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高速路网不停车收费车道优化布设方法
| 题名： | 高速路网不停车收费车道优化布设方法 |
| 正文语种： | 中文 |
| 作者： | 刘成龙;陶莎;赵聪;暨育雄;杜豫川 |
| 作者单位： | 同济大学 |
| 关键词： | 交通工程;车道布设;双层规划;不停车收费;排队论;用户均衡 |
| 摘要： | 合理设置高速公路收费站ETC(Electronic Toll Collection)车道数量，对高速公路通行效率至关重要。针对目前路网中ETC与MTC(ManualTollCollection)车辆混行的情况，考虑ETC的普及率，结合多用户路网均衡模型和排队论方法，建立基于双层规划模型的高速路网ETC车道优化布设方法。上层模型以车辆总通行时间最小为目标，优化设置进出收费站的ETC车道数量；下层模型为多用户路网均衡模型，反映ETC和MTC车辆的路径和收费车道选择行为。下层模型通过设计收费站的等价拓扑结构，表征收费站的车道使用规则及车辆的收费车道选择行为，并采用排队论方法估计ETC和MTC车道的收费排队时间。根据模型的特点设计了基于主动集的启发式算法，利用参数二进制与拉格朗日函数法确定迭代下降方向，解决了下降方向与步长难以计算的问题；通过内嵌优化函数的方式，保证在主动集转化过程中上层约束均不会失效，且避免了迭代过程中的模型解退化问题。基于上海市绕城高速进行实证分析，结果表明：随着ETC普及率的提升，收费排队时长按照负指数趋势下降；与按比例布设ETC车道的方法相比，所提方法最高可降低57.4%的收费排队时间，且该方法可以避免ETC车道布设过多对于MTC车道通行能力挤压造成的负面效果。研究成果可以有效指导高速路网ETC车道的布设，提高路网通行效率。 |
| 期刊名称： | 中国公路学报 |
| 出版年： | 2022 |
| 期： | 05 |
| 页码： | 179-188 |
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