关于高速公路联网收费缴费方式选择模型的研究

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1、2006年第：届全国高速公路联网收费技术研讨会会刊关于高速公路联网收费缴费方式选择模型的研究杨宁尚新春北京科技大学应用科学学院应用数学摘要：联网收费可以提高效率，增加高速公路通行能力，但从现在的各路权公司独立收费过渡到联网收费，需要解决若干技术问题，鉴于此本文运用排队论方法建立起以收费系统时间损失最小为目标的优化模型，对缴费方式选择模型进行了研究，目的是使得收费资源合理利用。关键词：联网收费车道配置流量分配系统最优TheresearchofthemodeloftollmodechoiceintheNetworkingtollcollectionYangNingDep．ofAppliedM

2、athematics，Univ．ofScienceandTechnologyAbstract：NetworkingtolIcollectioncanimprovemanagerialefficiencyandenhancetranportationcapacityofvehicle’Spassing，however,therearestillsomeproblemsremained．Itistheimportantcontentstoresearchthemodeloftollmodechoiceintheprogrammingandbuildingoftollsystem，thepur

3、poseofresearchistomakethetollsystemsourceusedinreason．．Basedonthecharacteristicofvehiclesarriveflow，weapplythemethodofqueuetheorytodeveloptheoptimizemodelforthepurposeofthelowestoftimelosingoftollsystem．Keywords：Networktollcollection；Tollgatedeployment；Distributingtraffic；Optimization引言目前，常见的收费系统

4、仍然需要停车缴费，这样会对交通流产生影响，对车辆造成延误。如果交通量大于收费广场的通行能力，收费广场将成为交通的“瓶颈”，会导致排队现象严重，车辆延误时间增加，从而降低收费广场的通行能力。相反，如果盲目地增加收费车道，就有可能由于服务过剩而发生设备闲置，降低设备利用率。应用排队理论是解决这个问题的有效方法川。2006年第j届全国高速公路联网收费技术研讨会会刊排队论是研究“服务”系统因“需求”拥挤而产生等待行列(即排队)的现象，以及合理协调“需求”与“服务”关系的一种数学理论。是运筹学中以概率论为基础的一门重要的分支。排队论在交通工程中，对于研究车辆延误、通行能力、信号灯配时以及停车厂、加

5、油站等交通设施的设计与管理方面得到了广泛的应用【2】。在高速公路收费系统中，随机到达收费广场(站)并按一定排队规则排队等候服务的车辆、正在收费车道接受服务的车辆和收费设施一起构成了一个“车辆收费排队系统”。1基本概念1．1“排队’’与“排队系统”“排队”单指等待服务的顾客(车辆或行人)，不包括正在被服务的顾客。而“排队系统”既包括了等待服务的顾客，又包括正在被服务的顾客。例如，一队汽车在加油站排队等侯加油，它们与加油站构成一个排队系统。其中尚未轮到加油、依次排队等侯的汽车行列称为排队，所谓“排队车辆”或“排队(等待)时间”都是仅指排队本身而言；如说“排队系统中的车辆”或“排队系统(消耗)

6、时间”则把正在受服务的车辆也包括在内，后者当然大于前者f2】o1．2排队系统的三个组成部分输入过程就是指各种类型的顾客按怎样的规律到来。有各种各样的输入过程，例如：①定长输人——顾客等时距到达。②负指数分布服务——各顾客的服务时间相互独立，服从相同的负指数分布。③爱尔朗分布服务——各顾客的服务时间相互独立，服从相同的爱尔朗分布。为了叙述方便，引入下列记号：令M代表泊松输入或负指数分布服务，D代表定长输入或定长服务，EK代表爱尔朗输入或服务。于是，泊松输入、负指数分布服务，N个服务台的排队系统可以定成M／M／N，泊松输入、定长服务、单个服务台的系统可以写成M／D／l。1．3排队系统的主要数

7、量指标重要的数量指标有三个：(1)等待时间：从顾客到达时起至开始接受服务时为止的这段时间。(2)忙期：服务台连续繁忙的时期，这关系到服务台的工作强度。(3)队长：有排队顾客数与排队系统中顾客数之分，这是排队系统提供的服务水平的一种衡量。2收费广场缴费方式选择模型在一些建成的收费站，随着交通量不断地增长，服务时间与服务水平已愈来愈不能满足要求，收费站已成为商速公路一个主要瓶颈。传统的方法是扩建收费站、增加收费车道数量，即横向拓宽收费广