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近年来,我国高速公路飞速发展,联网收费系统也逐步趋于成熟,成为高速公路智能交通系统的核心组成部分。联网收费系统在收费过程中收集了大量数据,如何最大限度挖掘和利用好这些数据,研究高速公路交通流特性,提升收费站通行能力和服务质量,是目前公路智能交通领域的热门话题。本文以高速公路联网收费数据为基础,分别从高速公路交通流量时间分布特性、车辆行程速度、交通密度等方面对高速公路交通流特性进行分析。利用通行能力理论计算法和系统仿真法,分别对ETC、MTC车道通行能力进行分析理论计算和系统仿真验证,提出混合收费站的优化设计方案,为ETC系统的大力推广和实际应用提供参考依据。具体研究内容包括:(1)收费数据准备及预处理。将Excel格式的原始数据导入My SQL数据库,然后通过修复不完整数据、简约冗余数据及修正错误数据等方式,对数据进行预处理。同时,对预处理后的数据进行降噪处理,得到相对准确地基础数据,为后续交通流特性分析及通行能力研究打好基础。(2)收费数据的交通流特性分析。基于高速公路收费数据,分别从高速公路交通流量时间分布特性、车辆行程速度、交通密度等方面对高速公路交通流特性进行分析。首先围绕交通流量时变、日变、周变特性三个方面,对高速公路交通量时间分布特性进行分析。然后根据不同的统计形式(按星期统计和按24小时统计),对车辆行程速度分布特性进行研究。最后结合交通流三参数之间的关系特征,对所选路段区间平均交通密度和单车道平均交通密度进行了分析。(3)收费站通行能力研究。利用理论计算法,对ETC车道及MTC车道道路通行能力进行计算研究,并确定混合收费站总通行能力。通过VISSIM仿真系统建立仿真模型,分别仿真ETC单车道、ETC多车道及收费站实例的通行能力,并将理论计算结果与仿真结果进行对比,验证模型的吻合度。最后根据研究成果,提出混合收费站ETC车道配置的最优方案。