一种双Y式往复收费车道控制系统及设置方法技术方案

本发明专利技术涉及一种双Y式往复收费车道控制系统及设置方法，属于交通工程领域。该控制系统根据收费车道几何布局，给出具体的双Y式往复收费车道设置方法；通过确定收费站ETC自由流缴费失败的异常车辆的两种处置方法，来确定选择两种异常车辆处置方法的判别依据。本发明专利技术通过对收费站收费车道几何布局的优化改进，从而解决高速公路主线收费站ETC自由流收费系统异常车辆的二次识别缴费问题，在保证交通安全的前提下，提升收费站整体通行能力，降低人力成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种双Y式往复收费车道控制系统及设置方法


[0001]本专利技术属于交通工程领域，涉及一种双Y式往复收费车道控制系统及设置方法。

技术介绍

[0002]当收费站服务水平不能满足交通需求时，广场内将会形成交通拥堵和排长队现象，进一步促使驾驶员采取变更或抢占收费车道等不安全交通行为，加剧交通拥堵。随着机动车保有量不断增加，一些早期建设的高速公路主线收费站已经不能满足交通需求，交通拥堵频繁发生，而受用地条件的限制，采取车道扩建等物理扩容方式不易，为此相关部门探讨了车道管控、可变限速控制、设备升级改造、精细化管理等灵活性较高的智慧扩容方式，并逐步推广应用。
[0003]近年来，为提升ETC的通行效率，突破现有收费站通行瓶颈，探索并推广了一种高速公路主线收费站ETC自由流收费模式，在广州机场高速三元里收费站实地应用发现，能够将车道通行耗时由4s降低到1.6s，通行能力提升了25％，收费站通行效率得到大大提升。ETC自由流收费是将传统收费站ETC收费+验证环节进行剥离，把ETC收费设备移动到收费站前一定距离，ETC收费提前到主线完成，原有收费站处只进行收费验证和缴费失败的异常车辆二次识别缴费，在不扩建收费车道的前提下，达到以空间换时间的目的，提升收费站整体通行能力。
[0004]但因存在蓄意逃费、ETC自由流扣费失败、未装OBU设备车辆违规驶入ETC车道等异常情况，需针对ETC自由流收费区单独设置一个异常车辆二次识别缴费的人工收费车道，且此人工收费车道必须与ETC自由流收费同时使用，在异常车辆较少时，会造成人力资源和通行资源浪费，甚至可能反而导致收费站通行能力下降。综上分析可知，现有技术缺乏针对收费站ETC自由流缴费失败的异常车辆处置方法。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种双Y式往复收费车道控制系统及设置方法，通过对收费站收费车道几何布局的优化改进，从而解决高速公路主线收费站ETC自由流收费系统异常车辆的二次识别缴费问题，在保证交通安全的前提下，提升收费站整体通行能力，降低人力成本。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种双Y式往复收费车道控制系统，包括置于右侧的收费站出口混合车道，置于左侧的ETC自由流收费车道；该系统还包括：在最靠近中央分隔带收费岛的第一出口车道在原有ETC自由流收费装置的基础上，增设一套人工收费装置；具体包括：在中央分隔带收费岛靠近出口一侧设置第一收费亭，供第一出口车道人工收费使用；在中央分隔带收费岛尾端设置第五栏杆；
[0008]在最靠近中央分隔带收费岛的第一入口车道安装一套人工收费装置和一套人工发卡装置；具体包括：在中央分隔带收费岛靠近入口一侧设置第二收费亭供第一入口车道
人工发卡和人工收费使用，在第一入口收费岛首端设置第三栏杆，在第一入口收费岛尾端设置第四栏杆；将中央分隔带收费岛前后的中央分隔带开口，并设置第一栏杆和第二栏杆。
[0009]进一步，该系统用于处置收费站ETC自由流缴费失败的异常车辆，包括两种异常车辆处置方法：第一种处置办法是第一收费亭不启用，第一出口车道为ETC自由流收费模式；第二种处置办法是第一栏杆和第二栏杆始终保持落下。
[0010]进一步，第一种异常车辆的处置方法具体包括以下步骤：
[0011]S101：广播通知异常车辆在第一栏杆等待或者工作人员将异常车辆引导到第一栏杆，此时第一栏杆和第二栏杆保持落下；
[0012]S102：第三栏杆落下，第二收费亭中的工作人员对第一入口车道中上高速车辆进行发卡，第四栏杆抬起，放行已发卡车辆，第四栏杆落下，此时第一入口车道初始化；
[0013]S103：第二收费亭转换为人工收费模式，第一栏杆抬起，下高速的异常车辆驶入第一入口车道，经第二收费亭的工作人员完成人工收费后，第二栏杆抬起，放行异常车辆，此时第三栏杆和第四栏杆始终保持落下；
[0014]S104：当所有异常车辆处置完成后，第一栏杆和第二栏杆皆落下，第一入口车道初始化，第二收费亭转换为人工发卡模式。
[0015]进一步，第二种异常车辆的处置方法具体包括以下步骤：
[0016]S111：启用第一收费亭，将第一出口车道由ETC自由流收费模式转换为人工收费模式；
[0017]S112：异常车辆行驶至第一出口车道，经人工收费后，第五栏杆抬起，放行异常车辆。
[0018]进一步，确定选择两种异常车辆处置方法的判别依据包括：
[0019]判别依据一：若停留在第一栏杆的异常车辆数超过所能容纳的车辆数，会影响正常扣费车辆使用第一出口车道时，应选择第二种异常车辆处置方法；
[0020]判别依据二：若选择第一种异常车辆处置方法会对第一入口车道上高速的车辆造成干扰时，应选择第二种异常车辆处置方法。
[0021]进一步，判别依据二的具体计算方法为：
[0022]选择第一入口车道的交通需求为：
[0023][0024]式中，q
s1
为上高速车辆选择第一入口车道的交通需求，辆/h；q
s
为上高速车辆交通需求，辆/h；γ
sr
为选择人工发卡的用户比例；N
sr
为正在使用的人工发卡车道数；
[0025]当出现异常车辆时，第二收费亭由人工发卡模式转换为人工收费模式，处理完一辆异常车辆后，再转换为人工发卡模式所需的时间为：
[0026]τ＝max{t4+t1,t
sx
}+τ
x
+max{t2+t3,t
xs
}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0027]式中，τ为第一入口车道处理一辆异常车辆所需最小时间，s；t4为上高速车辆从接受完发卡服务到驶出第四栏杆所需的时间；t1为下高速的异常车辆从第一栏杆到第二收费亭所需的时间，s；t
sx
为第二收费亭设备由人工发卡模式转换为人工收费模式所需的时间，s；τ
x
为异常车辆接受第二收费亭收费服务的平均服务时间，s；t2为下高速的异常车辆从接受完收费服务到驶出第二栏杆所需的时间，s；t3为上高速车辆从第三栏杆到达第二收费亭
所需的时间，s；t
xs
为第二收费亭设备由人工收费模式转换为人工发卡模式所需的时间，s；
[0028]在不影响第一入口车道供上高速车辆使用的前提下，能够处理的异常车辆数为：
[0029][0030]式中，q
′
xE,max
为第一入口车道能够处理的异常车辆数，辆/h；λ为上高速车辆选择第一入口车道的平均到达率，辆/s；n为第一栏杆处等待处理的异常车辆数，辆；
[0031]而收费站ETC自由流缴费失败的异常车辆数为：
[0032]q
′
xE
＝q
x
γ
xE
δ
E
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0033本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双Y式往复收费车道控制系统，包括置于右侧的收费站出口混合车道，置于左侧的ETC自由流收费车道；其特征在于，该系统还包括：在最靠近中央分隔带收费岛的第一出口车道在原有ETC自由流收费装置的基础上，增设一套人工收费装置；具体包括：在中央分隔带收费岛靠近出口一侧设置第一收费亭，供第一出口车道人工收费使用；在中央分隔带收费岛尾端设置第五栏杆；在最靠近中央分隔带收费岛的第一入口车道安装一套人工收费装置和一套人工发卡装置；具体包括：在中央分隔带收费岛靠近入口一侧设置第二收费亭供第一入口车道人工发卡和人工收费使用，在第一入口收费岛首端设置第三栏杆，在第一入口收费岛尾端设置第四栏杆；将中央分隔带收费岛前后的中央分隔带开口，并设置第一栏杆和第二栏杆。2.根据权利要求1所述的双Y式往复收费车道控制系统，其特征在于，该系统用于处置收费站ETC自由流缴费失败的异常车辆，包括两种异常车辆处置方法：第一种处置办法是第一收费亭不启用，第一出口车道为ETC自由流收费模式；第二种处置办法是第一栏杆和第二栏杆始终保持落下。3.根据权利要求2所述的双Y式往复收费车道控制系统，其特征在于，第一种异常车辆的处置方法具体包括以下步骤：S101：广播通知异常车辆在第一栏杆等待或者工作人员将异常车辆引导到第一栏杆，此时第一栏杆和第二栏杆保持落下；S102：第三栏杆落下，第二收费亭中的工作人员对第一入口车道中上高速车辆进行发卡，第四栏杆抬起，放行已发卡车辆，第四栏杆落下，此时第一入口车道初始化；S103：第二收费亭转换为人工收费模式，第一栏杆抬起，下高速的异常车辆驶入第一入口车道，经第二收费亭的工作人员完成人工收费后，第二栏杆抬起，放行异常车辆，此时第三栏杆和第四栏杆始终保持落下；S104：当所有异常车辆处置完成后，第一栏杆和第二栏杆皆落下，第一入口车道初始化，第二收费亭转换为人工发卡模式。4.根据权利要求2所述的双Y式往复收费车道控制系统，其特征在于，第二种异常车辆的处置方法具体包括以下步骤：S111：启用第一收费亭，将第一出口车道由ETC自由流收费模式转换为人工收费模式；S112：异常车辆行驶至第一出口车道，经人工收费后，第五栏杆抬起，放行异常车辆。5.根据权利要求2所述的双Y式往复收费车道控制系统，其特征在于，确定选择两种异常车辆处置方法的判别依据包括：判别依据一：若停留在第一栏杆的异常车辆数超过所能容纳的车辆数，会影响正常扣费车辆使用第一出口车道时，应选择第二种异常车辆处置方法；判别依据二：若选择第一种异常车辆处置方法会对第一入口车道上高速的车辆造成干扰时，应选择第二种异常车辆处置方法。6.根据权利要求5所述的双Y式往复收费车道控制系统，其特征在于，判别...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，王树兴，宋浪，孙凌峰，王少飞，高岩，俞山川，郭子英，王秀振，
申请(专利权)人：山东高速股份有限公司，
类型：发明
国别省市：