收费站设计计算

收费站设计计算书
一、收费站的收费车道数
1 •影响因素
收费站的收费车道数应根据交通量、服务时间和服务水平三个因素确定。

（1）交通量：按设计小时交通量（DHV , 一般采用第30位高峰小时交通量比较合适，可由年平均日交通量（ADT按下式计算
DHV=ADT X K X D
式中：DHV---设计方向高峰小时交通量（即设计小时交通量）（pcu/h ）ADT--- 设计年限的年平均日交通量（pcu/d ）
K---高峰小时系数，即第30位高峰小时交通量与ADT之比。

D--- 方向分布系数，即高峰小时期间主要方向交通量与双向总交
通量之比。

根据国道205设在小庄和白塔的观测点统计交通量以及国道205张店博山段为1998年改建，远景设计年限为15年，该路改建后，交通量明显增加，2005年张店—博山复线通车，吸引了该路部分交通量，考虑分流为40%，另外考虑收费站计划修建在淄川境内，所以取2013年小庄预测交通量98638 pcu/d 为收费站的ADT K值因无资料所以按平原一般值取13%，D值取0.60,所以：
DHV=98638 X 0.13 X 0.6 = 7693.764
（2）服务时间：指车辆进出收费站所用的时间。

以秒计。

服务时间越短，服务效果越好，通行能力就越大。

根据统计，服务时间服从正态分布。

本收费站取服务时间为6s。

（3）服务水平：用各收费车道平均等待的车辆数表示。

在一定交通量条件下，平均等待收费的车辆越少，其服务水平就越高，但所需要的车道数就越多。

一般以等待1.0车辆为宜，当受地形或其他原因限制时，可适当增大，但不应大于 3.0数值。

考虑到张博路是淄博市重要的主干线，交通量特别大而且交通高峰比较集中，如果过分追求服务水平将使服务站规模太大，不能得到充分利用。

所以取值2.0数值。

2 •排队模型
收费站的收费车道数影响着收费站的服务质量，它可以利用交通工程学中的
排队论来计算确定。

一个收费过程由输入率(即车辆到达率) 、排队系统(即列
队等待和接受服务)及输出率(即服务率)三部分构成。

输入率是随机的，其规律服从泊松分布；排队及服务规则是先到先服务，无损失流；输出率为负指数分布。

对于多通道服务可有单路排队多通道和多路排队多通道两种服务方式，如图
-O o O 1SP* > o
* «* * »
*0 0 0
初多谿多通道
图务通道服务方式
单路排队多通道是指单路排队而有数条通道接受服务，排队中的头一辆车可以视哪个通道有空就到哪里取接受服务；多路排队多通道则是每个通道排一列队，通道数与队列数目相等，并只为其相应的一队车辆服务，车辆不能随意换队设m为随机到达率，c为输出率，k为服务车道数，仍设P= m/c,称u=p
/k为交通强度，则确保排队能够消散的条件是p /k v 1 (1)概率
在排队系统中没有车辆的概率为
k 1 i
1/ —n 0 n!
1 k k k! k
在排队系统中有n辆车的概率为
P(n)
1
n!
1
k!k n k
n P(0)
n p(0)
(2)排队系统中的平均车辆数
P(O
)
k!k T(1
(3)平均排队长度
P(O) 1)
3 )
q n
k 1
k!kl(1
每1车道平均等待车辆数
a q
k
（4）排队系统中的平均等待时间
d n q 1
m m c （5）排队中的平均等待时间
w q
m
3 •收费车道数的确定
根据上述公式1）和公式4), 建立关于
K每1车道平均等待车辆数P(O)4
) /k)2
5)
6)
7) 或u的方程并解之，可得到车道数
q/k以及每1车道交通强度u的对应关系，如表
如果已知设计小时交通量（DHV、服务时间（b）和每一车道平均等待车辆数（q/k ）,则可以利用上表确定车道数（k）。

确定方法如下:
在一服务水平（平均等待车辆数）下，因为
ku
DHV b 3600
7693竺|
6 12.82294 3600 1
所以，查表选取车道数为12。

二、收费站线性设计 1 •横断面
根据《公路路线设计规范》（送审稿）规定，为了便于收费广场排水，要求收 费广场设置一定横坡，所以取收费广场横坡为
1.5 %。

对于收费车道宽度，根据
规范规定值为3.0〜3.2 m ，以及参考济青高速和沈大高速的使用效果，一般收 费车道宽取3.2m ，超宽车辆车道宽取4.5m 。

收费岛的长度规范规定为20〜25m 本收费道取25m 收费岛的宽度规范规定值为 2.0〜2.2m,本收费岛取2.2。

2 •渐变段
从收费广场向标准宽度路段过渡的渐变段，要求能够使车辆顺畅行驶。

设
L
为渐变段长度，S 为渐变段宽度，根据路线设计规范规定收费广场在主线上时， 广场收敛渐变率（L/S ）需大于6〜8,所以本收费站L=6S = 6*17.6 = 105.6m,取 整为100m 如图
枚糊站中心线
3.
费广场的长度
若收费广场入口存在多条通道，或者入口为多车道道路，车辆在进入收费车 道之前必须选择合适的车道，车辆之间会出现交织。

当通过收费站的单向车流量 大于收费站单向开放的车道数的通行能力时，
车辆需要在广场上排队。

因此，收
费广场的长度必须满足车辆有适当的交织长度，且能够存储一定数量的排队车 辆。

根据《路线设计规范》规定 L 。

正线收40〜50m 张博路是淄博市的主干线， 车流量特别大，所以本收费站取 50m
所以，收费站的总长度为500m 总宽度为64.2m 。

具体尺寸见图纸。