（1）项目来源与背景

    项目来源：陕西省交通运输厅科研计划

    项目名称：陕西省高速公路收费站车道设置策略研究

    项目编号：15-46R

    在高速公路里程飞速增长的同时，需配套建设大量的收费站，但在收费站车道种类和规模设置中缺乏有效的科学决策手段。

    首先，在新建设高速公路的收费站建设中，收费车道的设置问题表现突出,车道数量测算是诸多工作的前提。其次，在现有收费站的改扩建中，车道的设置与建设规模也缺乏科学论证。很多高速公路管理单位和基层收费站虽提出了扩建申请，但由于没有相应标准，相关管理部门意见不统一，致使收费站是否改扩建及改扩建规模较难决策。此外，ETC车道设置缺乏科学性，对ETC车道测算规模主要参考《收费公路联网收费技术要求》（2007年版）和管理单位的主观性意见。

    基于以上原因，如何科学合理设置收费车道并判断现有收费站是否应改扩建，成为当前值得重视并迫切需要解决的问题。

    （2）研究目的与意义

    本项目依据高速公路收费站现场调查和历史真实数据，提出适用于我省收费公路特性的收费站通行能力计算方法和服务水平分级适用原则。在基于陕西省ETC用户量发展趋势下，分析各收费站客货车流量，建立一套新改建收费站的车道建设标准。编制《公路收费站车道设置指导意见》指导公路收费站的新改建车道设置标准，同时开发一套自动检测系统，对高速公路收费站改扩建进行自动检测。

     项目研究达到合理降低收费站建设管理费用、提升高速公路收费站通行能力、提高收费站服务水平、降低车辆通行时间和油耗成本、减少环境污染，同时提高高速公路企业运营经济效益的目的。

    （3）主要论点与论据

    项目通过对收费车道的交通特性进行详细分析，采用现场调研与数据挖掘相结合的方法确定出符合陕西省实际现状的各类型收费车道的通行能力。通过对收费站历史数据进行分析，根据不同类型的收费站车道配置情况和单车道通行能力得出目标收费站车道消散系数V/C，并可结合目标站点的预测交通量、车型组成比例和ETC车辆占比情况，基于排队论方法计算出目标站点对于不同类型车道的需求数量，从而为收费站的建设提供科学决策。项目研究给出了收费站改扩建的科学判断标准，以历史数据为依据，结合当前收费站的通行能力以及目标服务水平，可给出当前收费站是否需要改扩建的科学判断。

项目解决的主要关键问题有：

    1） 基于收费数据分析的不同类型收费车道通行能力分析方法；

    2） 基于排队论的收费车道设置研究；

    3） 基于排队消散系数的收费站改扩建判断条件方法研究；

    4） 完善收费站服务水平分级标准。

    （4）创见与创新

    1）提出了一种优化的收费站车道通行能力计算模型，可更加准确的计算各类型车道通行能力。

    2）首先提出收费站六级服务水平等级，按照ETC、货车（整车式称重）、客车分别计算车道数，提出了一套更加科学合理的收费站车道设置方法。

    3）首次研究开发了一套基于收费数据的收费站改扩建条件判断系统。

    4）率先编制并印发了《高速公路收费站车道设置指导意见》,并在陕西省高速公路收费站新建、改扩建工程中广泛应用。

    项目针对陕西省现行改扩建情况编制了《陕西省高速公路收费站车道设置指导意见（试行）》，该《指导意见》包含了对车道设置的详细计算步骤以及快速查询简表，具有较强的可操作性，对收费站改扩建工作提供了科学辅助决策。

    （5）社会经济效益

    1) 在收费站新建、改建项目中，此研究成果的出台可为决策部门提供理论和数据支撑，让决策部门更加科学理性决策。

    2）提高运营管理能力，树立陕西公路良好形象。提升运输服务水平，增强出行者满意度。

    （6）存在的问题

    1）本项目所提出的试行方案中针对绿通车道、货车ETC和潮汐车道的通行能力评估与车道设置方法的研究较少，考虑到以上两种情况受人为、政策等因素干扰较大，后期需要提出一种更为准确的计算方法以对算法进行补充。

    2）本项目所提出的试行方案中针对收费站车道布局的研究较少，为进一步提高收费站车道利用率后期需要加强对此项内容研究。