高速公路收费站车道类型设置问题建模与求解

交通运输系统工程与信息 ›› 2020, Vol. 20 ›› Issue (1): 152-159.

高速公路收费站车道类型设置问题建模与求解

林培群^*，梁韫琦

华南理工大学土木与交通学院，广州 510640

收稿日期:2019-08-29 修回日期:2019-11-04 出版日期:2020-02-25 发布日期:2020-03-02
作者简介:林培群(1980-)，男，广东饶平人，教授，博士.
基金资助:
国家自然科学基金/National Natural Science Foundation of China(U1811463)；广州市科技计划项目/Science and Technology Program Project Grant of Guangzhou(201807010008，201803030045).

Modeling and Solving for Lane Type Setting Problem in Highway Toll Station

LIN Pei-qun, LIANG Yun-qi

School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China

Received:2019-08-29 Revised:2019-11-04 Online:2020-02-25 Published:2020-03-02

摘要/Abstract

摘要：

在加快推进ETC应用服务的背景下，以收费站运营成本与用户延误成本之和最小为目标，结合排队论，建立收费站车道类型设置优化模型. 提出一种自然数编码的遗传算法用于模型求解. 以广州市机场收费站为例，求解高峰时段两种不同ETC使用率下的车道类型设置优化方案，并利用VISSIM 软件对优化方案与原方案进行仿真对比. 此外，分析了机场收费站全天的车辆到达规律，讨论不同车辆到达率与ETC使用率下的车道组合方案. 结果表明，所提方法能有效地缓解收费站拥堵，合理控制成本，对收费站车道改建与收费员排班具有指导意义.

关键词: 交通工程, 收费站, 排队论, 车道类型设置, 遗传算法

Abstract:

The promotion of ETC services in China is accelerated this year. Firstly, a toll station lane type setting optimization model was put forward to minimize the total cost, which contains toll station operating cost and delay cost, combined with the queuing theory. Furthermore, a genetic algorithm with natural number encoding is proposed for model solving. Finally, lane type setting optimization programs in Guangzhou airport toll station were obtained under two different ETC usage rates during peak hours in the example, and VISSIM simulation software was used to compare the new programs with the original program. In addition, this paper also analyzes the vehicle arrival rules of the airport toll station throughout the day, and discusses the lane combination scheme under different vehicle arrival rates and ETC usage rates. The results show that the proposed method can effectively alleviate the congestion of toll stations and control the cost reasonably. It has guiding significance for the toll station lane alteration and toll collector scheduling.

Key words: traffic engineering, toll station, queuing theory, lane type setting, genetic algorithm

中图分类号:

U412.366.1

林培群，梁韫琦. 高速公路收费站车道类型设置问题建模与求解[J]. 交通运输系统工程与信息, 2020, 20(1): 152-159.

LIN Pei-qun, LIANG Yun-qi. Modeling and Solving for Lane Type Setting Problem in Highway Toll Station[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2020, 20(1): 152-159.

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