第一篇：高速公路收費站通行能力及改擴建方案淺析

高速公路收費站通行能力及改擴建方案淺析

胡 楊

（河北銳馳交通工程咨詢有限公司）

摘要：本文分析了各種條件下收費站通行能力的計算標準，綜合考慮已有收費站地形條件、政治需求、人文環(huán)境以及氣候等因素的影響，提出切實可行的提高收費站通行能力的方案，對提高收費站服務水平減少社會影響具有重要意義。

關鍵詞：收費站；車道；通行能力；措施

公路建設的快速發(fā)展直接帶動了汽車消費需求，2003年我國汽車的保有量為1219萬輛，2010年達到7000萬輛，2011年8月底突破1億輛大關，目前北京私家車保有量位居全國第一。由于經濟條件的限制，我國高速公路將在較長一段時間內實行“貨款修路，收費還貨”的制度。高速公路的收費系統(tǒng)以收費站為主，對通行車輛收取過路費。機動車數(shù)量的快速增長直接導致收費站的服務水平下降，給路上交通流帶來限制，形成收費瓶頸，導致行車延誤。合適的改建時機，合理的改建方案成為收費站改擴建考慮的主要因素。研究公路收費站的通行能力有利于從根源上分析收費站處車輛運行特性，從而通過管理手段解決交通延誤問題，在避免盲目擴大設施建設規(guī)模和大量增加運營費用上的前提下實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。1.收費站通行能力分析

高速公路收費站通行能力與收費廣場車道數(shù)、收費類型、收費方法、收費流程、交通流車型分布比例等眾多因素有關。收費站通行能力是指在天氣條件、道路條件、交通條件、收費程序良好的前提下，收費員處于繁忙狀態(tài)，收費站單位時間內所能處理的最大車輛數(shù)。1.1單車道通行能力

單車道的基本通行能力是指與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能夠通過的最大交通量。通常計算公式如下：

Cb=3600/(Ts+Tg)式中：Cb-收費車道的基本通行能力（pcu/h）Ts-標準車服務時間（s）Tg-標準車離開時間（s）1.2多車道通行能力

收費站在具有多通道的情況下，選擇M/G/K排隊模型可較好的描述收費站的實際運行狀態(tài)，參數(shù)考慮平均排隊時間、平均逗留時間、平均排隊長度。1.3計重收費下收費站通行能力 計重收費下收費站通行能力，仍采用M/G/K排隊模型進行分析。由于計重系統(tǒng)的運行、司機對稱重結果的質疑及對超載車輛的懲罰等均是造成收費時間延長的原因。車輛平均逗留時間和方差明顯增大。計算公式如下：

式中：Wq為平均等待時間 K為收費車道數(shù) W為平均逗留時間 E[V]為平均收費時間 Lp為平均排隊長度 D[V]為收費時間方差 λ為收費站車輛平均到達率 2 收費站改擴建考慮因素 2.1道路交通量增長的影響

近年來國民經濟快速增長，道路交通量快速增加，提前達到道路預測期末年交通量，道路壓力增大。有限的道路資源擔負著日益增長的交通量，國網(wǎng)主干道多數(shù)謀劃加寬改造，以滿足道路交通需求，保證服務水平。斷面交通量逐年增加，服務型互通收費站的交通壓力也相應增加，收費站其通行能力小于公路本身的通行能力，當車道數(shù)不能滿足車輛的正常通行要求必將成為制約車輛快速通行的瓶頸。因此收費站車道數(shù)的調整必然隨著主線交通量增加而相應進行調整。以京港澳高速改擴建河北段為例，除邢臺南收費站外全線收費站均考慮加寬改建，以滿足相應的主線交通量增長的需求。2.2高峰時段交通量影響

以河北為例，北京由于外來人口比例高，進出北京市交通量潮汐現(xiàn)象影響明顯，遇到特殊活動日：節(jié)假日、比賽等，以及特殊氣候情況因素，高峰時段交通量及非正常情況下的交通量數(shù)據(jù)將直接影響通行能力。如大廣高速河北北京交界的主線站（見圖1），2010年春節(jié)期間由于車輛過于集中的出行導致主線站堵車長達2公里，持續(xù)放行2小時候后路段逐漸恢復正常。因此受潮汐交通流影響嚴重的收費站為保證正常的服務水平，應充分考慮高峰小時交通量影響，分析高峰小時交通量出現(xiàn)的頻率，合理計算收費站車道數(shù)。

圖1 2.3政治因素影響

大中型城市的主要出入口，主線收費站必須保暢，以應對各種大型及突發(fā)情況。例京秦高速公路香河收費站，它是出京后河北第一個主線站，于1999年建成，原有車道18條（9進9出），2003年10月，香河主線收費站經京沈聯(lián)網(wǎng)擴建改造后，車道由原來的18條增加到現(xiàn)在的34條，其中出京方向為12條，入京方向為22條。主線站擴建后有效的保障了北京與河北的車輛出行，以及中央領導暑期辦公的出行條件。3 收費站現(xiàn)狀分析

目前河北省有主線收費站85處，其中高速公路主線站35處，國省干線公路主線站48處，特大橋和隧道收費站各一處。截止2011年底全省高速公路通車里程已達到4756公里，按照互通間距30Km計算，全省設置約160處服務型收費站，收費站設置數(shù)量與道路網(wǎng)密度基本匹配，但由于經濟增長過快，部分國道主干線提前達到預測期末年交通量，收費站車道數(shù)已遠不能滿足通行需求。4 有效提高收費站通行能力的措施

傳統(tǒng)的解決方法是擴建收費站，增加收費車道數(shù)，單純的擴建工程成本過高，而且在突發(fā)情況下同樣不能滿足通行要求，在現(xiàn)有的收費設施條件下如何提高收費站通行能力需要根據(jù)實際情況分析，收費站改擴建常用措施如下。4.1擴建車道

收費站在不受地形條件過度約束的情況下，可采取在現(xiàn)有收費車道兩側增設新車道的方法，優(yōu)化現(xiàn)有的收費廣場線形，改善道路平交口（見圖2）。

圖2 4.2復式收費站

復試收費是指在高速公路收費站口通過增加收費設備，變原一車道一次一輛一收費，改為多輛車同時收費。目前復式收費分為移動式和固定式兩種。改造收費站采用一道多點的復式收費模式是目前一些高速公路采用的收費應急模式，提高車輛通行速度。

4.3改建自動發(fā)卡機

目前山東省主要高速均采用自動發(fā)卡機，每輛車的平均停留時間只需兩秒鐘，人工發(fā)卡所需時間是8秒左右，一輛車減少6秒左右的通行時間，在車輛通行高峰將會大大提高通行速度，同時也減少車輛等待時間，緩解站口車輛堵塞現(xiàn)象。4.4增加便攜式收費機

便攜式路橋收費機簡稱便攜機，是將工控主機、專用票據(jù)打印機、IC卡讀寫器等主要車道設備小型化后集成的單機設備。它能通過無線網(wǎng)絡或有線網(wǎng)絡接入到現(xiàn)有的聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)可移動式收費(或發(fā)卡)。便攜式收費機多用于突發(fā)情況下增加車道通行能力，固定車道和便攜機的靈活組合，最大限度的提高通行能力，快速解決車輛集中帶來的道路擁堵難題。

4.5 增設ETC系統(tǒng)

目前河北省主要道路收費站均設置有ETC車道，主要原理是將車輛信息寫入OBU，通過利用電子、計算機與DSRC通信技術，使駕駛員無需在收費站停車就能實現(xiàn)支付通行費的功能，減少停車次數(shù)，改善道路通行能力，它是道路收費技術的發(fā)展方向。5 結語

提高收費站通行能力的方法很多，但要綜合考慮現(xiàn)有收費站地形、人文、氣候等因素的影響。收費站擴建必然要增加新的建設成本，盲目的追求規(guī)模是不合理的，應以邊際效益為基本，使建設成本和通行能力的增加達到最優(yōu)。多方案組合，科學管理，提前預測是提高收費站通行能力的有效方法。參考文獻：

【1】王超 改善收費站通行能力的措施分析 南京 江蘇省公路學會優(yōu)秀論文集2009 【2】苗澤青 計重收費下收費站通行能力計算方法 河北 公路交通科技 2011 【3】張麗娟 淺議提高公路收費站通行能力的方法 青海 青海交通科技 2011

第二篇：收費站通行能力不足應急演練方案

**站通行能力不足應急演練方案

為進一步提高收費站處理收費廣場塞車應急處理能力，防止事故擴大，提高實戰(zhàn)水平，確保收費工作順利進行。**站特制定通行能力不足應急演練方案。

一、演練目的：

根據(jù)上級有關要求，結合目前我站車流逐漸增加的實際，組織本次車道保暢演練，本次演練要達到以下目的：

1、增強收費站應對突發(fā)事件的能力；

2、提高應對突發(fā)事件啟動應急預案的反應速度；

3、促進收費站為廣大司乘人員提供方便、快捷、文明服務的一次有力推動。

二、演練時間：2015月3月23日

三、演練地點：收費廣場

四、演練方式：現(xiàn)場實戰(zhàn)演練

五、演練組織：**收費站

六、參加演練人員：全站職工

七、演練準備階段 情景預設：

14：30分收費站出現(xiàn)車流增加，平均每條車道超過6臺，且車流呈上升趨勢。

人員分工：（1）備班收費班班組全部女同志負責協(xié)助當班收費班組開足車道。備班收費班組全部女同志一切服從當班收費班長的統(tǒng)一安排。

（2）備班監(jiān)控人員負責監(jiān)控正常工作，當班監(jiān)控人員負責事故的拍攝和抓拍工作。備班監(jiān)控員一切服從當班監(jiān)控員的統(tǒng)一安排。

（3）備班治超人員負責入口車輛的疏導指揮工作。（4）票證人員準備足夠的發(fā)卡、收費物品（包括零錢、票卡、表格和便攜式收費設備等）。維修員負責做好收費機電設備的維護、檢查工作，確保設備正常運作。

（5）稽查員和備班男同志負責查驗綠色通道車輛，使其快速通過車道。一切服從當班班長的統(tǒng)一安排。

（6）辦公室人員協(xié)助值班站長，做好應急處理工作。要求與注意

1、所有在站人員必須認真對待演練任務，積極配合演練計劃。下達命令后必須統(tǒng)一行動，任務人嚴練擅自離隊。

2、所有參加演練人員要注意自身安全，嚴禁嬉笑打鬧。

八、演練實施階段

1、收費站出現(xiàn)突發(fā)性車流高峰，廣場車輛堵塞嚴重時，收費班長迅速到達現(xiàn)場，合理安排和調動本班人員開展疏導交通、維持秩序工作，并迅速查明堵車原因，判斷和預測堵車可能持續(xù)的時間，據(jù)此進行相應的疏導，并向值班站長匯報，值班站長宣布立即啟動《收費站通行能力不足應急預案》。

2、車道全部開啟的情況下，塞車仍未有解決，由值班站長向監(jiān)控中心及上級領導匯報，經上級領導批準，組織人員使用便攜式收費設備，實行復式收費或人員流動收費，提高收費通行速度，快速疏通站場車流。

3、廣場車流堵塞時，要安排人員進行交通疏導和指揮，特別要保證免費車輛和綠通車輛快速通行。

4、使用便攜式收費設備，或人員進行流動收費時，值班站長要做好現(xiàn)場監(jiān)督工作，防止出現(xiàn)車輛沖卡、違規(guī)操作和作弊行為，并做好人員、現(xiàn)金、票卡的安全防范工作，確保路費“顆粒歸倉”。

5、收費站應根據(jù)車流的堵塞程度和持續(xù)時間，組織現(xiàn)場應急和后備人員待命，并安排好堵車期間的后勤保障工作，以應對可能發(fā)生的突發(fā)情況。

6、當遇非常緊急情況（如：在收費廣場大規(guī)模塞車情況下，有車輛起火燃燒、或運載危險品車輛發(fā)生泄漏、起火；或不可抗拒的自然災害危及人民生命財產安全、須立即疏散車輛和人員等非常緊急情況）時，經報管理處相關領導批準，采取緊急放行車輛方式（按司機提供入口收費放行、各類車不區(qū)分入口按某一標準收費放行、免費放行等）快速疏通車輛通過。

九、總結評估

通過此次演練，使**站應急預案的科學性和嚴密性得到了檢驗，有利于我們及時發(fā)現(xiàn)問題并提出合理應對措施，提高預案的實際應對能力，確保收費站安全暢通。

第三篇：收費站通行保障方案

青萊路?2010?28號

關于收費站通行保障的工作方案

處屬各單位、機關各科室：

為全面做好處屬各收費站通行保障工作，根據(jù)省局市局部署，結合我處工作實際，制訂以下工作方案。

一、重要意義和指導思想

收費站通行保障工作是收費工作創(chuàng)建“兩個文明”的重要內容。今年是十一五的最后一年，面臨十一五期間目標任務的全面完成，面臨全國公路大檢查，面臨我市統(tǒng)籌城鄉(xiāng)一體化發(fā)展，公路事業(yè)發(fā)展需要進一步加強通行費收費管理，提高工作效率，樹立萊蕪公路收費部門“依法收費、熱情服務”的良好形象。處屬各單位要積極行動起來，認真貫徹落實上級的決策部署，全面做好通行費保障工作，確保通行費收費工作的正常進行。

2務操作，票、款清點迅速、準確。外勤人員必須在亭外堅守工作崗位，注意觀察、引領、疏導車輛，遇有設施損壞、系統(tǒng)故障、阻車等情況要及時報告、快速處理。

（四）制定應急預案，提高快速反應能力。各收費站要對實施處置突發(fā)事件負責，按照層層管理、一級抓一級的方式，做好應急預案組織分工，進一步落實預防和應急措施，要針對施工封閉交通、特殊天氣、交通事故、危險品運輸、突發(fā)事件等不同情況，分別制定預案，并加強預案演練，提高快速反應能力。

（五）實施部門聯(lián)動，形成保暢合理。公路（收費站）保暢工作涉及眾多單位和部門，只有強化服務意識和大局意識，上下聯(lián)動、相互配合、統(tǒng)一步調，才能保證暢通無阻。各單位、各部門要緊緊圍繞保暢通中心目標，加強協(xié)調配合，并積極與當?shù)毓埠透咚俳痪３致?lián)系，一旦發(fā)生治安刑事案件、交通事故等異常情況，迅速、及時報案，確保安全、有序、暢通。

五、工作要求

一是高度重視，加強領導。保暢通工作是一項長期的艱巨的任務，是落實“三個服務”理念的具體體現(xiàn)。各收費站要成立以站長為組長的組織領導機構，加強領導，精心部署，周密安排，各站要提高認識，高度重視，切實把保暢工作作為事關全處形象的大事抓好抓實。

二是全面檢查，重在落實。各單位緊緊圍繞本職工作，重點解決當前保暢服務中最重要的問題，在此基礎上，按照“四化”管理要求和行業(yè)工作標準開展工作，不斷提高管理水平和工作效率，建立公路保暢工作的長效機制。管理處將不斷定期開展督查活動，并在全處通報各單位工作開展情況。

三是暢通信息，反應迅速。各單位要嚴格執(zhí)行領導帶班和值班制度，做好值班計劃，值班電話24小時人工值守，主要負責人保持手機24小時暢通。遇有突發(fā)事件，及時啟動預案程序，并按規(guī)定逐級上報。

二〇一〇年七月二日

主題詞：收費站

通行保障

方案 青萊高速公路萊蕪管理處辦公室 2010年7月2日印發(fā) 印8份

第四篇：談高速公路收費站改擴建設計的方案

龍源期刊網(wǎng) http://.cn

談高速公路收費站改擴建設計的方案

作者：劉輝

來源：《北方經貿》2012年第08期

摘要：由于交通量的迅速增長，一些高速公路收費站出現(xiàn)了嚴重的超負荷通行現(xiàn)象，其通行能力和服務水平無法滿足當前的交通需求，因此收費站的擴建加寬勢在必行。高速公路收費站改擴建的設計要建立在具體問題和具體條件的基礎上制定出最合理的改造方案，并且避免改擴建后的路段各部位出現(xiàn)較大的問題。討論的設計方案包括了收費站改擴建中的道路線形設計、路基設計和路面設計的要點和方法等。希望幫助設計者提高設計質量，使改擴建后的高速公路收費站能更好地為公眾服務提供便利。

關鍵詞：高速公路收費站；路基加寬；不均勻沉降；縱向裂縫

中圖分類號：F570.3 文獻標識碼：A

文章編號：1005-913X（2012）08-0023-01

近幾年來，多數(shù)高速公路交通量的迅速增長，一些高速公路收費站的通行能力嚴重超出負荷，車輛排隊繳費的現(xiàn)象也日趨嚴重。為了滿足當前交通需求和提升其通行能力和服務水平，為車輛通行提供便利，收費站亟需擴建加寬。以下對高速公路收費站改擴建設計的方案做出討論。

一、線形設計

道路的線形設計會在極大程度上影響一個收費站的通行能力和服務水平。平面設計以主線標準段路面邊緣線為設計線。縱斷面設計中的路面高程需要由原收費站的路面邊緣高程進行控制；主線收費站范圍內的縱坡設計，除了要測量原有老路的縱坡設計，還需要實際測量現(xiàn)有道路設計中心線處的路面高程，最終擬合確定出新的設計方案。橫斷面設計中路寬、車道數(shù)的設置以及收費站兩段漸變段采用的漸變率是設計重點。

二、路基設計

（一）路基加寬方案

路基加寬方案可分為路基單側加寬和路基雙側加寬兩種。在路基單側加寬中，二灰填筑方案有較明顯的優(yōu)勢，它是指：在路基面之下一米的區(qū)域內使用均勻混合的粉煤灰與熟石灰（0.9∶0.1）填筑，形成路堤。用二灰充當路堤的填充物有很好的效果：強度高、維持性好，并可以縮小新舊路基的剛度差；其自重荷載小，可以很好地縮小路堤因自重荷載出現(xiàn)的變形情況。

在路基雙側加寬方案中，粉煤灰填筑方案是眾多方案中的較有優(yōu)勢的一種。粉煤灰填筑方案的主要填料有天然砂礫，粉煤灰和二灰，再在這三種填料之間鋪設不透水土工布以起加筋路堤和隔離防滲作用。用粉煤灰和二灰作為路堤的填充物，既可以縮小新路堤重量還可以提高新路堤的質量，并可縮小路基因車輛壓力作用而產生的變形。從實際工程效果來看，這種填筑方案可以很有效地縮小新舊路基間強度的差距。

（二）新老路基銜接

新舊路基銜接處的處治有著極為重要的作用，只有新舊路基之間能夠緊密連接，保持整體的形狀，改擴建工程才算成功。

1.壓實地基前必須除去不適合土層，壓實度達到85%以上的（路基下地表面三十厘米以內）；當路基填土層低于八十厘米，壓實度應達到95%以上。舊路路肩較差、不適合進行工程的，應將路肩重新翻碾，達到標準再進行施工。

2.必須清除路基填料中不適合的次料，如碎石、土塊等。其強度弱，性質不穩(wěn)定，會破壞工程質量。必須換填合格的路基填料，并確保壓實。

3.必須清除其他已拆建筑遺留下來的地基，保證其頂面必須低于路面一點五米以上。否則會導致道路使用時出現(xiàn)路面開裂現(xiàn)象。

4.針對加強地基的整體承載力做特殊處理，目的是盡力縮小新老路基發(fā)生不均勻沉降的高度差，防止路面破壞。具體可以采用超壓的方法，包括堆載預壓處理地基和強夯等方法進行增強補壓。

三、路面設計

（一）挖除水泥混凝土路面

首先將用人工撒灰線把要挖除的舊路面范圍標示出，然后進行挖除施工。舊路中心的大面積混凝土塊采用破碎機破碎，破碎機破碎的路段邊緣應超出舊路保留部分50厘米左右；小面積混凝土塊或邊緣處需要用風鎬等小型機械進行破碎，或人工破除，必須確保舊路的保留部分沒有受到損傷。當用破碎機破碎舊路面后，應立即挖除破碎的混凝土塊并進行創(chuàng)面的清理。

（二）路面結構設計

主線收費站范圍內的路面改建設計，根據(jù)不同的路面情況需要采用與之相應的路面結構：

1.主線收費站漸變段。拓展加寬部分采用水泥混凝土-瀝青混凝土的復合路面，對老路的水泥混凝土路面進行病害處治后，再在上面直接加鋪瀝青混凝土層，將新老路面拼接起來。新拓展部分也可結合老路路面，且便于施工。

2.收費通道。由于車輛在經過收費通道時要經過減速、剎車、起步、加速等一系列過程，相對起其他路面，收費通道路面的承受能力收到更大的考驗。

3.收費廣場拓寬部分。拓寬部分的水泥混凝土板塊一般尺寸較大，由此也容易發(fā)生新老路基和路面基層不均勻沉降的情況，所以，此部分的路面結構采用強度較大的鋼筋混凝土面板。

（三）路面的銜接

新老路面銜接處經常出現(xiàn)的問題是產生縱向裂縫。縱向裂縫會對拼接路面的質量產生不同程度的影響，嚴重的甚至會危害到行駛車輛的安全。因此，新老路面銜接處的處理是改擴建工程設計中的重點和難點之一。如下措施可控制縱向裂縫。

1.挖除老路面邊緣50厘米范圍內的面層和水泥，它們通常已經呈現(xiàn)出疏松狀態(tài)，將這些疏松的部分在新路面施工時一起進行回填壓實，已達到提高路面整體性的作用。

2.在新老路面銜接處的水泥碎石頂面上加鋪2米寬的鋼筋網(wǎng)片，其橫向、縱向間距均為10厘米，這樣能大大提高路面結構的穩(wěn)定性。

3.將土工格柵和土工布設置在新路的基底面以上部分。先將土工布鋪設兩層設置在砂墊層上，起到反濾作用以及使大面積受力均勻。然后將一層土工格柵置于土工布之上距離二十厘米到五十厘米的位置，并且至少伸入舊路基的邊坡不少于一米。這種加用土工布和高強度土工格柵處治法，可以有效增強新舊路基結合處的剛度和強度，改善改造后路基的整體承受力，保護新舊路基結合處的路面不易受到荷載的破壞。

此外，新舊路基結合處必須注重考慮隔離防滲措施，防止雨水或異物滲進新老路基結合處，造成破壞。在新老路基結合處鋪上不透水土工布，可以加筋路堤和隔離防滲。不透水土工布可穩(wěn)定新舊路基，縮小路基的不均勻沉降；其隔離防滲作用，可防止雨水和異料的滲入對產生路基的破壞。

四、總結

由于各大高速公路的交通壓力加重，高速公路收費站也面臨著新的交通荷載，所以改擴建高速公路收費站勢在必行，更需要一個合適的設計施工方案。本文討論了道路線形設計中的平面設計、縱斷面設計和橫斷面設計，路基設計和路面設計的方案以及相應的施工注意要點等方面。但是實際的改造方案極大程度上要求具體問題具體分析，不同收費站都有最適合其的設計。實地考察高速公路收費站的多方面情況，能避免改擴建后的路段出現(xiàn)較大的問題，尤其是新老路面銜接處。所以，收費站改擴建工程設計不僅需要設計者的高水平的土建專業(yè)知識，也需要在設計過程中反復的實踐，根據(jù)實際情況不斷對設計進行完善和修正，提高設計質量，使改擴建后的高速公路收費站能更好地為公眾服務，提供便利。

參考文獻：

[1] 李開正.縱斷面擬合設計在高速公路加鋪改造工程中的應用[J].交通科技，2009（3）.[2] 潘國強.高速公路改擴建工程中路基加寬方式及其特點綜述[J].公路工程，2007（5）.

第五篇：提高公路收費站通行能力的方法探討

提高公路收費站通行能力的方法探討

陳得道孫廣遠

（鐵道第一勘察設計院公路與城市道路設計研究院730000）

[摘要]收費站是用來對通過車輛收取通行費的設施，然而對曾建成的收費站，隨著交通量的增長，已不能滿足目前的收費現(xiàn)狀，為此結合串列式收費方式，對如何提高公路收費站通行能力的方法進行探討。

[關鍵詞]公路收費站；通行能力；串列式收費

Research into Way of Improvement for Passing Power of the Toll Station

Chen DedaoSun Guangyuan

（Design Research Institute For Highways And Urban roads of The First Survey And Design

Institute Of Railways730000China）

[Abstract] The toll station is used to toll passing vehicles.However the built station can’t content with the toll reality with the growth of traffic estimation.So combining tandem tolling mode , we discuss how to improve passing power of the toll station.[Key words] Toll Road Station； Power passing； tandem tolling mode1、概述

在一些建成的公路收費站，隨著交通量的不斷增長，服務時間與服務水平已愈來愈不能滿足要求，而傳統(tǒng)的方法是擴建收費站、增加收費車道數(shù)量，即橫向拓寬收費廣場。然而這樣做存在著一些問題，其中包括征用土地、拆遷、施工工期、交通干擾等，而工程費用則可能是最重要的問題。在一些收費站特別是城市的收費站，這種擴建方案基本上是行不通的。另外，計算表明，收費廣場的占地面積和車道數(shù)平方成正比，擴建將大大增加占地面積。因而，在現(xiàn)有收費廣場的情況下，如何提高收費廣場的通行能力是很重要的問題。現(xiàn)探討串列式收費方式對提高公路收費站通行能力的方法。

2、串列式收費方式

一個簡單、經濟、實用的做法是采用串列式收費亭(TTB)的配置形式，TTB就是在一條收費車道上設置兩個或多個收費亭，同時為兩輛或多輛車服務，從而提高收費車道的通行能力。

2.1單一收費亭

普通的收費廣場每車道只設一個收費亭，如圖1所示，服務位置SP是指車輛檢測、發(fā)卡或驗卡位置，等待位置WP是指車道上位于正在接受服務車輛的下

一輛車的位置。

以SP開始將車輛編號，設1號車離開SP時，1號車與0號車之間的車頭時距為：

H=H0+S

式中：H——0號車離開SP時的車頭時距；

S——1號車的服務時間。

2號車1號車0號車

→

WP2WP1SP（收費亭處）

圖1收費廣場單一收費亭示意圖

一般情況下

H0=R+M

式中：R——反應時間，是指0號車離開SP和1號車開始進入SP所經歷的時間；

M——推進時間，是指車輛在等待位置進入服務位置所需要的時間。如果對于每一輛車來說，車頭時距是隨機變化的話，那么其數(shù)學期望值為

EXP（H）=EXP（H0）+EXP（S）

=EXP（R）+EXP（M）+EXP（S）

每輛車是按車頭時距列隊行進的，故每個收費車道的通過能力Ca為EXP（H）的倒數(shù)

Ca=1EXP（H）

2.2 TTB：鄰近服務的情況

一般的TTB有兩個SP（SP1在前，SP2在后），二者之間無等待空間，如圖2所示。跟隨在后的兩輛車的WP也分別標以WP1、WP2，等待在WPl的車輛在SPl處服務，等候在WP2的車輛在SP2處服務，今以SP2開始將車輛編上號。

2號車1號車0號車

→

WP2WP1SP2（收費亭2處）SP1（收費亭1處）

圖2收費廣場收費車道TTB鄰近服務示意圖

圖2中，設0號車離開SP2的瞬間到1號車離開SP1的瞬間之間經過的時間為T’1，則有

T’1=R’1+M’1+S’

1式中R’

1、M’

1、S’1分別是1號車的反應時間、推進時間和服務時間。同理，0號車離開SP2的瞬間到2號車離開SP2的瞬間之間經過的時間T’2為

T’2=R’1+（R’2+M’2+S’2）

式中R’1是2號車附加的反應時間，因為1號車未進入SP2以前，2號車不能進人SP2。

由于SPl和SP2之間僅有一輛車的間隙，故2號車的駕駛員在看到1號車離開SP1之前是不會離開SP2的，因此從0號車離開SP2所經過的周期時間H’必須為

H’> T’1+ R’

2事實上，2號車將在SPl和SP2都過后才會離開SP的位置，故0號車和2號車之間的周期時間H’應由下式決定：

H’= max（T’2，T’1+ R’2）

= max[R’1+（R’2+M’2+S’2），R’2+（R’1+M’1+S’1）]一般情況下，可以認為R’

1、R’2等于單一收費亭情況的反應時間R1、R2，S’

1、S’2等于單一收費亭情況下的服務時間S1、S2。但單一收費亭情況下的推進時間要小于TTB時間的M’值，即

M’=M+△M

式中△M是車輛駛過兩個SP之間距離需要的附加時間。若假設反應時間和△M不隨車輛有較大的變化，那么，可以求得簡化的周期方程為

H’≈R+△M+ max（H1，H2）

式中H1、H2就是在單一收費亭情況下觀測到的車頭時距。

鄰近服務情況下，TTB的通過能力C’a為

C’a=2 EXP（H'）

與單一收費亭相比，TTB通過能力增加的百分數(shù)為

△Ca（%）=100×{2/EXP（H')－1} 1/EXP(H)

=100×{2EXP（H）?1} R??M?EXP[max（H1，H2）]

從上式可以看出，如果TTB的周期時間小于普通收費亭車頭時距的2倍，那么采用TTB方式可以提高通行能力。同時，由于R和M值比S值小，故通過能力的增加是顯著的，如果車頭時距是個常數(shù)，那么Ca的增加最顯著。

2.3 TTB：成批服務的情況

如果在TTB情況下，采取成批服務的方法，那么通過能力還可提高。所謂成批服務是指每一個收費亭每次對幾輛車同時進行服務，而不是每次一輛。這種方案的優(yōu)點是服務時間中隨機變化成分減輕，空閑時間減少。

如果設每一個收費亭每次處理n輛車，那么在SP2后可跟隨2n輛車。前面的n輛車在SPl處服務，后面的n輛車在SP2處服務。為了保證在SP2處服務不被在SP1處服務的車輛中斷，兩個收費亭之間的空間距離要稍大于n輛車的位置長度。事實上，只要位置數(shù)m值滿足下列關系式，則一般不會出現(xiàn)中斷現(xiàn)象：

m≥n+[2σH／EXP（H）]（n-1）1/

2式中：σH ──H的標準偏差。

一般情況下

2σH／EXP（H）→

1對應于不同n的m值為

m=INT[n+（n-1）1/2]

m值取得太大，導致不必要的收費亭之間的空間距離。

0號車離開收費亭到2n輛車離開收費亭所經過的時間H’’可由下式來決定：

H’’=n（R+△m）+ max（?Hi,?Hi）

i?1i?n?1n2n

通行能力

C’’a=2n/EXP（H’’）

n如果用H1n和H2表示兩組n個獨立車頭時距的平均值，那么上式可簡化為

nEXP（H’’）=nEXP[R+△M+max（H1n，H2）]

n若兩個收費亭的業(yè)務水平相近，則H1n和H2具有相同的期望值EXP（H）和

n標準偏差σH／n1/2，只要n>2，H1n和H2具有相似的正態(tài)分布。在這些條件下，最大值的期望值為

nEXP[max（H1n，H2）]≈EXP（H）+0.4σH／n1/2

此時C’’a=2n/EXP（H’’）可改寫成C’’a=2[EXP（R）+EXP（△M）+ EXP（H）+0.4σH／n1/2]-1

當n=1時，C’’a →C’a。

2.4通行能力的比較

設EXP（R）+EXP（△M）=2s，EXP（R）=5s，σH=2.5s，則單一收費亭的通行能力Ca=0.2輛／s（即720輛／h）；鄰近服務的TTB（n=1），C’a=0.250輛／（即s900輛／h），車道通行能力提高25％；成批服務的TTB（n=4），C’’a=0.267（0.267輛／s（即960輛/ h），增加車道通行能力33％；n=16，C’’a≈0.276輛／s（即1000輛/ h）；n→∞，C’’a≈0.286輛／s（即1028輛/ h）。

由此可見，采用TTB方案后，在同等條件下，其通過能力要比單一收費亭大25％以上，最大不超過43％。

3、結束語

總之，由上文分析可知，采用收費口串列式收費確實是一種行之有效的提高收費站服務效率的方法。事實上根據(jù)前文論述不難發(fā)現(xiàn)，如果在一條收費車道上多設幾個收費口，會相應地提高收費口的通行能力，但這樣會增加收費系統(tǒng)的建設成本，與兩個收費口相比，其效益費用比反而下降了，而且采用串列式收費要求前后車輛行動一致，收費口多了，難以做到這一點。

參考文獻：

[1] 劉偉銘王哲人鄭西濤高速公路收費系統(tǒng)理論與方法人民交通出版社.2000.4

[2] 高速公路叢書編委會高速公路交通工程及沿線設施人民交通出版社.1999

[3] 當代科技重要著作·交通領域道路通行能力手冊美國交通研究委員會專題報告209號中國建筑工業(yè)出版社.1991.6

作者簡介：陳得道（1964 —），男，甘肅蘭州人，鐵道第一勘察設計院公路與城市道路設計研究院工程師孫廣遠（1971 —），男，甘肅武威人，鐵道第一勘察設計院公路與城市道路設計研究院工程師