交通工程设施设计第七章ppt课件.ppt

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1、第七章 道路收费设施,第一节 概述收费道路发展概况与趋势收费对象收费系统功能收费系统组成收费系统的分类收费系统设计的内容,1.收费道路发展概况与趋势,道路交通管理领域的收费系统主要有：公路收费、拥挤收费、停车收费、机动车管理收费等。课程内容：高速公路收费系统。发展趋势,http:/,http:/,2 收费对象,高速公路的收费管理具有很强的政策性，体现在两个方面：高速公路运营管理者使用收费公路的用户交通行业管理部门按照国家法律性文件规定：行人、非机动车辆、拖拉机以及最高设计车速低于70km/h的一切车辆禁止进入高速公路。对超重车辆，运营管理部门有权征收高额通行费，必要时可禁止其进入高速公路。,2

2、 收费对象,以下车辆可享受免费待遇：高速公路运营管理所需的路政车、拯救车、维修车等内部管理使用的车辆；但必须配备必要的标牌和标志；正在执行紧急任务，并设置有专用设备或专门标志的消防车、救护车、公安和司法部门的警车等；挂军队拍照的车辆；根据地方政府法律性文件可以享受免费待遇的特许车辆。,3 收费系统的功能,收费系统要具有相对公平的费率收费必须尽量减少延误，提高收费车道的通行能力和不降低道路的服务水平收费系统应具有严密性收费系统应尽可能减轻人员的劳动强度，保证收费的准确性，提高劳动效率；收费系统应具有报警和自检功能。,4 收费系统的组成,广义上：收费政策-是否收费，为何收费，向谁收费经济理论-收费

3、依据，收费标准管理机制-收费机构（构成、职能）收费方式收费技术狭义上：除去收费政策,4 收费系统的组成,一般意义上：指车辆进入收费道路开始到实现收费、车辆交纳通行费直到费款安全进入储蓄点以及能提供各种收费过程相关信息的设备和人员的集合体。包括收费出入口的收费站场，车道控制设备，车道外场设备：计算机终端，收费站计算机系统，区段收费站分中心计算机系统，道路或区域中心收费计算机系统。收费方式不同，系统的组成不同。,5 收费系统的分类,按收费方式：人工收费、半自动收费、全自动收费按是否停车：停车收费、不停车收费按收费制式：均一制、开放制、封闭制、混合制,6 收费系统的设计内容,收费制式收费方式付款方式

4、车型分类收费介质收费站数及收费车道数，收费站分布范围及收费站的型式设计年限各未来年预测交通量在此基础上，选择收费系统设备（车到设备，监控、通信、管理设备）在满足功能的前提下，要做到经济、实用、先进、可靠、国产化程度高,第二节 收费制式,四种收费制式的图示、特点、适用性收费制式的选择,全线均等收费制（均一式）的形式及特点,均一式是最简单的一种收费制式，其收费站一般设置在收费公路的各个入口处(包括主线两端入口和互通立交入口)，而主线和出口都不再设站。 均一制的收费标准仅根据车型一个因素确定。与行驶里程无关，而且各个收费站都取同一收费标准。,主线入口,匝道两端,均一式,按路段均等收费制 （开放式）的

5、形式及特点,开放式收费系统（Open System）又称栅栏式收费系统或路障式收费系统 (Barrier System)。 这种收费站建在收费公路的主线上，距离较长的收费公路可以建多个收费站，间距一般在3050km不等。各个出入口不再设站，这样车辆可以自由进出，不受控制，收费公路对外界呈“开放”状态。,收费标准和均一制一样根据车型不同而变化，但各站的标准因控制距离不等而有所区别。,主线设置,开放式,按互通立交区段收费制 （封闭式）的形式及特点,封闭式收费系统的收费站建在收费公路的所有出入口处，其中： 起终点的出入口收费站一般建在主线上，称主线起点收费站，互通式立交出入口收费站建在出入匝道上，称

6、互通立交匝道收费站。 车辆驶入收费公路时，先通过收费站的入口车道领取一张通行卷，记录着该收费站的名称或编号，当通过收费站的出口车道时，根据车型和行驶里程计价收费。,主线两端,匝道所有出入口,封闭式,混合式,收费制式的选择,应根据道路特点确定收费制式，对各个方案进行技术经济比较，比较的主要参数为：不同制式的收费站、收费车道、收费人员的数量；收费设施的费用比较（收费岛、天棚、收费站房、收费设备）；对互通立交的影响（立交形式、工程造价）；运营维护费用（设备维护、通行券、票据、人员工资、福利等）；不合理收费的百分比（漏收、少收、多收）；不合理收费和漏收对交通量和还贷情况的影响；停车次数分析。,第三节

7、收费标准,车型分类收费费率收费标准我国高速公路收费标准的确定,1 车型分类,分类原则公平合理性（以吸引交通量）车辆对通行能力和服务水平的影响（空间占有-几何尺寸）车辆对道路使用寿命的影响（轴重和总重）道路对车辆产生的运输效益简单明确性（以保证判断准确性和处理速度）分类参数包括：几何尺寸、轴数轮数、质量、车辆效益（吨位、座位数）、车辆用途（公务车、营运车、私家车）、排放量等。,国内目前的车型分类标准（人工） 我国普遍采用客车座位数和货车的额定吨位来划分车型,我国实施不停车收费存在的困难车型太多-2000多种环境影响-误差增大通行费相对与居民收入来说较高-判型不正确引发的争论与处理妨碍交通新研制的

8、车辆牌型设备可靠性、稳定性差,2 收费费率,费率-不同车型之间的收费比例。确定费率要考虑车型、经济效益、物价、还贷等各方面因素。我国公路上的费率推荐值为：,3 收费标准（价格）,确定收费标准的一般原则确保在规定期限内的收入能偿还道路建设贷款及支付各种管理、维护所需要的费用收费金额不能超过使用者使用收费道路时所获得的效益，要考虑其负担能力。与其他交通运输方式的收费标准相平衡。,制定收费标准的几个具体问题收费弹性系数通行费收入R=收费标准P交通量Q一般来讲,P和Q是相反方向变化，而R取决于二者之积。理论上讲，R随P的变化而变化，且存在一个最大值，二者关系如下图：定义：收费弹性系数,制定收费标准的几

9、个具体问题联营制制定统一的收费标准，统一收费，按一定方法分成。长距离递减制对经常性用户进行优惠浮动费率制不同季节、不同时刻采用不同的费率，以调节交通量，确保道路通畅或交通量不致过低。,确定收费标准的步骤确定费率估算交通量估算道路建设与维护管理所需总费用（投资、利息、维护管理费）计算收费总收入计算通行费征收期（即还款年限）,4我国高速公路收费标准的确定A型车的收费标准=（第一年通行费收入（万美元）外汇汇率比价） 10000/（第一年AADT 365 总公里数）（元/辆公里）B型车的收费标准=B费率（1.5） A型车的收费标准C型车的收费标准=B费率（1.7） A型车的收费标准D型车的收费标准=B

10、费率（2.74） A型车的收费标准收费标准的高低取决于实际交通量的大小，而未开通前只能靠预测获得，不稳定。为此，应计算几种交通量情况下的收费标准：基本情况下；交通量下降20%；交通量下降50%,例题,某高速公路里程为100km，折算A型车年平均日交通量为11200辆，利用国债贷款修建，还款计划如下表所示，确定2005年通车，试确定开通初期ABCD四种车型的收费标准。,http:/,收费标准高美国：0.25元，意大利：0.42元；法国：0.5元；我国：0.4-0.6元收费标准混乱(1） 我国各条高速公路每公里平均造价各有不同 (2） 交通流量差异很大 (3） 投资组成差异很大 4） 各地批准的收

11、费年限差别很大 收费设施参差不齐，联网程度差人工收费/磁卡收费/不停车收费收费管理落后，手段不力；偷、漏、逃、吃票款现象十分严重5.人员素质方面 /收费设施方面 /管理手段不力，偷、漏、逃、吃票款十分严重,第四节 收费方式,收费方式通行券付款方式,1 收费方式,根据我国现状，国标公路收费方式标准将公路收费方式分为四类：人工收费方式半自动收费方式全自动机械收费方式自动电子收费方式,1 收费方式,人工收费方式这是存在严重缺陷的方式，仅限于短期的临时系统使用半自动收费方式由人工进行收费操作，计算机系统对车道设备进行控制，并对收费数据进行自动统计管理的收费方式。,1 收费方式,全自动机械收费方式在无人

12、值守的收费车道，由自动收费机械及计算机系统自动完成收费操作、车道设备控制和收费数据统计处理的收费方式。自动电子收费方式在无人值守的收费车道，应用无线电射频识别及计算机等技术自动完成对通过车辆的识别、收费操作、车道设备控制和收费数据处理的收费方式，又称为不停车收费方式。,2 通行券,包括预印刷卡、打印券、磁性通行券（一次性）、重复使用磁卡、接触式IC卡、非接触式IC卡。,3 付款方式,现金、预付款、信用卡、银行转账,第五节 收费广场设计,收费站类型收费车道数的确定收费站线形设计收费广场设施设计,1 收费站类型,按照收费制式的不同，收费站可分为三类：均一式收费站设置在收费道路入口处（包括主线两端和

13、各互通立交入口处），出口不设。开放式收费站设置在主线上，双向都设收费车道。封闭式收费站设置在主线的起、终点和立交的出入口匝道上。根据收费车道、站房和设备的集中程度可分为：分散式、集中式和组合式。,分散式在互通立交的各转向象限都设有收费站。优点：立交形式不受影响，车辆不需绕行；缺点：人员、设备分散，投资大，管理不便。实际中很少采用。集中式整个互通立交只设一个收费站。优点与缺点恰与分散式相反，其中突出的是车辆都要绕行集中到收费站，易引起堵塞。,组合式介于分散式和集中式之间。优点是能根据实际情况进行局部的集中与分散。,2 收费车道数的确定,确定收费车道数的因素收费车道数决定收费站的规模、收费设备和收

14、费人员的多少。确定收费车道数的因素包括：设计小时交通量、服务水平、服务时间及出入口的布置形式。设计小时交通量DHV与道路的设计小时交通量相同，即第30位小时交通量。决定于立交和主线出入口的交通量。,服务时间即完成一次收费过程所用的平均时间。半自动收费系统为收费和开票的平均时间，自动收费系统为车载应答器与车道读写设备完成一次完整数据交换所需的平均时间。取决于：收费员得熟练程度、收费制式、收费方式、车种、车型等因素。据实测，服务时间服从负指数分布。封闭式半自动收费系统入口为6s，出口为14s进行计算。服务水平不同国家对收费车道的服务水平有不同的评价方法。日本一般采用每一车道平均等待车辆数进行评价，

15、原则上为1辆，有困难时在不妨碍交通情况下，可采用其他值。美国按交织段速度、排队车辆数和服务时间三个因素，将自动收费（不找钱）和人工收费（找零开票）的服务水平分为A到F六级。,出入口布置形式单停式：每个收费岛只有一个收费亭，每条收费车道同时只能对一辆车进行收费。最常见。卫星式：在收费岛面积受限、无法征地拓宽时使用。安全性低。缺点：安全性差。,出入口布置形式双停式：每个收费岛只设两个收费亭，每条收费车道同时能对两辆车进行收费。土建费用增加。往复变向共用车道：当出入口收费车道并列在一起时，可将中间车道作为往复变向共用车道使用。通车初期原则上不用。,收费车道数的计算单停式用排队论求解。基本假设车辆随机

16、到达，来车间隔服从负指数分布。服务时间服从负指数分布。将收费站看做是一个标准的M/M/S排队系统，应用M/M/S模型的计算理论。根据上述原理，可计算出收费车道数、单车道平均排队车辆数和收费站通行能力的关系表。,在设计中，若已知收费站的设计小时交通量、服务时间、单车道平均排队车辆数，就可根据表格确定收费站所需的车道数。,收费车道数的计算卫星式根据主收费车道与卫星收费车道的关系双停式对单停式乘以通行能力提高的百分率往复变向共用车道将双向交通量的差作为共用车道的设计交通量,3 收费站线形设计,平面线形以直线为好。设在主线上时，与主线线形保持一致；设在匝道或其连接线上时，平曲线最小半径为200m。收费

17、车道也以直线为好，在曲线上时，应加宽。纵断面线形收费广场和收费车道尽量平坦，一般要求收费中心线前后各50m（VD80km/h时为100m）最大纵坡小于2%，特殊地段小于3%。设在竖曲线处，主线上时，应与主线标准一致；设在匝道或其连接线上时，竖曲线半径应大于800m。,横断面横坡：标准值为1.5%，最大不超过2.0%。我国收费车道宽度：一般收费车道3m（3.5m）；超宽车道宽3.5-4.5m。收费岛宽1.6-2.2米渐变段长度：约为5-25米，一般取10m。渐变率（宽/长）一般应小于1/3.收费广场长度收费所中心距匝道分岔点距离要大于75m；距交叉口距离不小于150m。,4 收费广场设施设计,总

18、体设计收费广场规模的设计年限：一般为15年，由于立交周围土地开发利用迅速，原则上在一定年限内收费广场不因交通量的增长而加征土地。路面结构：宜采用水泥混凝土路面，长度为收费所中心两侧20-50米收费广场设施设计内容收费岛设计、收费亭设计、雨棚设计、收费站房设计、给排水设计、供电设计等。,和电子收费系统相比，全人工收费建设投资成本极低，设备简单维护管理方便，且可增加就业机会，具有很大的优越性。因此，全人工收费方式并不比电子收费系统方式差。你对这一说法是否赞同，请谈谈你的看法。,储值卡收费设备,收费控制系统,ETC不停车收费系统概要,ITS智能交通系统ETC不停车收费系统,系统背景,ETC（Elec

19、tronic Toll Collection） “ETC不停车收费系统” 是一个服务于公路收费业务的专业管理信息系统。该系统提供注册用户的帐户管理、电子标签管理、收费管理、报表管理、系统维护等方面的服务。旨在建设高速公路、收费桥梁的智能交通，实现车辆经过收费站时不停车、不滞留、不用现金、不用人工干预、自动收费的目的。,ETC不停车收费系统定义,按收费站收费方式开放式封闭式按收费站车道配置ETC专用车道MTC车道ETC/MTC混合车道,ETC不停车收费系统分类,收费站电子不停车收费系统自由流不停车收费系统,ETC不停车收费系统类型,（1）收费站不停车收费系统 与半自动收费车道并列设置。在收费车道

20、中,根据使用情况开设部分ETC专用收费车道; 车辆通过收费车道的车速较低,通常为30km/h一50km/h,通过率为600辆/h一1000辆/h; 在车道出口端设置自动栏杆,以防无卡车辆通过。,ETC不停车收费系统类型,（2）自由流不停车收费系统 无收费岛、亭之类设施; 进入收费点时无须减速,车辆继续高速行驶; 需要建立一套高精度逃费取证处理系统,现场抓拍捕捉车辆逃费证据,以便于以后依法处理,目前大多采用高速、高分辨率的摄像机对车辆牌照进行抓拍; 在收费点附近,需建造一条与主线平行的普通收费车道,以便对非法无效卡车或无标识卡的车辆收费; 车道天线控制器能控制多部天线并行工作,与多辆车载标识卡同

21、时通信。,车辆上安装一种标识卡,在ETC收费车道上安装有车载标识卡的读写设备,当车辆进入ETC收费车道时,标识卡以微波通信方式与该车道的天线进行双向数据交换,从卡上读取车牌照号、车型等数据,如需要也可向车载标识卡上写入信息,系统根据读取的信息,识别车辆合法与否,进行数据处理,计算收费金额,并从其账户上扣除相应金额,记录交易数据,控制车道外部设备等。,ETC工作原理,ETC系统构成,电子不停车收费系统可分为前台和后台系统 (1)前台系统车辆自动识别系统(Automatic Vehicle Identification简称AVI)、车辆自动分类系统(Automatic Vehicle Classi

22、fication简称AVC)和录像实施系统(Video Enforcement System简称VES)。(2)后台系统计算机管理系统、道路运营管理系统、结算中心管理系统、客户服务中心管理系统、银行管理系统。,ETC采用的关键技术,1、射频车辆自动识别技术 2、微波通讯与电子标签技术 3、计算机与网络通讯技术 4、信用卡/专用卡业务处理技术 5、电磁处理技术 6、计算机图像处理技术,系统实施效果 (1)系统有效地提高了车道的车辆通过能力,加快了收费速度,提高了公路利用率。 (2)系统从根本上杜绝了收费工作中的贪污作弊现象。 (3)一卡通行多个收费站,方便驾车者。 (4)降低油耗,减少刹车时造成的机件损耗,减少空气和噪声污染。 (5)系统工作安全可靠,管理简单。 (6)为今后的智能车辆公路管理系统打下了良好的技术基础。,