高速公路ETC预交易系统实施效果评估方法.pdf
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1、 年 增刊(总第期)丨中国交通信息化 :高速公路预交易系统实施效果评估方法沈文超谭裕安,陈晓燕王超(广州学塾加软件科技有限公司,广东广州;招商华软信息有限公司,广东 广州)摘要:匝道自由流预交易系统通过在匝道实现提前缴费,规避车道易受交易特情致堵的问題,也有助通行提速或异常诱导,但也存在建设成本高、投入大、落地效果参差不齐等问題。因此,对预交易系统落地实施效果提前研判尤为必要。本文提出了基于微观交通仿真技术和高速公路交通仿真实战应用中台的预交易实施效 果评估方法,实现收费站的运营场景精准还原、交易特情和预交易实施效果精细模拟、快速量化评估,辅助高速管理者科学决策。同时,以实际收费站为例,论证本
2、文研究成果的 实用性。关键词:匝道自由流预交易系统;微观交通仿真;交通仿真实战应用中台随着“百万车城”队伍逐渐扩大,高速公路收费站车流如织、车满为患成为常态。收 费站拥堵问题不仅影响着车辆通行效率、驾乘 者通行体验,也体现着高速运营者的管理水平和服务质量,因此探索收费站拥堵成因并寻求针对性的缓堵良策是重中之重。本文 着 重 分析了高速公路预交易仿真模拟要点,提出了基于微观交通仿真技术和高速公路交通仿真实 战应用中台的预交易实施效果评估方法,并以 实际收费站为例验证其实用性。一、存在问题匝道预交 易系统虽规避了 因信号延迟、收费故 障等 交易特情所造成的收费站拥堵,但其存在以下困扰,一是建设成本
3、高,资金投人大,且后期的维护维修需要花费大量精力;二是预交易系统落地效果参差不齐,有效性和经济性难以预测和保障。开展预交 易落地实施效果的提前评估,通过对收 费特情和预交易实景模拟,实现系统实施效果快速量化评估,可以提前研判预交 易系统的可行性,为预交易系统的设计和落地提供重要的技术支持和效果研判。预交 易是车辆微观行为,宏观的 交通仿真技 术精细度不 足,难以精确模拟车辆不停车通行、车辆 停车扣费、特情 车辆占用车道,以及其他精细的车 辆 行为模拟。而微观交通仿真技术则可以很好地补足了这一缺口,可准确模拟车辆通行行为,严格设置车道通行规则,精准还原并评估预交易实施效果。二、高速公路预交易仿真
4、模拟要点高速公路预交 易仿真模拟需要做到以下几点:一是车辆行为模拟合理、准确;二是精准还原收费站运营场景,包括设置不同的车辆类型,收费站使用率和车辆、车辆的正确区分;三是收费站运行规则,指车道收费模式及设置所允许通行的车辆类型;四是特情车辆发生的随机性及行为模拟,其中,特情车辆行为模拟是指预交 易前,特情车辆收费异常,占用某一车道后变道至车道。(一)车辆行为模拟合理、准确车辆行为合理、准 确是路网运行正常、仿真评估有效的保障。车辆行为大致包括直行、停止、倒退、逆行、掉头、跟驰、变道、曲线 行驶、驶出车道等,异常的车辆行为影响着路网的合理运行,进而影响仿真评估 的准确度和 有效性,可通过调整车辆
5、行为参数,如加速度、减速度、车头时距、激进度等,有效调控、优化车辆行为。(二)精准还原收费站运营场景高速收费站运营 场 景的精准还原是仿真评估 的基 础。收费站通行来往的车辆类型多样,包括客车、货车、专项作业车等,不同类型车辆的行驶速度、行驶规则均不相同,造成的交通影响多样,设置多样化的车辆类 型更符合实际交通运行,也使 仿 真更真实、评 估更准确。除了车辆类型外,车 辆通行方式也是仿真的重点,包括车辆和车辆。两种车辆的车道通行时间不同,车辆可自动扣 费,不停车通行,而车辆需停 车 扣费,产生 延误,不同的车道通行 时间影响着 收 费 站的通行效率,进而影响仿真评估效果的准确 度,需对其加以区
6、分。同时,不同收费站有其自身的使用率占比,需要按照实际情况,严格设置车辆和车辆具体占比,还原收费站车辆实际运营场景。(三)车道收费模式收费广场处的车 道收费模式具体包括收费、收费、混行收费。不同车道收费模式所允许通行的车辆技术不同,例如收费车道 仅允许有安装装置且装置有效的车辆通行,而收费车道和混行车道可允许车辆和车辆通行。除此之外,不同车道的通行能力也不同,由于收费车道可实现不停车通行,一般情况下,其通行能力是大于其他收费模式的。因此在仿真过程中,需要对收费车道的收费模式加以区分,拟合实际收费情况,确保仿真评估的准确性。(四)特情车辆随机设置及行为模拟预交 易仿真模拟,最重要的便是对特 情车
7、辆的设置。首先特情车辆的产生具有不确定性,是不可预估的,我们在仿真过程中需要着重考虑特情车辆如何产生,如何与正常车辆区分,产生的时间 间 隔 等,确保特情车辆产生的可识别性和随机性。其次,精准还原特情车辆的变道行为事关实施效果评估的准确度,需着重考虑特情车辆自身异常的识别位置、驾乘者反应时间、变道所需时间等,保证异常车辆行为模拟的合理性和准确度。预交易仿真 模拟要点对 实 施效果评估 方法提出了更高的要求。包括建模精细化、行为合理化、模拟真实化。精细地描绘道路网络,构建静态道路模型,严格把控个体车辆行为,精准模拟特情车辆异常行为,影响着预交 易效果评估的有效性和准确度,而基于拓扑图的宏观交通模
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