空间紧凑型多层公路收费站制造技术

一种多层公路收费站，在单个行车方向上包含有3-5层收费区，其中包括一个“D”形收费区域(12、22)，其余为“双S”形收费区域(11、13、21、23)；不同层的收费区域之间以“S”形的栅栏隔离，每个收费区域都具有一个独立的入口通道(130)和一个独立的出口通道(230)。每个收费区域包含3-10个并列的收费通道，而位于“双S”形收费区域(11、13、21、23)的收费通道沿着收费区域边界的倾斜方向依次错位设置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空间紧凑型多层公路收费站
本专利技术涉及多层式公路收费站的设计。特别地，本专利技术涉及多层式公路收费站各层收费通道的布局优化。通过调整双S形收费区域内收费通道的位置布局，可以显著减少双S形收费区域所需占地面积。
技术介绍
传统常见的公路收费站一般都设计成与公路走向基本垂直的、一字排列面向车辆的多个收费通道。每个收费通道只有一个收费窗口。收费站的通行能力通常由下列几个因素决定：各个收费窗口的收费效率、收费通道和收费窗口的数量，以及各个收费通道之间的干扰因素。ETC(ElectronicTollCollection，不停车收费)系统的采用可以显著提高单个收费窗口的收费速度。要增加收费通道和收费窗口的数量，对于传统的收费站设计方法，只有增加收费站的占地宽度；另一种增加收费窗口的方法是利用复式或者多层式收费口布局。现有技术1一件欧洲专利申请，EP0282892A3，披露了一种复合式收费通道。这种结构，通过前后并行的多个收费口，期望增加一条收费通道的处理能力。然而，一条具有复合收费口的收费通道的处理能力并不是简单地随着收费口的增加而同比例地增加。实际上，最慢的那个收费口会拖后腿。图1显示了单收费口收费通道C1与复式收费口收费通道C2之间的对比情况。其中，C2的长度比C1的长度多出一段距离dx，也就意味着车辆通过C2比C1要多走这一段距离。图2显示了大量车辆分别通过图1中收费通道C1和C2所用时间的分布曲线。这里，通过C1的车辆表示为Vn，其中n＝1，2，3…；相应地，Vn后面紧随的车以Vn+1表示。对于复式收费通道C2，通过C2的车辆可以划分为一对一对的车组：(V1，V2)，(V3，V4)，(V5，V6)…相应地，每一车组可以表述为(V2n-1，V2n)，其中n＝1，2，3…图2中各个标记的含义如下这里，慢车是指一个车组中相对较慢的那一辆车；快车则是相对较快的另一辆车。值得注意的是，收费通道C2的处理能力是由那些相对较慢的车决定的，也就是取决于Ts这个时间因子。图2中存在下列关系：T0＜Tf＜Tx＜TsT0＝Tx-tx时间因子Ts的拖累有可能抵消并行机制所带来的积极效果；因此，通过采取复式收费通道的方法并不能显著提高，至少不能如预期地、成倍数地提高收费通道的效率。现有技术2专利文件CN101492903A公开了另一种复合型收费通道。其中，车辆通过输出道和复合道时，其收费口的效率并没有任何实质性提高；相反，由于出口拥挤不堪，很有可能导致这两个收费通道的效率下降；进入主车道的车辆则面对多个复合收费口的分流，得以受益于并行机制带来的效率提升。然而，由于车辆在进入复合收费口前全部单线排队等候在主车道上，各个复式收费口存在明显的机会不平等：离主车道入口越远的收费口，越有可能存在空等的情况发生。很显然，采用复式收费方式必须要考虑车辆进出这些收费口前后是否存在干扰情况。现有技术3图3所示的一种双层收费站克服了上述技术方案的缺陷。在同一行车方向有两个收费通道组，一前一后位于相互隔离的两个收费区域。这两个收费区各有一个独立的入口通道和一个独立的出口通道；两个入口通道彼此并行，没有竞争冲突；两个出口通道也彼此并行，没有竞争冲突。这两个收费区之间的隔离带为S形曲线。其中一个收费区的形状为接近大写字母“D”的“弓”形，另一个收费区由两条近似平行的“S”形曲线围成，在本专利技术中，称之为“双S”形区域。
技术实现思路
首先需要澄清收费区域所需的面积大小应考虑的基本因素。收费区域的面积大小需要考虑到每条收费通道所必需的基本长度L：需要确保预留有车辆进入收费通道前的等待空间和驶离收费通道后的安全空间。对于一组收费通道并列排布的情形，收费区域必须可以容纳一个以单个收费通道的基本长度L为一边，以收费组的宽度为另一边的，两侧弧形收窄的近似矩形，称之为基本区域A：只有这个基本长度L得到保障，才能确保车辆在进入和驶离某个收费通道的时候原则上不受进入和驶离其他收费通道的车辆的影响。图3中，多层式收费站的占地面积由两个“弓”形收费区域、两个“双S”形收费区域，以及相应的快速入口通道和出口通道所占面积组成。由于要满足基本区域A的需求，必然要求整个收费站的场地长度和收费站的层数相适应。为了合理地缩小收费区域的面积，本专利技术做出如下改进。“双S”形收费区域内的收费组依照“S”形边界的倾斜方向，依次错位排列。这种错位使得各个收费通道口与收费站的中轴线的垂直线形成一个角度为的倾斜。经过上述改进后的多层公路收费站，在单个行车方向上包含有3至5层收费区，其中包括一个“弓”形收费区域，其余为“双S”形收费区域；不同层的收费区域之间以“S”形的栅栏分隔，每个收费区域包含3至10个并列排布的收费通道，每个收费区域都连接至一个独立的快速入口通道和一个独立的快速出口通道；位于“双S”形收费区域内的各个收费通道依照收费区边界的倾斜方向依次错位排布。为了兼顾收费通道前的等待区域的空间需求，以及车辆转弯的难易程度等多个因素，这个角度的优选范围为其中最优方案为30°。需要说明的是，收费站的层数选择为3至5层，是基于实际常规需求所优化的选择。因为每个收费区域出入口都要有独立的快速通道，层数太多，反而会消耗太多宝贵的场地宽度。另外，每个收费区域布置3至10个收费通道，也是综合考虑了各个收费口的总体处理能力与快速入口通道和出口通道的通行能力的匹配。当采用ETC等快速收费手段时，收费口的数量可以选择3-4个。对于“弓”形收费区域，采用上述倾斜措施并不能明显减少该收费区域的面积需求。但是可以增大收费通道前等待区域的面积，依然具有积极意义。图4显示了一个常规收费组所需的基本区域A，其基本长度为L；经过错位排列后，变成了图5的形状，基本区域A变形为A’。从图6和图7的对比，可以清楚地看到这种错位排列所带来的有益效果。图6中的双S形收费区域必须包含一个基本区域A；而图7中的双S形收费区域需要包含的是经过错位变化后的基本区域A’；因此，图7的双S形区域可以用更少的面积，其中Ax显示的部分就是相对于图6所减少的部分。图8进一步显示了这个错位角度与收费站的中轴线的垂直线之间的关系。本专利技术同时要求保护一种在多层公路收费站中建立临时快速通道的方法，所述方法用于在某个快速入口通道或快速出口通道因意外事故发生阻断时迅速建立一个临时通道；所述方法包括下列步骤：a)判断发生事故的快速通道是紧邻另一个收费区域，还是另一条快速通道；b)如果是紧邻另一条快速通道的情形，则将分隔这两条快速通道的中间栅栏移到所述另一条快速通道的另一边，同时将所述另一条快速通道的另一侧的通道变为其临时通道；如果所述另一侧的通道仍然是一条快速通道，则重复步骤b)；c)如果是紧邻另一个收费区域的情形，则将该收费区域中紧邻的边界收费通道改为临时快速通道，该收费区域的边界栅栏则相应地回缩调整。附图简要说明图1显示了单收费口收费通道C1与复式收费口收费通道C2之间的对比情况。图2显示了大量车辆分别通过图1中收费通道C1和C2所用时间的分布曲线。图3显示的是一种两层收费站的结构。图4一组常规收费通道所需要的基本区域A，其基本长度为L。图5显示的是收费通道经过错位变化后，基本区域的相应变化：从图4的A变为A’；基本长度不变。图6显示了“弓”形收费区域和“双S”形收本文档来自技高网...

【技术保护点】
PCT国内申请，权利要求书已公开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.12 CN PCT/CN2012/0864691.一种多层公路收费站，在单个行车方向上包含有3至5层收费区，其中包括一个“弓”形收费区域，其余为“双S”形收费区域，不同层的收费区域之间以“S”形的栅栏分隔，每个收费区域包含3至10个并列排布的收费通道，每个收费区域都连接至一个独立的快速入口通道和一个独立的快速出口通道，其特征在于，位于“双S”形收费区域内的各个收费通道依照收费区边界的倾斜方向依次错位排布。2.根据权利要求1所述的多层公路收费站，其特征在于，所述位于“双S”形收费区域内的各个收费通道因所述的错位排布而形成的斜线与收费站的中轴线的垂直线形成一个夹角φ。3.根据权利要求2所述的多层公路收费站，其特征在于，所述的夹角φ的取值范围为：10°＜φ＜45°。4.根据权利要求3所述的多层公路收费站，其特征在于，所述的夹角φ的取值为：φ＝30°。5.根据权利要求1至4之一所述的多层公路收费站，其特征在于，每个所述“双S”形收费区域中与某个快速入口通道或某个快速出口通道紧邻的那个边界收费通道是加宽的。6.根据权利要求1至4之一所述的多层公路收费站，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许军，解洪兴，许显斌，
申请(专利权)人：南宁马许科技有限公司，许军，
类型：发明
国别省市：广西;45