基于排队论的高速公路etc收费站车道配置模型

《基于排队论的高速公路etc收费站车道配置模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于排队论的高速公路ETC收费站车道配置模型摘要:为了确定在一定的交通量和ETC技术使用率下ETC车道的最佳开启数量，基于排队理论，针对我国高速公路ETC收费站人工收费车道和ETC车道将长期并存的现状，建立了此种收费站的排队模型，并提出以系统中车辆逗留时间最短为目标的ETC收费站车道配置模型，最后通过实例验证Y此模型。结果表明，一个六通道的高速公路收费站，在交通量为2400辆/h、ETC技术使用率为40%的条件下，ETC车道的最佳幵启数量为2个。以此模型可确定任意交通量和ETC技术使用率下ETC车道的最佳开启数量。本文采集自网络，本站

2、发布的论文均是优质论文，供学习和研究使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删除已转载的信息，如果需要分享，请保留本段说明。关键词：排队论；ETC;车道配置模型排队论是研究系统随机聚散现象和随机服务系统工作过程的数学理论和方法。在高速公路上，车辆不断地到达收费站，然后排队等候，依次完成缴费，最后离开收费站。如果到达的车辆在系统中不能快速完成缴费，就产生了排队现象，所以说高速公路收费站是一个典型的排队系统。因此可以依据排?论建立收费站排队模型然后得出其运行特征，并以此为设置ETC收费站车道

3、数提供重要的理论依据。由于我国汽车保有量的激增，高速公路人工方式收费已不能完全满足出行者的需要，电子不停车收费系统（ETC）由于可以有效缓解因缴费造成的延误而成为主要趋势。欧美、日本等发达国家在ETC技术和管理方面匕比较成熟，国内也匕基本实现ETC联网收费，一些发达省份的ETC覆盖率也已达到较高水平，如北京96.68%，江苏82.28%。同时也应注意到国内外道路交通状况差别较大，收费站分布和数量差别很大，所以不能照搬国外模式。目前国内ETC收费站是同时具有ETC车道和人工收费车道的收费站，而且两者将长期并存。ETC收费站的通行能力直接

4、受ETC车道数量的影响，若ETC车道开启数量较少而ETC使用率较高时，ETC车道车辆等待服务时间增长，排队成本增加。若ETC车道开启数量较多而ETC使用率较低时，致使人工收费车道辆等待服务时间增长，排队成本增加。因此在一定的ETC技术使用率和交通景下ETC车道和人工收费车道如何配置显得极其重要。刘维维等人基于排队理论，建立了高速公路收费站收费车道数目设计的排队论模型［3］。代士磊通过比较高速公路ETC和人工收费方式下的车辆延误，得出在车流量很大的情况下，高速公路收费站采用ETC方式能够有效减少车辆延误［4］。宋丽晓在研究中以M/M/1

5、模型为例，建立了在一定ETC技术使用率下以收费系统总费用最小为目标的模型［5］。杨政文等人基于成本分析进行了收费站ETC车道开启数量研究，通过研究运营成本和排队成本提出了ETC幵启数量优化模型[6]。然而以上研究具有一定的局限性，如在高速公路收费站中收费通道都是大于1的，且出行时间对于出行者显得尤为重要，出行时间的减少也就意味着成本的减少。因此，本文在通过排队论分析ETC收费站车辆排队缴费的基础上，以系统车辆逗留时问最短为目标建立了多通道ETC收费站车道配置模型，并通过实例验证，得出在一定的交通量和ETC技术使用率下ETC车道的最佳开

6、启数量。1排队系统概述1.1排队系统的组成部分排队系统一般包括三个部分，输入过程、排队规则和服务方式。1.1.1输入过程输入过程是指各种类型的顾客按怎样的规律到来。常见的有如下几种服务过程：(1)定长输入一一顾客等时距到达。(2)泊松输入一一顾客到达符合泊松分布或顾客到达时距符合负指数分布。(3)爱尔朗输入一一顾客到达时距符合爱尔朗分布。对于收费站系统，车辆以泊松分布到达。1.1.2排队规则排队规则指到达的顾客按怎样的次序接受服务。常见的有以下几种排队规则：(1)损失制：顾客到达时，若所有服务台均被占，该顾客就自动消失，永不再来。(1

7、)等待制：顾客到达时，若所有服务台均被占，它们就排成队伍，等待服务。服务次序有先到先服务(这是最通常的情形)和优先服务(如急救车、消防车等)和随机服务等多种规则。(2)混合制：顾客到达时，若队长小于某一定值L，就排入队伍等候；若队长等于L，顾客就离去，永不再来。对于收费站系统，排队规则为等待制。1.1.3服务方式服务方式指同一时刻有多少服务台可接纳顾客，为每一顾客服务了多少时间。服务时间的分布主要有以下几种：(1)定长分布服务每一顾客的服务时间都相等。(2)负指数分布服务一一各顾客的服务时间相互独立，服从相同的负指数分布。(3)爱尔朗

8、分布服务一一各顾客的服务时间相互独立，服从相同的爱尔朗分布。对于收费站系统，服务方式服从负指数分布。1.2排队模型的分类用Kendall符号来表示排队模型，形如X/Y/Z/A/B/C，其中X处填写相继到达间隔时间分布，Y