(duì)理論。 在收費(fèi)站通行能力研究中，主要采用排隊(duì)論。 隨機(jī)到達(dá)收費(fèi)站（廣場）的車輛，排隊(duì)后通過收費(fèi) 站的過程，就是數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的排隊(duì)論問題。排隊(duì)論 也稱隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論，是研究排隊(duì)現(xiàn)象的一門科 學(xué)。相繼到達(dá)并按一定規(guī)則排隊(duì)等候服務(wù)的車輛， 正在收費(fèi)車道接受服務(wù)的車輛和收費(fèi)設(shè)施一起組成 一個(gè)“車輛收費(fèi)排隊(duì)系統(tǒng)”。 收費(fèi)站收費(fèi)站 排隊(duì)論排隊(duì)論(Queuing Theory)(Queuing Theory)，又稱隨機(jī)服，又稱隨機(jī)服 務(wù)系

19、統(tǒng)理論務(wù)系統(tǒng)理論(Random Service System (Random Service System Theory),Theory),是一門研究擁擠現(xiàn)象是一門研究擁擠現(xiàn)象( (排隊(duì)、等待排隊(duì)、等待) ) 的科學(xué)。具體地說，它是在研究各種排隊(duì)的科學(xué)。具體地說，它是在研究各種排隊(duì) 系統(tǒng)概率規(guī)律性的基礎(chǔ)上，解決相應(yīng)排隊(duì)系統(tǒng)概率規(guī)律性的基礎(chǔ)上，解決相應(yīng)排隊(duì) 系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)和最優(yōu)控制問題。系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)和最優(yōu)控制問題。 7.1.4 收費(fèi)站車輛排隊(duì)理論 收費(fèi)站收費(fèi)站 排隊(duì)論是1909年由丹麥工程師愛爾朗 (A.KErlang)在研究電話系統(tǒng)時(shí)創(chuàng)立的，幾 十年來排隊(duì)論的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，理論 也日漸

20、完善。特別是自二十世紀(jì)60年代以來， 由于計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，更為排隊(duì)論的應(yīng)用 開拓了寬闊的前景。 7.1.4 收費(fèi)站車輛排隊(duì)理論 收費(fèi)站收費(fèi)站 不同的顧客與服務(wù)組成了各式各樣的服務(wù)系統(tǒng)。不同的顧客與服務(wù)組成了各式各樣的服務(wù)系統(tǒng)。 顧客為了得到某種服務(wù)而到達(dá)系統(tǒng)、若不能立即獲顧客為了得到某種服務(wù)而到達(dá)系統(tǒng)、若不能立即獲 得服務(wù)而又允許排隊(duì)等待，則加入等待隊(duì)伍，待獲得服務(wù)而又允許排隊(duì)等待，則加入等待隊(duì)伍，待獲 得服務(wù)后離開系統(tǒng)，見圖得服務(wù)后離開系統(tǒng)，見圖1 1至圖至圖5 5。 圖圖1 1 單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng) 一、排隊(duì)系統(tǒng)描述 收費(fèi)站收費(fèi)站 圖2 單隊(duì)列S個(gè)服務(wù)臺(tái)并聯(lián)的排隊(duì)系統(tǒng) 圖3

21、S個(gè)隊(duì)列S個(gè)服務(wù)臺(tái)的并聯(lián)排隊(duì)系統(tǒng) 一、排隊(duì)系統(tǒng)描述 收費(fèi)站收費(fèi)站 圖4 單隊(duì)多個(gè)服務(wù)臺(tái)的串聯(lián)排隊(duì)系統(tǒng) 圖5 多隊(duì)多服務(wù)臺(tái)混聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 一、排隊(duì)系統(tǒng)描述 收費(fèi)站收費(fèi)站 圖圖6 6 隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng) 一般的排隊(duì)系統(tǒng)，都可由下面圖6加以描述。 一、排隊(duì)系統(tǒng)描述 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、排隊(duì)系統(tǒng)的基本組成部分 通常，排隊(duì)系統(tǒng)都有輸入過程、服務(wù)規(guī)則和服務(wù)臺(tái)等通常，排隊(duì)系統(tǒng)都有輸入過程、服務(wù)規(guī)則和服務(wù)臺(tái)等3 3 個(gè)組成部分：個(gè)組成部分： 1 1輸入過程輸入過程這是指要求服務(wù)的顧客是按怎樣的規(guī)律到這是指要求服務(wù)的顧客是按怎樣的規(guī)律到 達(dá)排隊(duì)系統(tǒng)的過程，有時(shí)也把它稱為顧客流一般可以達(dá)排隊(duì)系統(tǒng)的過程，有時(shí)也

22、把它稱為顧客流一般可以 從從3 3個(gè)方面來描述個(gè)方面來描述個(gè)輸入過程。個(gè)輸入過程。 (1)顧客總體數(shù)(又稱顧客源、輸入源)。這是指顧客的來源。 顧客源可以是有限的，也可以是無限的。例如，到售票處 購票的顧客總數(shù)可以認(rèn)為是無限的，而某個(gè)工廠因故障待 修的機(jī)床則是有限的。 (2)(2)顧客到達(dá)方式顧客到達(dá)方式。描述顧客是怎樣來到系統(tǒng)的，他們是單。描述顧客是怎樣來到系統(tǒng)的，他們是單 個(gè)到達(dá)，還是成批到達(dá)。病人到醫(yī)院看病是顧客單個(gè)到個(gè)到達(dá)，還是成批到達(dá)。病人到醫(yī)院看病是顧客單個(gè)到 達(dá)的例子。在庫存問題中如將生產(chǎn)器材進(jìn)貨或產(chǎn)品入庫達(dá)的例子。在庫存問題中如將生產(chǎn)器材進(jìn)貨或產(chǎn)品入庫 看作是顧客，那么這種顧客

23、則是成批到達(dá)的?？醋魇穷櫩?，那么這種顧客則是成批到達(dá)的。 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、排隊(duì)系統(tǒng)的基本組成部分 (3)(3)顧客流的概率分布顧客流的概率分布，或稱，或稱相繼顧客到達(dá)的時(shí)相繼顧客到達(dá)的時(shí) 間間隔的分布間間隔的分布。這是求解排隊(duì)系統(tǒng)有關(guān)運(yùn)行指。這是求解排隊(duì)系統(tǒng)有關(guān)運(yùn)行指 標(biāo)問題時(shí)，首先需要確定的指標(biāo)。這也可以理標(biāo)問題時(shí)，首先需要確定的指標(biāo)。這也可以理 解為在一定的時(shí)間間隔內(nèi)到達(dá)解為在一定的時(shí)間間隔內(nèi)到達(dá)K K個(gè)顧客個(gè)顧客( (K K=1=1、2 2、 ) )的概率是多大。顧客流的概率分布一般有的概率是多大。顧客流的概率分布一般有 定長分布、二項(xiàng)分布、泊松流定長分布、二項(xiàng)分布、泊松流( (最簡單

24、流最簡單流) )、愛、愛 爾朗分布等若干種。爾朗分布等若干種。 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、排隊(duì)系統(tǒng)的基本組成部分 泊松輸入 泊松輸入的密度函數(shù)為： |顧客隨機(jī)到達(dá)的時(shí)距規(guī)律服從泊松分布。 收費(fèi)站收費(fèi)站 定長輸入 顧客到達(dá)的時(shí)間間隔都是一定的同一常數(shù)的。如流水線上裝 配件，定期運(yùn)行的班車等，記為D。 愛爾朗輸入 對(duì)串聯(lián)排列的k個(gè)服務(wù)臺(tái)，每臺(tái)服務(wù)時(shí)間互相獨(dú)立，服從 相同的負(fù)指數(shù)分布（參數(shù)ku），那么一個(gè)顧客走完這k個(gè) 服務(wù)臺(tái)總共所需時(shí)間應(yīng)服從愛爾朗分布。 二、排隊(duì)系統(tǒng)的基本組成部分 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、排隊(duì)系統(tǒng)的基本組成部分 2. 2.排隊(duì)規(guī)則排隊(duì)規(guī)則。這是指服務(wù)臺(tái)從隊(duì)列中選取顧客進(jìn)行服務(wù)的。這是指服務(wù)臺(tái)從

25、隊(duì)列中選取顧客進(jìn)行服務(wù)的 順序。一般可以分為損失制、等待制和混合制等順序。一般可以分為損失制、等待制和混合制等3 3大類。大類。 等待制 顧客等待時(shí)，如所有服務(wù)臺(tái)均被占用，顧客便排隊(duì)等候服務(wù)，稱為等待 制。例如汽車在通過信號(hào)燈時(shí)，若遇到紅燈，汽車就在停車線后排隊(duì)等 候。 損失制 顧客等待時(shí)，如所有服務(wù)臺(tái)均被占用，顧客就隨即離去，這樣便失去許 多顧客，故稱為損失制。如打電話時(shí)遇到占線時(shí)，用戶便擱置而去。 混合制 這種機(jī)制介于損失制與等待制之間。包括兩種情況： 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、排隊(duì)系統(tǒng)的基本組成部分 a） 排隊(duì)長度有限制的服務(wù)系統(tǒng)。即當(dāng)顧客到達(dá)時(shí)，若服 務(wù)臺(tái)都被占著，則顧客排隊(duì)等候服務(wù)，但如果排

26、隊(duì)位置已 滿，顧客就離去。例如，汽車去停車場停放車輛，當(dāng)停車 場無空位時(shí)就離去。 b） 當(dāng)顧客到達(dá)時(shí)，如果服務(wù)臺(tái)都被占著，則顧客排隊(duì)等 候服務(wù)，當(dāng)顧客等了一段時(shí)間以后，仍未能得到服務(wù)，顧 客就離開。例如，藥品、電子元件等的過期失效均屬于這 一類系統(tǒng)。 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、排隊(duì)系統(tǒng)的基本組成部分 對(duì)等待制和混合制排隊(duì)規(guī)則又可以分為以下幾種類型： 1 1）先到先服務(wù)。按顧客到達(dá)的先后順序?qū)︻櫩瓦M(jìn)行服務(wù)，這）先到先服務(wù)。按顧客到達(dá)的先后順序?qū)︻櫩瓦M(jìn)行服務(wù)，這 是最普遍的情形。是最普遍的情形。 2 2）后到先服務(wù)。倉庫中迭放的鋼材，后迭放上去的都先被領(lǐng)）后到先服務(wù)。倉庫中迭放的鋼材，后迭放上去的都先被領(lǐng)

27、 走，就屬于這種情況。走，就屬于這種情況。 3 3）隨機(jī)服務(wù)。即當(dāng)服務(wù)臺(tái)空閑時(shí)，不按照排隊(duì)序列而隨意指）隨機(jī)服務(wù)。即當(dāng)服務(wù)臺(tái)空閑時(shí)，不按照排隊(duì)序列而隨意指 定某個(gè)顧客去接受服務(wù)，如電話交換臺(tái)接通呼叫電話就是一例。定某個(gè)顧客去接受服務(wù)，如電話交換臺(tái)接通呼叫電話就是一例。 4 4）優(yōu)先權(quán)服務(wù)。如老人、兒童先進(jìn)車站；危重病員先就診；）優(yōu)先權(quán)服務(wù)。如老人、兒童先進(jìn)車站；危重病員先就診； 遇到重要數(shù)據(jù)需要處理計(jì)算機(jī)立即中斷其他數(shù)據(jù)的處理等，均遇到重要數(shù)據(jù)需要處理計(jì)算機(jī)立即中斷其他數(shù)據(jù)的處理等，均 屬于此種服務(wù)規(guī)則。屬于此種服務(wù)規(guī)則。 收費(fèi)站收費(fèi)站 3 3服務(wù)方式服務(wù)方式 指同一時(shí)刻的服務(wù)設(shè)施數(shù)和為顧客提

28、供服務(wù)的時(shí)間長度。服務(wù)設(shè)施 可以是一個(gè)和多個(gè)，多個(gè)服務(wù)設(shè)施的排列可以是平行的，也可以是混 合的。收費(fèi)站服務(wù)設(shè)施一般為多個(gè)，每次是單個(gè)服務(wù)。 通常服務(wù)時(shí)間服從一定的概率分布，常見的有： 二、排隊(duì)系統(tǒng)的基本組成部分 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、排隊(duì)系統(tǒng)的基本組成部分 收費(fèi)站收費(fèi)站 定長分布： 對(duì)顧客的服務(wù)時(shí)間都是相等的同一常數(shù)值，記為D。 服務(wù)時(shí)間的一般分布： 對(duì)顧客的服務(wù)時(shí)間是任意分布，記為G。 二、排隊(duì)系統(tǒng)的基本組成部分 收費(fèi)站收費(fèi)站 三、排隊(duì)系統(tǒng)的描述符號(hào)與分類 為了區(qū)別各種排隊(duì)系統(tǒng)，根據(jù)輸入過程、排隊(duì)規(guī)則 和 服 務(wù) 機(jī) 制 的 變 化 對(duì) 排 隊(duì) 模 型 進(jìn) 行 描 述 或 分 類 ， DGKen

29、dall提出了一種目前在排隊(duì)論中被廣泛采用的 “Kendall記號(hào)”，完整的表達(dá)方式通常用到6個(gè)符號(hào)并取 如下固定格式： A A/B/C/D/E/F/B/C/D/E/F 各符號(hào)的意義為： 收費(fèi)站收費(fèi)站 （1）A表示顧客相繼到達(dá)間隔時(shí)間分布，表示顧客相繼到達(dá)間隔時(shí)間分布， 常用下列符號(hào)：常用下列符號(hào)： M表示到達(dá)過程為泊松過程或負(fù)指數(shù)分布； D表示定長輸入； Ek表示k階愛爾朗分布； G表示一般相互獨(dú)立的隨機(jī)分布。 三、排隊(duì)系統(tǒng)的描述符號(hào)與分類 收費(fèi)站收費(fèi)站 （2）B表示服務(wù)時(shí)間分布，所用符號(hào)與表示顧 客到達(dá)間隔時(shí)間分布相同。 M表示服務(wù)過程為泊松過程或負(fù)指數(shù)分布； D表示定長分布； Ek表示k

30、階愛爾朗分布； G表示一般相互獨(dú)立的隨機(jī)分布。 三、排隊(duì)系統(tǒng)的描述符號(hào)與分類 收費(fèi)站收費(fèi)站 三、排隊(duì)系統(tǒng)的描述符號(hào)與分類 （3）C表示服務(wù)臺(tái)(員)個(gè)數(shù)： “1”則表示單個(gè)服務(wù)臺(tái)，“s”(s1)表示多個(gè)服務(wù)臺(tái)。 （4）D表示系統(tǒng)中顧客容量限額，或稱等待空間容量； 如系統(tǒng)有K個(gè)等待位子，則 0K，當(dāng) K=s 時(shí)，說明 系統(tǒng)不允許等待，即為損失制。K= 時(shí)為等待制系統(tǒng)，此時(shí) 一般省略不寫。 （5）E表示顧客源限額，分有限與無限兩種，表示顧客源 無限，此時(shí)一般也可省略不寫。 （6）F表示服務(wù)規(guī)則，常用下列符號(hào)： FCFS：表示先到先服務(wù)； LCFS：表示后到先服務(wù)； PR：表示優(yōu)先權(quán)服務(wù)。 收費(fèi)站收費(fèi)

31、站 例如：某排隊(duì)問題為 MMSFCFS 則表示顧客到達(dá)間隔時(shí)間為負(fù)指數(shù)分布(泊松流)； 服務(wù)時(shí)間為負(fù)指數(shù)分布；有s(s1)個(gè)服務(wù)臺(tái)；系統(tǒng)等 待空間容量無限(等待制)；顧客源無限，采用先到先 服務(wù)規(guī)則。 可簡記為： M/M/s 三、排隊(duì)系統(tǒng)的描述符號(hào)與分類 收費(fèi)站收費(fèi)站 某些情況下，排隊(duì)問題僅用上述表達(dá)形式中的前3 個(gè)、4個(gè)、5個(gè)符號(hào)。如不特別說明則3個(gè)符號(hào)表示的排 隊(duì)系統(tǒng)理解為系統(tǒng)等待空間容量無限；顧客源無限，先 到先服務(wù)，單個(gè)服務(wù)的等待制系統(tǒng)。 三、排隊(duì)系統(tǒng)的描述符號(hào)與分類 收費(fèi)站收費(fèi)站四、排隊(duì)系統(tǒng)的主要運(yùn)行指標(biāo) （1）收費(fèi)系統(tǒng)通常依據(jù)的指標(biāo)主要有排隊(duì)長度、隊(duì)長、 排隊(duì)時(shí)間與停留時(shí)間。 收費(fèi)

32、站收費(fèi)站 四、排隊(duì)系統(tǒng)的主要運(yùn)行指標(biāo) L L隊(duì)長，穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)任一時(shí)刻的顧客數(shù)的期望值；隊(duì)長，穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)任一時(shí)刻的顧客數(shù)的期望值； LqLq 排隊(duì)長度，穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)任一時(shí)刻等待服務(wù)的顧客數(shù)排隊(duì)長度，穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)任一時(shí)刻等待服務(wù)的顧客數(shù) 期望值；期望值； W W停留時(shí)間，在任意時(shí)刻進(jìn)入穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的顧客逗留時(shí)停留時(shí)間，在任意時(shí)刻進(jìn)入穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的顧客逗留時(shí) 間期望值；間期望值； WqWq 排隊(duì)時(shí)間，在任意時(shí)刻進(jìn)入穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的顧客等待排隊(duì)時(shí)間，在任意時(shí)刻進(jìn)入穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的顧客等待 時(shí)間期望值。時(shí)間期望值。 這四項(xiàng)主要性能指標(biāo)(又稱主要工作指標(biāo))的值越小， 說明系統(tǒng)排隊(duì)越少，等待時(shí)間越少，因而系統(tǒng)性能越好。 顯然，它們是顧客與

33、服務(wù)系統(tǒng)的管理者都很關(guān)注的。 收費(fèi)站收費(fèi)站 (2)(2)其他常用數(shù)量指標(biāo)其他常用數(shù)量指標(biāo) s s 系統(tǒng)中并聯(lián)服務(wù)臺(tái)的數(shù)目；系統(tǒng)中并聯(lián)服務(wù)臺(tái)的數(shù)目； 平均到達(dá)率；平均到達(dá)率； 1/1/ 平均到達(dá)間隔。平均到達(dá)間隔。 平均服務(wù)率；平均服務(wù)率； 1/1/ 平均服務(wù)時(shí)間。平均服務(wù)時(shí)間。 服務(wù)強(qiáng)度，即每個(gè)服務(wù)臺(tái)單位時(shí)間內(nèi)的平均服服務(wù)強(qiáng)度，即每個(gè)服務(wù)臺(tái)單位時(shí)間內(nèi)的平均服 務(wù)時(shí)間；務(wù)時(shí)間； 一般有一般有 s ； 四、排隊(duì)系統(tǒng)的主要運(yùn)行指標(biāo) 收費(fèi)站收費(fèi)站 四、排隊(duì)系統(tǒng)的主要運(yùn)行指標(biāo) 令表示單位時(shí)間內(nèi)平均到達(dá)的車輛數(shù)，表示單位時(shí)間內(nèi)被服務(wù)離去 的平均車輛數(shù)。那么1/則表示相鄰兩輛車的到達(dá)的平均時(shí)間間隔， 1/表

34、示對(duì)每個(gè)車輛的平均服務(wù)時(shí)間。由此可以得到以下關(guān)系： 平均隊(duì)長 平均排隊(duì)長 平均逗留時(shí)間 收費(fèi)站收費(fèi)站 四、排隊(duì)系統(tǒng)的主要運(yùn)行指標(biāo) 收費(fèi)站收費(fèi)站 四、排隊(duì)系統(tǒng)的主要運(yùn)行指標(biāo) 收費(fèi)站收費(fèi)站 7.1.5 收費(fèi)站交通特性 車輛進(jìn)入和離開收費(fèi)站的過程可以描述為：車輛從主線路段或匝 道接近收費(fèi)站，進(jìn)入收費(fèi)廣場時(shí)車輛減速，尋找排隊(duì)長度較短的或沒 有排隊(duì)的收費(fèi)車道來交款和領(lǐng)票。如果所選擇的收費(fèi)車道上有排隊(duì)等 候的車輛，那么就在隊(duì)尾排隊(duì)等候服務(wù)，接受完服務(wù)后，加速離開收 費(fèi)廣場進(jìn)入主線或匝道。 根據(jù)以上描述，相繼到達(dá)并按一定的排隊(duì)規(guī)則等候服務(wù)的車輛， 正在收費(fèi)車道接受服務(wù)的車輛和收費(fèi)設(shè)施一起組成了一個(gè)“車輛收費(fèi)

35、 排隊(duì)系統(tǒng)”。 一般情況下，減速進(jìn)入收費(fèi)廣場和加速離開收費(fèi)廣場僅與車輛的 加減速性能有關(guān)，與收費(fèi)站提供的服務(wù)關(guān)系不大。而排隊(duì)等候過程和排隊(duì)等候過程和 接受服務(wù)過程與收費(fèi)站提供的服務(wù)密切相關(guān)接受服務(wù)過程與收費(fèi)站提供的服務(wù)密切相關(guān)。研究服務(wù)時(shí)間和離去時(shí) 間是進(jìn)行延誤分析和通行能力分析的關(guān)鍵。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.5 收費(fèi)站交通特性 1、 車輛到達(dá)特性 在進(jìn)行排隊(duì)分析的工作中，車輛到達(dá)特性是其中一項(xiàng)非常重要的 參數(shù)。在沒有交通事故發(fā)生的情況下，主線上的車輛都會(huì)按正常 情況到達(dá)主線收費(fèi)廣場，于是主線收費(fèi)廣場的車輛到達(dá)特性與上 游路段的車輛到達(dá)特性是一致的，因此，可以通過研究收費(fèi)廣場 上游路段的車頭時(shí)距

36、特性來描述收費(fèi)站的車輛到達(dá)特性。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.5 收費(fèi)站交通特性 2、 收費(fèi)時(shí)間統(tǒng)計(jì)特性 不同的收費(fèi)方式、不同的收費(fèi)設(shè)施、不同的收費(fèi)員、不同的車 輛其收費(fèi)時(shí)間都是不同的，所有這些不同都可以歸結(jié)為收費(fèi)時(shí)間 的不同，即車輛的服務(wù)時(shí)間與車輛的離開時(shí)間之和。 服務(wù)時(shí)間 目前，我國的公路收費(fèi)以人工收費(fèi)為主，所以這里只討論人工收費(fèi)找 零的服務(wù)時(shí)間分布。 根據(jù)調(diào)查，一般情況下車輛領(lǐng)卡或領(lǐng)驗(yàn)票的服務(wù)時(shí)間服從正態(tài)分布， 而交費(fèi)找零服務(wù)中包括兩種服務(wù)動(dòng)作：其一是無找零的收費(fèi)動(dòng)作，這 種服務(wù)基本符合正態(tài)分布；其二是找零服務(wù)，服務(wù)時(shí)間不滿足正態(tài)分 布，因此收費(fèi)站的服務(wù)時(shí)間是比較復(fù)雜的。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.5

37、 收費(fèi)站交通特性 離開時(shí)間 車輛離開時(shí)間為車輛駛離收費(fèi)站，后面的車到達(dá)并停駛為止。這 樣定義的主要原因是保證時(shí)間定義的連續(xù)性，簡化分析工作。根 據(jù)定義，不同車型的離開時(shí)間差異是明顯的。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.5 收費(fèi)站交通特性 3、車輛延誤分析 車輛通過收費(fèi)站的延誤時(shí)間是進(jìn)行收費(fèi)站服務(wù)水平研究的重要 依據(jù)之一。當(dāng)車輛通過收費(fèi)站時(shí)，其延誤主要包括以下幾個(gè)部分： 車輛進(jìn)入收費(fèi)站的減速時(shí)間 車輛在收費(fèi)站的平均逗留時(shí)間 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.5 收費(fèi)站交通特性 車輛駛離收費(fèi)站的加速時(shí)間 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.5 收費(fèi)站交通特性 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.5 收費(fèi)站交通特性 公式中m的確定與收費(fèi)站的車種組成比例有關(guān)

38、，可以根 據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)確定。其確定方法如下： 假設(shè)根據(jù)觀測，某收費(fèi)站的車種比例為特大型車占k1，大中型車 占k2，小型車占k3（這里只是按長度將車輛分為三種，亦可細(xì) 分），特大型車的平均長度為b1（m/veh），大中型車的平均長 度為b2（m/veh），小型車的平均長度為b3（m/veh），則： 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.5 收費(fèi)站交通特性 此時(shí)，車輛的延誤為： 根據(jù)實(shí)測值，可以利用以上公式計(jì)算延誤d，然后通過 延誤確定收費(fèi)站的服務(wù)水平等級(jí)。 收費(fèi)站收費(fèi)站7.1.5 收費(fèi)站交通特性 實(shí)測法確定車輛延誤時(shí)間 通過調(diào)查車輛通過收費(fèi)站上下游兩個(gè)觀測斷面的時(shí)間差來獲得 計(jì)算沒有收費(fèi)站影響的情況下，各類車輛在同

39、樣的交通量下通過這斷 距離所需的理論實(shí)踐。 調(diào)查各種車型的車輛通過收費(fèi)站上下游兩個(gè)觀測斷面之間的距離所花 的實(shí)際時(shí)間。 利用實(shí)際時(shí)間減去理論時(shí)間得到各種車型的平均延誤時(shí)間。 收費(fèi)站收費(fèi)站 7.2 收費(fèi)站通行能力分析 收費(fèi)站的通行能力是指特定的道路、交通條件下，合情合 理地通過收費(fèi)站的最大交通量，通常以輛小客車/h/車道。 收費(fèi)站收費(fèi)站 7.2 收費(fèi)站通行能力分析 根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，可以得到下表所示的不同類型收費(fèi)站中 收費(fèi)車道的理想通行能力。 收費(fèi)站收費(fèi)站 7.2 收費(fèi)站通行能力分析 收費(fèi)站通行能力分析方法多用于運(yùn)行狀況和設(shè)計(jì)兩個(gè)層 次的分析。 （1）已知收費(fèi)站狀況（收費(fèi)類型，收費(fèi)道數(shù)目）和交通量，

40、估計(jì) 服務(wù)水平； （2）已知設(shè)計(jì)交通量、收費(fèi)類型，確定收費(fèi)車道數(shù)。 收費(fèi)站收費(fèi)站一、實(shí)際運(yùn)行狀況通行能力分析 收費(fèi)廣場的通行能力是指在良好的天氣條件，現(xiàn)行通 常的道路條件、交通條件和收費(fèi)手段下，車輛排隊(duì)形成而 且收費(fèi)員始終處于繁忙狀況時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)收費(fèi)車道所能 處理的最大車輛數(shù)。一般以輛小汽車/h為單位。 實(shí)際運(yùn)行狀況通行能力的分析是對(duì)現(xiàn)有的收費(fèi)站運(yùn)行 情況的分析和評(píng)價(jià)，它可以確定服務(wù)水平的等級(jí)、通行能 力這些指標(biāo)，通過實(shí)際運(yùn)行狀況通行能力的分析可以找到 收費(fèi)站現(xiàn)存問題，并可針對(duì)問題提出有效的改進(jìn)方法或措 施。 收費(fèi)站收費(fèi)站 一、實(shí)際運(yùn)行狀況通行能力分析 分析步驟 1確定收費(fèi)站條件 確定收費(fèi)類

41、型：一般我國主要為交費(fèi)找零、出口驗(yàn)票、入口領(lǐng)卡 三種收費(fèi)類型。 收費(fèi)車道數(shù)目。 2確定交通條件 確定經(jīng)過收費(fèi)站的小時(shí)交通量。 確定交通組成，即小型車、大中型車、特大型車各自所占的比例， 各車型的平均車長等。 3確定服務(wù)水平等級(jí)及延誤 將混合交通流按表5-2換算成標(biāo)準(zhǔn)車，再除以收費(fèi)車道數(shù)目，得到一 條收費(fèi)車道的標(biāo)準(zhǔn)車交通量。根據(jù)該交通量確定平均到達(dá)率，計(jì)算 延誤d，然后查下表確定服務(wù)水平等級(jí)。 收費(fèi)站收費(fèi)站 一、實(shí)際運(yùn)行狀況通行能力分析 收費(fèi)站收費(fèi)站 算例 1 某高速公路收費(fèi)廣場，收費(fèi)類型為交費(fèi)找零，收費(fèi) 車道數(shù)為3。調(diào)查得小時(shí)交通量為200veh/h，其中小型車 有130veh/h，平均車長為

42、4m；大中型車有50veh/h，平均 車長為9m；特大型車有20veh/h，平均車長為12m。已知： 車輛減速進(jìn)入收費(fèi)站的減速度平均為3m/s2，車輛加速離 開收費(fèi)站的加速度平均為2.5m/s2，正常行駛時(shí)車速為 120km/h。假設(shè)平均服務(wù)時(shí)間為22s，服務(wù)時(shí)間的方差為 45s。試評(píng)估該收費(fèi)廣場的服務(wù)水平等級(jí)。 收費(fèi)站收費(fèi)站 算例 1 解： 將混合交通量換算成標(biāo)準(zhǔn)車交通量： Q=130*1.0+50*1.05+20*1.10=205（veh/h） 其中折算系數(shù)可以查表5-2得到。 確定每條收費(fèi)車道的車流量，并計(jì)算平均到達(dá)率： 每條收費(fèi)車道車流量=205/368（veh/h） =68/3600

43、0.0189（veh/s） 確定車輛的平均長度m： 根據(jù)延誤公式將數(shù)據(jù)代入，計(jì)算延誤d： 解得： d42.7（s） 查P100表5-3，通過延誤可以確定該收費(fèi)廣場的服務(wù) 水平等級(jí)為二級(jí)服務(wù)水平。 收費(fèi)站收費(fèi)站二、規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段通行能力分析 在設(shè)計(jì)分析層次，通常需要確定收費(fèi)車道的數(shù)量。收 費(fèi)車道計(jì)算步驟，各步驟具體描述如下： 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段通行能力分析 1、設(shè)計(jì)分析所需的數(shù)據(jù) （1） 收費(fèi)站條件：假設(shè)收費(fèi)類型； （2） 交通條件：預(yù)測交通量，方向分布系數(shù)，高峰小時(shí) 系數(shù)，交通組成。 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段通行能力分析 2、收費(fèi)車道數(shù)計(jì)算步驟 （1） 通常已知 AADT

44、，按照下式計(jì)算單方向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量。 DDHV = AADT K D 其中：DDHV 預(yù)測的單方向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量，輛h； AADT 年平均日交通量，輛d ； K 設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)，通常取0.09； D方向不均勻系數(shù)，通常取0.5，即按兩個(gè)方向交通 量無明顯差異進(jìn)行處理。 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段通行能力分析 （2） 根據(jù)收費(fèi)站類型和交通組成，查表5-2，按照下式將混合交 通量換算成當(dāng)量來車強(qiáng)度；如果交通組成未知，可按小客75%， 中型車20%，大型車3%，拖掛車2%進(jìn)行處理； （3） 根據(jù)假設(shè)的收費(fèi)站類型，查下面表1表3，將三級(jí)服務(wù)水平 的最大服務(wù)交通量MSF確定為設(shè)計(jì)服務(wù)水平； 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段通行能力分析 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段通行能力分析 收費(fèi)站收費(fèi)站 二、規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段通行能力分析 （4）按照下