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1、设 计 概 况本设计对国内外高速公路收费站设施设计的研究和应用现状，以及高速公路收费站工作基本原理、功能和分类进行了分析，并在此基础上系统地总结了高速公路收费站的设置原则、设置要求、设计要点以及结构设计要求等。结合我国高速公路收费站交通安全设施技术进步和发展，对京藏高速公路哈素海收费站进行设计，在调查原道路交通量的基础上，计算得出收费站处车道数，分析哈素海收费站位置及所处的环境，收费站及收费设施的形式采用6车道人工收费和电子不停车收费混合的形式，其适用性及安全性符合当前和未来一段时间内呼包高速公路的交通发展。关键词：京藏高速公路 哈素海收费站 交通量 电子不停车收费 Designing the
2、 general situationThis design at home and abroad to highway toll facilities design of research and application conditions, and highway toll basic principle, functions and work classification are analyzed, and based on this, systematically summed up the highway toll set of principles, requirements, m
3、ain points of design and set up the structure design requirements, etc.According to our countrys highway toll traffic safety facilities technology progress and development, on the highway, the hidden toll, design, the volume of traffic of the roads in the survey, based on the toll lane calculated in
4、 number, analysis, the location and the toll meal in the environment, and the form of charging toll facilities by six lanes artificial charges and electronic not parking charge mixture of form, its applicability and safety accord with current and future within a period of time call package highway t
5、raffic development。Key words:the hidden highway, the traffic flow, toll electronic not parking charge目录引言11 国内外高速公路收费站设计的发展现状21.1 国外发展现状21.2 国内发展现状32 电子不停车收费系统42.1不停车收费系统42.2 ETC系统的组成42.3 ETC系统的工作原理52.4 ETC系统的优点63 京藏高速公路哈素海收费站设计63.1 背景资料63.2 选址73.3 收费通道数的确定和计算83.4 收费通道的宽度和长度113.4.1 人工收费通道113.4.2 ETC
6、收费通道111.宽度112.长度113.5 收费广场设计123.6 收费岛设计143.7 收费亭设计153.8 收费天棚设计153.8整体布局174 结束语17致 谢18参 考 文 献19引言我国高速公路从20世纪80年代中期起步，二十年来，高速公路建设突飞猛进，取得了前所未有的成就，数据显示目前我国高速公路通车里程已达到8.5万公里。计划在2020年以前，连接目前人口在20万以上的所有城市，基本形成国家高速公路网。自2001年起，国家每年投入到公路建设的资金超过260亿元，为我国高速公路行业的持续繁荣奠定了扎实的基础。通车里程增加的同时，随着人们生活水平的提高，车流量也在猛增，当交通量达到一
7、定水平，人工收费或半自动人工收费方式会越来越不适应交通发展的需要，收费站因车辆排队缴费成为道路的一个个瓶颈。从2009年5月份以来，京藏高速内蒙古段车流量出现了急速增加的情况，呼包段的原设计是每天最大通行量为46376辆，现阶段日平均流量已经达到了每天82654辆，超出原设计量的78%。高等级公路收费站的通行能力直接影响着路段通行能力，从而在总体上制约着公路的交通运行状况，提高高等级公路收费站的通行能力和服务水平，是改善高等级公路通行能力及服务水平的有效方法。因此目前在一个收费站内将某些收费车道的传统收费方式改变为ETC收费方式是最为有效的方法。1 国内外高速公路收费站设计的发展现状1.1 国
8、外发展现状公路收费在世界上已有相当长的历史了，早在几个世纪之前，欧洲一些国家就有收费桥梁和收费渡口。到十九世纪初，英国就有3500公里收费公路，日本在1956年就开始公路收费，到1984年收费道路项目占日本全部道路预算的44%。近二十年来，随着高等级收费公路在世界范围内特别是广大发展中国家新建并通车，目前世界上大约有20万公里高速公路，其中的25%是收费公路，并且大部分集中在以中国为代表的发展中国家。欧美国家高速公路发展基本饱和，以美国、欧盟和日本为代表的西方交通运输发达国家，在进行收费道路设施研究时，主要是研究收费站的实际标准和规范、通行能力、收费介质、收费系统结构分析和设计、以及收费站交通
9、运营效益分析。目前，研究比较多的是电子收费系统不停车收费系统（ETC）技术的实现和交通运营效益分析。ETC技术在国外已有较长的发展历史，美国、欧洲等许多国家和地区的ETC系统已经实了地区间兼容和规模化实施。美国的EZpass系统、葡萄牙的Viva Varde系统、日本的首都ETC圈等.都是成功的ETC行业应用。日本从2000年开始,大阪、名古屋等多条高速公路进行ETC建设，共计100多个收费站，400多条ETC车道。日本采取的是接触式CPU卡加两片式电子标签和双ETC天线方案，车道设双向打开的高速栏杆，无人值守，具有很高的安全性和车道通行能力，有完善的密钥扩散机制和电子标签发行流通体系，但车道
10、系统投资和电子标签的成本都很高。新加坡使用的电子公路收费系统，包含两道闸门，闸门上装有阅卡器、天线、感应器和自动摄影机等。要进入电子系统控制的收费地区或路段，车辆必须安装阅卡器，阅卡器因收费标准不同有不同的设计。车辆进入闸门前，驾车人要确保阅卡器附有现金卡，现金卡也有足够的存储现金。当车辆进入收费的第一道闸门时，电子系统的天线就会启动，“审阅”阅卡器的现金卡；车在进入收费的第二道闸门时，感应器就从阅卡器中扣除规定的收费；如果没有阅卡器，或阅卡器的现金卡储存值不足，摄影机就会自动摄下车辆的牌号，并自动将照片等信息传到行动中心，执法人员就可以追查出违章的车主。目前，不停车电子收费已经在新加坡全国推
11、行，成为了居民生活不可分割的部分。1.2 国内发展现状2011年底我国高速公路总里程以达8.5万公里，跃居世界第二位。国内交通管理部门和研究机构对高速公路收费站以及收费系统的研究与国外相类似，主要集中在高速公路收费方式、收费介质、系统结构技术水平更新和联网收费系统实现，收费费率与运营效益分析等方面。同国外一样主要研究ETC。目前，国内ETC正处在一个从试点到逐步推广的重要发展时期。ETC是智能交通（ITS）服务领域中的一个特殊方面,由于它涉及交通基础设施投资的回收,又是缓解收费站交通堵塞的有效手段,同时在使用中收费卡的用量又很大, 因此各个国家的ETC作为智能交通（ITS）领域最先投入应用的系
12、统来开发,我国也不能例外。1998年6月，交通部组织交通部公路科学研究所、西安公路科学研究所、广东省交通厅、北京市交通局、江苏省交通厅、四川省交通厅开展了“网络环境下不停车收费系统研究与应用推广”行业联合攻关项目研究。该项目的科研成果后纳入交通部 2000年发布的高速公路联网收费暂行技术要求。由于各方面的原因，到 2002 年底，除广东省、北京市的 ETC 工程进入了实际运营外，江苏省、四川省的示范工程基本建成但并未投入实际运营。另一方面，由于各省在集中精力考虑如何进行联网收费，电子收费在这一段时间的发展处于低潮期。2000 年 6 月，在国家经贸委和交通部的主持下，“高等级公路电子收费系统技
13、术开发和产业化” 项目启动。该项目提出了具有创新意义的适合国情的组合式公路电子收费的技术方案“两片式电子标签双界面 IC 卡的组合式电子收费系统方案”。通过在京珠高速广东韶关段试点工程的实践，普遍认为方案技术上合理，经济上可行，为解决中心城市的环城公路网及区域经济圈内城间公路网收费站的交通瓶颈提供了一种有效手段。该项目还开发了5.8GHz频段的组合式ETC收费的核心产品、软件系统、检测装置等。2003年10月，全国智能交通系统标准化技术委员会在北京成立，其秘书处设在国家智能交通系统工程技术研究中心（交通部公路科学研究所）。电子不停车收费系统相关标准的制定工作由该委员会归口管理。该标准化委员会的
14、成立也使国内电子收费系统的标准化工作进入了一个新的阶段。2 电子不停车收费系统2.1不停车收费系统不停车收费系统（又称电子收费系统Electronic Toll Collection System，简称ETC系统）利用车辆自动识别（Automatic Vehicle Identification 简称 AVI）技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网路进行收费数据的处理，实现不停车自动收费的全电子收费系统。2.2 ETC系统的组成ETC系统主要由ETC收费车道、收费站管理系统、ETC管理中心、专业银行、车道控制器、费额显示器、自动栏杆机、车辆检
15、测器及传输网络组成。不停车收费系统采用专用短程通讯技术。 控制系统是电子不停车收费系统的核心，是一个重要的前端控制系统。主要由车辆检测系统(Automatic Vehicle Detection，AVD)、车辆自动识别系统(Automatic Vehicle Identification，AVI)、辅助装置等组成。其主要功能是：按车道操作流程准确工作，负责对系统收费信息的采集、处理和通行能力的实时控制，并按照一定的规则整理成数据文件实时上传给收费站管理系统，以及接收收费站下传的系统运行参数；对车道设备进行管理与控制，使其做出必要的反应，并具有设备状态自检功能；当通信中断时具有后备独立工作能力等。AVD 系统，是电子不停车收费系统中用于检测是否有车辆经过的各种装置的总称。检测是否有车辆经过的目的是为了给系统的流程操作提供触发或启动信号，如对车辆流程的判断，启动摄像机拍照等。车辆自动识别系统，完成车辆身份参数的快速自动识别，该装置通过天线短程通信(DSRC)与车载电子标签实现高速资料转换，使系统可在极短时间内做出反应，因而车辆通过收费口时，可以不停车快速通过。它由车载单元 OBU(On-Board Unit)，也称电子标签、路侧控制单元 RSU(Road
