数学建模--高速公路上收费站优化研究只是课件
高速公路通行收费系统的优化研究
高速公路通行收费系统的优化研究第一章引言随着我国经济发展和城市化进程的不断加快，交通问题越来越成为人们关注的焦点问题。
大力发展高速公路网是我国交通发展的重要方向之一，高速公路作为一种快速、安全、方便的交通方式受到人们的欢迎。
但是，高速公路的通行收费虽然方便，但收费系统在运作过程中也存在一些问题，如收费速度较慢、易拥堵、误收漏收等，使得高速公路收费工作变得复杂和难易掌控。
因此，对高速公路通行收费系统的优化研究具有十分重要的现实意义和深远的研究价值。
本文将首先讨论高速公路收费系统的基本构成和工作流程，然后分析现有的高速公路收费系统存在的问题，并从技术、管理、服务等方面提出优化措施和建议，最后对高速公路收费系统优化措施的实施效果进行评估和总结。
第二章高速公路收费系统的基本构成和工作流程高速公路收费系统的基本构成包括车道、通行设备、收费设备和管理中心，各部分之间有机地配合工作，共同实现高速公路通行收费的功能。
下面，我们来详细了解高速公路收费系统的工作流程。
（一）车辆检测和分类车辆检测和分类是高速公路收费系统的第一步，主要通过电子感应器或视频图像技术进行。
传感器能够识别车辆的型号、大小、重量等信息，随后通过计算机识别车型并进行分类，确定车辆应缴纳的收费金额。
（二）通行检测和计费车辆检测和分类后，车辆就可以上高速公路行驶，通过电子标签或车牌识别技术进行通行检测和计费。
如车辆携带电子标签，则可以通过射频识别技术实现无感通行，同时还可以在车辆离开高速公路后通过流量统计技术进行计费。
如果车辆没有携带电子标签，则需要通过车牌识别技术进行识别，并在车辆离开高速公路后进行计费。
（三）收费车辆通行计费和检测后，需要进行收费操作。
收费方式通常有现金、电子支付等。
在现金支付方面，车辆到达收费站后需要停车缴费，收费员进行核查、识别、计算车辆应缴纳的费用，并收取相应金额的货币。
而电子支付，则可以通过车辆携带的电子标签直接进行扣费，无需停车缴费。
高速公路收费系统设计及优化研究
高速公路收费系统设计及优化研究第一章前言近年来，中国高速公路建设飞速发展，高速公路网络不断完善。
高速公路作为国家重要的基础设施之一，其收费系统的设计和优化显得越来越重要。
如何提高收费效率和安全性，成为了高速公路收费系统设计和优化的研究热点。
本文将从以下几个方面，分析和探讨高速公路收费系统的设计和优化。
第二章高速公路收费系统的概述高速公路收费系统是指通过电子收费、人工收费及混合收费等方式对车辆过路费进行收取的综合系统。
其主要功能包括收款、开票、数据管理等。
目前，我国高速公路收费模式主要分为了计重收费、计程收费、混合收费等三种方式。
计重收费是根据车辆的重量来确定收费金额，其主要适用于货运车辆。
计程收费是根据行驶的里程计算收费金额，其主要适用于客运车辆。
混合收费是综合计算行驶里程和车辆重量来确定收费金额，适用于按重量收费的货运车辆和按里程收费的客运车辆。
第三章高速公路收费系统的设计高速公路收费系统的设计需要考虑到系统的功能模块、系统安全、系统可靠性、用户体验等方面。
3.1 系统功能模块高速公路收费系统包括车辆检测、计费、结算、用户管理、查询、统计等功能模块。
车辆检测模块主要完成车辆轴重检测和车辆类型确认；计费模块主要按照收费模式进行计费，包括计重、计程、混合收费等模式；结算模块主要涉及支付方式选择、发票打印等功能；用户管理模块主要是管理用户信息和账户余额等；查询模块主要涉及业务流程查询、历史账单查询等；统计模块主要是统计各类业务数据，为后续优化提供决策依据。
3.2 系统安全性高速公路收费系统作为涉及重要财务信息安全的系统，其安全性必须保障。
系统安全措施主要包括数据加密、网络安全、身份认证、日志记录等方面。
保障系统数据的安全性，可以使用加密算法对数据进行加密，增加数据被非法入侵的难度；网络安全方面可以加强防御措施，防止网络攻击等恶意行为；身份认证方面，可以采用非对称加密方法，确保身份信息的真实性；日志记录方面，需要记录系统各个模块的操作情况，以便后续对系统的管理和运维。
2005研究生数学建模竞赛优秀论文A题1418-A题
2005研究⽣数学建模竞赛优秀论⽂A题1418-A题⾼速公路⾏车时间估计及最优路径选择问题1 问题复述I⾏车时间的估计对于旅⾏者来说⾮常重要。
因此，有些美国⾼速公路安装了传感器。
⽐如在圣安东尼奥（San Antonio）市在所有的双向六车道的⾼速路上都安装了传感器。
但是车辆往往会不停的变换车道，为了简化问题我们可以忽略换道的影响，⽽只考虑⼀个车道的交通问题（如下图所⽰（参见原题），正⽅形代表传感器）。
1.传感器可以每天24⼩时探测每个车辆的速度。
每辆车的速度信息每20秒刷新⼀次记录。
下表是⼀组真实数据（由于交通数据⾮常巨⼤，因此只记录了每2分钟间隔中最后20秒的数据，单位：英⾥/⼩时）。
请分析⾼速公路上的路况特点（如：拥塞及其疏导。
⼀般来说时速⾼于50英⾥/⼩时认为不存在拥塞问题。
）如果车辆在时间t经过传感器，那么经过多久它通过第5个传感器？请设计⼀种算法来估计车辆的运⾏时间，并证明算法的合理性和精确性。
如果路况信息每20秒（⽽不是每2分钟）刷新⼀次，那么这对你们的估计算法有影响吗？在上⾯问题条件的基础上，如果传感器不仅能探测车辆速度，⽽且能探测单位时间的交通流量（如下表，流量的单位是：车辆数/每20秒）。
这些信息是否有助于算法的合理性和精确性的提⾼？如果是，请重新设计你的算法。
II第⼀张图（参见原题）是美国德克萨斯州圣安东尼奥市的地图。
第⼆张图（参见原题）反映了圣安东尼奥市的路况信息。
旅⾏者可以在车辆内置的导引系统中输⼊当前位置和⽬的地，系统会帮助选择路径并估计需要的时间。
不幸的是，由于每⼀路段（两个⼗字路⼝之间的道路）的路况是随机的，系统不能很好地确定最优（最快）路线和可靠的时间估计。
你能在问题1的基础上改进这个系统吗？1.假设每段路的运⾏时间是互相独⽴的随机变量，请为系统设计⼀种算法来确定最优路线及时间估计。
请明确你的“最优”是如何定义的。
2.每⼀段路的⾏车时间依赖于其出发时间，并且⾏车时间之间具有相关性。
高速公路通行方案的建模和优化研究
高速公路通行方案的建模和优化研究第一章：引言高速公路是现代交通运输中的重要组成部分，它在推进经济发展、促进人民生活水平提高等方面发挥着重要作用。
由于交通拥堵、交通事故等问题的存在，高速公路通行方案的建模和优化研究已成为当前交通领域研究的热点之一。
本文将从理论和实践两个方面，对高速公路通行方案建模与优化研究进行探讨。
第二章：高速公路通行方案建模2.1 高速公路车流模型高速公路车流模型是对高速公路交通流的建模，是高速公路通行方案建模的基础。
车流模型通常采用微观模型和宏观模型两种方式进行建模。
微观模型采用个体行为描述车辆的运动状态，因此可以更加细致地描述交通流的细节，适用于建立车辆运行规律或进行仿真实验。
宏观模型针对交通流整体运行状态进行描述，采用平均流量和平均速度等宏观指标进行描述，适用于对交通流的宏观特征进行分析和预测。
2.2 高速公路路段通行能力模型高速公路路段通行能力模型是分析高速公路通行情况的重要工具。
从理论上，基于单车道与多车道道路的流模型可以得到客观的通行能力；从现实的道路状况，也可以通过道路交通标准中规定的道路设计速度、车行道宽度、超车道与匝道长度来计算出高速公路路段的通行能力。
2.3 可变速限速模型高速公路行驶速度是影响高速公路通行情况的关键因素之一，可变速限速模型以变速限速为主要内容，在高速公路行车过程中进行变速限速，减缓车流密度，提高车流通行效率。
可变速限速模型有多种方法，网站流量控制方法是一种常见的模型，它可以通过引导流量进入指定的车道，限制其他车道的流量，从而减少拥堵，提高路段通行能力。
第三章：高速公路通行方案优化研究3.1 通行流量优化通行流量优化是提高路段交通能力的一种方法，通常采用调整车流分配、减少拥堵、优化设计等方式进行优化。
其中调整车流分配包括限制不合理的车辆通行，分散车流分配等方式；减少拥堵则可以通过建设高速公路并转移部分通行流量等方式实现；优化设计则包括使道路设计更加科学，减少瓶颈等技术手段。
数学建模--高速公路上收费站优化研究只是课件
P0 i0
i!
n!(n
)
n 是整数
13
其 中 ： 表示单位时间从一个收费亭放行的车辆数，
k 表示第 k 条车道单位时间可以通过的平均车流量， m表示车辆离开收费亭后可行道路数目， k 表示离开收
费站后第 k 条道路的负荷水平，
k
n m k
14
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n!(
n
)
n 是整数
1
11
4.3 最短停留时间模型 从到达收费站汽车的角度来考虑，应该使所有到达收 费站的车辆，从排队收费开始，到缴完费，再次上高速公 路为止，所花费的总的时间尽可能的少。 车辆在收费站处花费的总的时间包括两部分： （1）车辆从排队到缴费所耽误的平均时间 T q ( n ) （2）车辆离开收费亭后，在车辆高峰时，排队等 待进入应进的车道所耽误的平均时间Tk (n)
12
则车辆在收费站处总的停留时间：T(n)Tq(n)Tk(n)
从期望停留时间最短的角度考虑，建立模型：
mT i(n n )T q(n)T k(n)
1
k 1
Tq (n)
(n
n1 1)! (n
)2
P0
st Tk (n)
(
2 k
m
)
(n (1 k ))
n i
n1 1
有 r 辆车在排队；P i 表示收费站状态 S i 发生的概率；
P(Nn) 表示车辆到达收费站时，必须等待收费概率；
表示系统的负荷水平，其中 ; 当 1 时，系统
负荷水平达100％，即达到平衡状态。 3
整个收费站可能出现的工作状态出发，作如下状态 转移流程图：
高速公路收费技术的研究与优化
高速公路收费技术的研究与优化高速公路是现代交通的重要组成部分，它缩短了地域之间的距离，深化了社会经济文化交流，改变着人们的生活方式。
高速公路的建设与运营离不开收费技术的支持，而随着交通工具和用户数量的不断增加，高速公路收费技术的研究和优化也日益受到关注。
本文将从技术的角度出发，探讨高速公路收费技术的现状、问题以及未来发展方向。
1. 高速公路收费技术的现状高速公路收费技术主要分为人工收费和电子收费两种形式。
人工收费采用人工收费站设置在高速公路入口和出口处，车辆驶入时缴纳车费并领取收据，离开时交还收据退还余额。
这种方式操作简便，但缺点也显而易见：一是需要大量的人力物力，极大地增加了运营成本；二是收费过程中易发生拥堵和事故，对交通安全造成威胁。
为解决这些问题，电子收费技术逐渐得到广泛应用。
目前，电子收费主要采用ETC（Electronic Toll Collection）和高速公路智能收费系统两种方式。
ETC是利用射频识别技术，将道路、车辆及收费信息无线传输给电子标签，实现自动收费的技术。
高速公路智能收费系统则是采用计算机、传感器、通讯等技术，通过车辆传感器感知车辆信息，自动计算车费并扣除相应金额，不需要车辆停车，从而实现车辆的快速畅通。
2. 高速公路收费技术存在的问题随着交通发展的不断加快，高速公路收费技术也存在一些不足。
首先，目前ETC的应用范围有限，只有少数城市和高速公路采用了该技术；其次，由于高速公路智能收费系统建设成本较高，许多地区仍采用人工收费方式，导致高速公路收费过程中出现拥堵，影响通行效率，也不利于交通安全。
另外，部分收费站缺乏规范化管理，导致出现一些问题，例如车道出口设置混乱、过路费收取不公等。
3. 高速公路收费技术的优化为了解决上述问题，高速公路收费技术需要进一步进行优化。
一方面，应当全面推广ETC技术，加强相关设施建设、运营和维护管理，使更多的人能够享受到优质服务；另一方面，应加强收费站规范管理，根据交通实际情况，合理设置收费站、车道以及出口等设施，确保车辆通行的顺畅和安全。
高速公路收费标准优化研究
高速公路收费标准优化研究随着我国交通事业的快速发展，高速公路在交通系统中的地位愈发重要。
然而，高速公路收费标准一直是人们关注的热点问题之一。
本文将针对高速公路收费标准进行一系列研究，旨在优化和改进其收费体系，以提升服务质量和用户体验。
一、背景分析高速公路作为我国交通运输的重要组成部分，在促进经济发展、便捷出行等方面发挥着巨大的作用，但是其收费标准却存在一些问题。
现有的收费体系较为复杂，缺乏统一性和公平性，不同地区的收费标准存在差异。
此外，一些高速公路收费站的流量过大，导致交通拥堵，给用户带来不便。
二、收费标准的评估和优化为了改善现有的收费标准体系，我们首先需要对其进行评估以了解存在的问题。
可以通过收费标准的公平性、合理性和服务质量等方面进行评估。
根据评估结果，我们可以针对问题展开研究，提出对策。
对于公平性，我们可以考虑制定统一的收费标准，同时予以适当的优惠政策。
例如，对于长途驾驶者或经济条件较差的群体，可以设置一定的减免或优惠措施。
此外，还可以加强相关法律法规的监管，避免个别高速公路收费站人为设立障碍收费，损害用户权益。
合理性方面，我们可以从交通需求、服务质量和成本考虑。
在交通需求方面，应根据不同地区的实际情况来制定不同的收费标准，以满足用户需求。
在服务质量方面，可以通过提升高速公路设施和服务水平来提高用户体验，从而合理调整收费标准。
在成本方面，可以对高速公路建设、维护等方面进行详细的成本分析，以确保收费标准与实际成本相符合。
三、收费标准信息公开与透明为了提高收费标准的公正性和透明性，有必要加强收费标准的信息公开工作。
高速公路管理部门应定期公布各地区的收费标准，并向社会大众提供详细的解读和说明。
同时，应建立起收费标准的监督机制，对相关收费行为进行监管和检查，确保收费行为的合法性和合规性。
四、高速公路收费站的优化为解决高速公路收费站流量大、拥堵严重的问题，可以采取一些措施进行优化。
例如，可以加大在高速公路设立ETC车道的力度，提高电子收费系统的普及率，减少人工收费带来的交通拥堵。
优化案例四 高速公路问题
C(3)*sqrt(L(3)^2+(x(3)-x(2))^2) + C(2)*sqrt(L(4)^2+(x(4)-x(3))^2)+...
C(1)*sqrt(L(5)^2+(30-x(4))^2);
描述约束条件的Matlab函数 mycon_p97.m
（注意：实际建模时必须查找资料来确定参数或 者题目给定有数据）
模型结果及分析
• 通过求解可知，为了使得建造费用最小。 建造地点的选择宜采取下列结果。
x 1 = 1 2 .1 7 3 1 , x 2 = 1 4 .3 3 2 3 , x 3 = 1 5 .6 6 7 7 , x 4 = 1 7 .8 2 6 9 .
建造总费用为2.2584亿元。 总长度为38.9350公里。
求解模型的主程序文件model_p97
function x=model_p97 %数学建模教材 P97 高速公路 clear all global C L C=[400 800 1200]; L=[4 4 4 4 4]; x=fmincon('objfun_97',[1,1,1,1],[],[],
m inf(x ) C 1 S 1 C 2 S 2 C 3 S 3 C 2 S 4 C 1 S 5 s.t. 0x i 3 0 (i 1 ,2 ,3 ,4 )
模型求解
这里采用Matlab编程求解。 模型求解时，分别取Ci如下。 平原每公里的造价C1＝400万元/公里； 高地每公里的造价C2＝800万元/公里； 高山每公里的造价C3＝1200万元/公里。
数学规划建模案例
案例：高速公路问题
高速公路运输系统建模与优化
高速公路运输系统建模与优化高速公路运输系统在现代社会中扮演着重要的角色，它提供了高效便捷的交通方式，对经济和社会的发展起到了积极的推动作用。
然而，随着车辆数量的增加和交通需求的不断增长，高速公路运输系统也面临着各种挑战。
为了解决这些挑战，运输系统的建模与优化成为了一个重要的议题。
高速公路运输系统建模是指将实际的运输系统抽象成数学模型，通过对交通流量、车速、拥堵状况等因素进行建模和预测，从而提供决策支持和优化方案。
建立准确的模型可以帮助我们深入理解运输系统的运行机制，从而有针对性地制定改进措施。
首先，高速公路运输系统建模需要对交通流量进行准确的估计和预测。
交通流量是指单位时间内通过某一路段的车辆数量。
准确地估计和预测交通流量可以帮助我们了解道路的使用情况，及时发现拥堵和瓶颈，并制定相应的解决方案。
常用的交通流量预测方法包括基于历史数据的统计方法、基于传感器数据的实时方法等。
其次，高速公路运输系统建模需要考虑车速和行驶时间的影响。
车速是指在单位时间内车辆通过一段距离所花费的时间。
不同车速的分布情况可以揭示道路的通行能力和车辆的行驶状态。
建模需要考虑车辆的行驶速度、加速度等参数，并对行驶时间进行估计和预测。
这可以帮助我们评估道路的通行能力，并提出相应的改进措施。
此外，高速公路运输系统建模还需要考虑拥堵状况和堵点的位置。
拥堵是指车辆在道路上密集行驶、速度缓慢或停止的情况。
拥堵状况的分析和预测可以帮助我们找出道路上的瓶颈和拥堵点，并制定相应的解决方案。
常用的拥堵预测方法包括基于历史数据的统计方法、基于传感器数据的实时方法等。
在建立了准确的高速公路运输系统建模之后，优化就成为了解决问题和改进系统的关键。
通过优化，我们可以最大限度地提高运输系统的效率和效益，提供更好的出行体验和服务质量。
首先，优化可以帮助我们合理规划和配置路网资源。
路网资源的规划和配置直接关系到运输系统的运行效率和通行能力。
通过优化，我们可以确定道路的合理设计参数，如车道数量、路面宽度等，以最大限度地提高道路的通行能力，减少拥堵和停滞现象。
高速公路收费系统优化与运营管理研究
高速公路收费系统优化与运营管理研究摘要：高速公路的快速发展对收费系统的优化与运营管理带来了新的挑战。
本文通过研究高速公路收费系统的现状分析，提出了一系列优化和改进的建议，包括使用智能化技术、外包管理、提高服务质量等。
1. 引言随着交通运输的发展，高速公路在现代化社会中发挥着重要作用。
高速公路收费系统作为交通运输领域的重要一环，对快速、准确、安全的收费管理起着关键作用。
然而，传统的高速公路收费系统在面对日益增长的车流量和收费管理需求时出现了许多问题。
因此，对高速公路收费系统的优化与运营管理的研究变得至关重要。
2. 高速公路收费系统的现状分析2.1 高速公路收费系统的瓶颈传统的高速公路收费系统存在一系列问题，如人工收费效率低下、车流量大导致拥堵、固定收费站的占地面积大等。
这些问题影响了高速公路的正常运行，并且给驾驶员和行车乘客带来了不便。
2.2 高速公路收费系统的局限性传统的高速公路收费系统无法满足现代化社会对于便捷、高效、智能化的需求。
由于人工操作，容易出现错误收费和盗窃现象，同时增加了管理成本。
另外，固定收费站的布局不利于交通流的顺畅进行，进一步加大了车辆拥堵的风险。
3. 高速公路收费系统的优化建议3.1 智能化技术的应用借助现代化技术手段，如自动识别、电子支付等，可以实现高速公路收费的智能化和自动化。
在实践中，智能化的收费系统已经被证明可以提高收费效率和准确性，并减少人为错误。
此外，利用智能化技术还可以实现车辆流量的检测和监控，为交通管理部门提供实时数据。
3.2 外包管理将高速公路收费系统的管理工作外包给专业的第三方公司可以提高管理效率和服务质量。
外包管理公司可以依托先进的管理手段和技术，提高收费员的工作效率，并加强对收费活动的监督和管理。
此外，外包管理还可以减少政府的运营成本，并提供更好的服务体验。
3.3 提高服务质量为了满足广大用户对高速公路收费系统的需求，提高服务质量是非常重要的。
例如，增加服务窗口的数量，缩短等待时间；提供在线客服支持，方便用户查询和解决问题；建立及时反馈系统，接受用户的意见和建议。
关于高速公路收费站管理与服务创新研究
逃费行为
部分车辆采取非法手段逃费，给高 速公路运营带来经济损失。
道路拥堵
由于交通流量大、道路状况不良等 原因，导致道路拥堵，影响车辆通 行。
安全保障问题
部分收费站存在安全保障不足的问 题，如安保人员配备不足、安保措 施不完善等，存在安全隐患。
02
服务创新理念在收费站管 理中的应用
服务创新的必要性
智能化技术应用
在收费站管理中引入智能化技术，如人工智能、大数据、物联网 等，实现自动化、智能化的服务和管理。
智能化技术对效率的提升
通过智能化技术应用，提高收费站的通行效率和服务水平，降低 人力成本，提升管理效率。
智能化技术的安全性
通过智能化技术，对收费站的安全性进行实时监控和管理，及时 发现和处理安全隐患。
详细描述
某高速公路收费站注重员工服务意识的培养，通过培训和 考核提高员工的服务意识和能力，使员工能够更好地为过 往车辆提供优质服务。
总结词
促进团队合作
总结词
提升客户满意度
详细描述
在强化员工服务意识培训的过程中，收费站的团队合作精 神得到了培养和提升，员工之间互相支持、协作，共同为 提高服务质量而努力。
提高客户满意度
通过服务创新，提升客户 在收费站通行时的体验和 满意度，增强客户忠诚度 。
提升品牌形象
优质的服务创新可以提升 高速公路品牌形象，增强 品牌影响力。
创造经济效益
通过提高收费站工作效率 和客户满意度，增加收费 站的营业收入，创造经济 效益。
03
收费站管理服务创新的实 施途径
智能化技术运用
高速公路收费站作为重要的交通基础设施，对于保障道路畅通、安全和高效运营 具有重要作用。
收费站管理主要包括收费系统管理、通行费征收、道路维护、安全保障等方面。
数学毕业论文高速公路收费口的优化设置
高速公路收费口的优化设置摘要如今，随着人们的生活节奏逐渐加快，高速公路上车辆的不断增多，高速公路收费亭数量的最佳设计方案在缩短司机的等待时间、减轻交通拥塞状况以及赢得司机满意度等方面起着举足轻重的作用。
本文主要针对这1实际情况建立数学模型，来解决相关的问题。
根据实际情况，本文给出了1个合理且可行的随机模型。
在模型中，本文首先根据收集的数据计算出其收费口在单位时间里到达的车辆数和每1辆车的服务时间所服从的分布，然后把整个处理过程划分成4个主要部分：输入过程，排队规则，服务方式，输出过程。
既然到达车辆的数量服从泊松分布，服务时间服从负指数分布，在等待服务的车辆遵循先来先服务的规则下，那么，本文通过M/M/K ,M/M/1及相关其他方法计算出车辆在收费站等待的概率以及包括等待时间和服务时间的总时间期望值，在保证最短等待时间的条件下得到高速公路收费亭数量和服务人员的服务速率的最佳设计方案。
最后，本文提出了1些设置高速公路收费口的收费亭数量和提高服务人员服务速率的建议，比如采用更先进的服务设备来缩短服务时间等。
关键词：拟合检验法；负指数分布；泊松分布；[M/M/1]：[ /FCFS]模型；[M/M/4]：[ /FCFS]模型AbstractNowadays , along with the accelerating of the people’slife rhythm as well as the increasing of vehicle on the highway , the best design program of the number of the highway fare charging reception plays an important partin shorting drivers’ waiting time , lighting trafficcrowed and wining the drivers’ satisfaction . This essay majoring aimed at the practical circumstances of establishing mathematics model to solve the related problems .According to the actual situation , this essay have produced a reasonable and feasible probabilistic random model . As for the model , First , according tothe collecting data , this essay calculate thedistribution of the quantity of vehicles arriving in the unite time and the time of each vehicle’s service time , Then recognize the whole disposing process as four major parts : the import course ,lining up rules , the service way , the export course . since the number of the arrived automatics should comply with the Poisson’s distribution and the service time with Negative exponent , and withthe obedience of the waiting-for-service automatics tothe rule of first come first serviced . in that case ,due to M/M/K , M/M/1 model as well as another methods . this essay can infer the rate of vehicle for waiting ,the total expecting time of waiting time and servicetime . Ensuring the shortest time for waiting , we needto mare the best design program for the number of highway fare charging reception and service ration of workman .At last , this essay offer some suggestion on improving the service ration of workman . such as , adopting more outstanding service equipment to shorten the time for service .Keywords: Fitting inspection method ; negative exponent distribution ; Poissons distribution ; [ M/M/1 ]: [/FCFS ]model ; [ M/M/4 ]: [/FCFS ] mode摘要如今，随着人们的生活节奏逐渐加快，高速公路上车辆的不断增多，高速公路收费亭数量的最佳设计方案在缩短司机的等待时间、减轻交通拥塞状况以及赢得司机满意度等方面起着举足轻重的作用。
高速公路交通流模型与优化研究
高速公路交通流模型与优化研究【正文】高速公路交通流模型与优化研究在现代交通系统中，高速公路是连接城市之间的重要通道，随着车辆数量的不断增加和交通需求的日益增长，如何有效地管理和优化高速公路交通流成为了亟待解决的问题。
因此，研究高速公路交通流模型与优化成为了交通工程领域中的热门话题。
一、高速公路交通流模型高速公路交通流模型是指通过对影响车辆行驶的各个因素进行建模，以研究交通流的运行状态和变化规律。
其中，最经典的模型是Lighthill-Whitham-Richards (LWR) 模型，该模型基于守恒律方程，考虑车辆密度和车辆流量之间的关系。
另一种常用的模型是微观交通流模型，它将交通流看作是由许多个体车辆组成的，通过对每辆车辆的行驶轨迹进行仿真，来研究交通流的行为特征。
微观交通流模型中常用的有cellular automata (CA) 模型和car-following模型。
此外，还可以通过统计模型和机器学习方法对交通流进行模拟和预测。
例如，基于历史数据的时间序列分析、ARIMA模型、神经网络模型等，可以通过对历史交通数据的分析，预测未来的交通流量和拥堵情况。
二、高速公路交通流优化高速公路交通流优化是指通过合理的交通管理方法和措施来提高交通流的运行状况和效率，减少交通拥堵和事故发生的概率。
1. 交通信号优化合理设置交通信号灯及时序，对交叉口车辆进行合理的分时控制，可以减少拥堵并优化交通流。
传统的信号优化方法主要依靠经验和交通专家的意见，但随着智能交通系统的发展，可以利用交通数据和智能算法来实现自适应的信号优化。
2. 车道限行与拓宽通过车道限行的方式，合理分配车道资源，减少拥堵。
此外，根据交通流量的增长，适时进行车道拓宽，增加道路通行能力。
3. 动态路由与导航系统通过动态路由与导航系统，可以根据实时交通情况，为驾驶员提供最佳的行驶路径和时间，避开拥堵路段，优化交通流。
4. 智能交通监控与管理利用现代信息技术手段，建立智能化的交通监控系统，实时掌握交通流量、拥堵情况以及事故发生情况，并及时采取措施进行管理与处置。
高速公路收费站交通流量预测模型的建立和优化
高速公路收费站交通流量预测模型的建立和优化第一章：绪论高速公路是连接各个城市之间的重要交通纽带，在中国的快速发展中，高速公路的建设也在迅速扩充。
随着日益增长的交通负荷和车流量，车辆在收费站的排队时间将越来越长，给司乘人员带来不便，也影响了高速公路的通行能力。
因此，建立高效的交通流量预测模型，优化收费站的交通流量管理，成为了当前研究的重点。
第二章：收费站交通流量预测模型的建立2.1 常见的预测模型收费站交通流量预测涉及到各种方面，包括时间、天气、节假日等因素，实现精确的预测需要建立涵盖各个方面的综合模型。
目前，常见的交通流量预测模型包括时间序列模型、神经网络模型和统计模型等。
1) 时间序列模型：将历史交通流量数据作为基础，通过分析其规律进行预测。
时间序列模型常见的方法包括平滑法、趋势法和周期法等。
2) 神经网络模型：通过对历史数据进行训练，神经网络模型可以自动识别数据中的规律，并根据规律来预测未来的数据。
神经网络模型的优点在于它可以自适应地调整模型参数，能够较好地应对数据的非线性和复杂性。
3) 统计模型：基于对历史数据的概率分布进行预测，包括线性回归、逻辑回归和卡方检验等。
2.2 收费站交通流量的特点分析收费站车流量的特点主要包括流量变化的波动性、高峰期的流量集中度和不同时期的交通流量变化规律等。
在建立交通流量预测模型时，我们需要基于这些特点进行分析，才能预测出精确的车流量。
2.3 收费站交通流量预测模型的建立基于以上的特点分析，我们可以建立基于时间序列模型和神经网络模型的综合车流量预测模型。
我们可以通过对历史数据的分析，来发现车流量的规律和变化趋势，再基于这些规律，建立预测模型。
同时，为了进一步提高预测精确度，我们可以使用神经网络模型来识别数据中的复杂非线性规律，实现更准确的预测。
第三章：优化收费站的交通流量管理基于以上预测模型，我们可以预测出未来的交通流量，优化收费站的交通流量管理，提高高速公路通行能力。
高速公路收费系统优化设计研究
高速公路收费系统优化设计研究随着城市化进程的加速和交通工具的普及，高速公路已成为现代城市交通的重要组成部分。
而其中一个不可或缺的环节就是收费系统。
本文将探讨高速公路收费系统的问题，并提出一些优化设计的研究。
一、收费窗口优化设计高速公路收费窗口是进行费用结算和收款的重要场所。
然而，在现实中我们常常能遇到排队等候的情况，导致不仅浪费了时间，也给驾车人带来不便。
因此，我们可以考虑优化收费窗口的设计。
首先，可以采用自动化技术，如ETC（电子不停车收费）系统。
该系统通过在车辆上安装设备，与收费站的设备进行无感交互，使得车辆无需停车即可完成收费。
这不仅提高了收费效率，也节省了驾车人的时间。
其次，可以增加收费窗口的数量。
根据高速公路的客流量和拥堵情况，合理增设收费窗口，以减少排队等候的时间。
此外，可以考虑增加快速通道，专门为ETC用户或经过预缴费的车辆提供便利。
二、自助缴费系统的引入目前，很多地方已经开始引入自助缴费系统，以提供更便捷的缴费方式。
这些系统通常包括自助机、移动支付等。
通过自助缴费系统，驾车人可以根据自身需求选择缴费方式，减少了排队等候的时间，提高了收费效率。
除此之外，自助缴费系统还可以提供更加细化的服务。
比如，系统中可以设置不同车型的收费档次，根据车辆的尺寸和排放量进行计费，从而鼓励节能环保车辆的使用。
另外，系统还可以提供实时的路况信息，帮助驾车人合理规划出行路线。
三、收费信息公开透明高速公路收费系统的另一个问题是缺乏透明度。
很多驾车人对于收费标准和使用情况知之甚少，容易产生疑虑和不满。
因此，提高收费信息的公开透明度至关重要。
首先，可以通过高速公路管理部门的官方网站或手机应用公开收费标准。
这样，驾车人在出行前就能得知具体的费用情况，便于预算和决策。
其次，可以在收费站设置信息展示牌，向驾车人展示当前道路的收费情况以及各种支付方式的使用比例。
这样，驾车人就能更清晰地了解收费情况，也能对线上缴费或线下缴费做出更加明智的选择。
高速公路收费系统设计与优化研究
高速公路收费系统设计与优化研究近年来，随着国内公路交通的日益发展，高速公路成为人们出行的首选和重要的交通工具。
而作为高速公路的重要组成部分的收费系统，也需要不断地进行设计和优化，以保证其高效稳定地运行。
一、高速公路收费系统的设计高速公路收费系统的设计需要考虑多方面因素，包括用户需求、技术手段、安全性等。
首先是用户需求。
现代社会人们对于出行的时间、效率和舒适度有着更高的要求。
因此，高速公路收费系统的设计必须满足用户快速通行、便捷支付的需求。
为了达到这一要求，有些地区采用了ETC（电子不停车收费）系统，使车辆可以不停车通过收费站，减少拥堵，提高通行效率。
其次是技术手段。
随着科学技术的不断进步，高速公路收费系统也在不断地更新换代。
在现有的高速公路收费系统中，主要采用了条形码、射频识别等技术，而随着移动支付技术的发展，也可以考虑将拥有GPS定位的智能手机设备与收费系统进行连接，以便更好地进行收费和用户管理。
最后，是安全性。
现代社会的公共安全问题越来越受到人们关注，也需要更多的安全保障措施来加强保障。
在高速公路收费系统设计中，需要考虑到支付安全、系统稳定安全以及数据保密安全等方面的因素，以确保车主的财产、信息等安全问题不受到侵害。
二、高速公路收费系统的优化高速公路收费系统的优化包含诸多方面，包括了软件优化、硬件优化、收费策略优化等等方面。
首先是软件优化。
收费系统的软件需要满足高效、便捷、稳定等要求，使其能够稳定地运行一段时间。
对于现有的高速公路收费系统，可以通过软件升级、替换、优化等手段，来提高系统的运行效率和性能，同时也可以增加系统的容错能力和故障率，以确保系统的稳定性。
其次是硬件优化。
高速公路收费系统所使用的硬件包括了电子标签、自助收款机、电子告示屏、监测摄像头等多种设备。
这些设备的选择、技术参数、连接方式等方面都需要进行优化，以达到高效、精准、便捷之目的。
最后，是收费策略优化。
高速公路收费系统顶要的目的是收费，因此其收费策略也必须注重优化。
高速公路收费站设计中的排队论模型分析
高速公路收费站设计中的排队论模型分析摘要本文旨在通过排队论模型分析高速公路收费站的设计。
首先，我们将介绍排队论的基本概念和理论，然后将其应用于收费站的设计中，包括车道数量、收费亭布局和服务速度。
通过建立数学模型，我们可以评估不同设计方案的性能，并确定最优设计方案。
关键词：排队论，高速公路，收费站设计，数学模型AbstractThis article aims to analyze the design of highway toll stations through queueing theory models. First, we will introduce the basic concepts and theories of queueing theory, and then apply them to the design of toll stations, including the number of lanes, toll booth layout, and service speed. By establishing mathematical models, we can evaluate the performance of different design schemes and determine the optimal design scheme.Keywords: queuing theory, highway, toll station design, mathematical model一、引言随着交通流量的增加，高速公路收费站的设计变得越来越重要。
排队论是一种用于分析和优化服务系统的理论，适用于高速公路收费站的设计。
本文将根据排队论的基本原理和分析方法，对高速公路收费站的设计进行深入探讨。
二、排队论基础排队论是一种数学模型，用于描述和分析服务系统中的顾客排队现象。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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P0 i0
i!
n!(n
)
n 是整数
13
其 中 ： 表示单位时间从一个收费亭放行的车辆数，
k 表示第 k 条车道单位时间可以通过的平均车流量， m表示车辆离开收费亭后可行道路数目， k 表示离开收
费站后第 k 条道路的负荷水平，
k
n m k
14
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数学建模--高速公路上收费站优 化研究
3、模型的理论基础 3.1 将整个收费站系统简化为三个部分
（1）到达收费站的等待缴费的车辆；
（2）所有的收费亭； （3）缴费后离开收费站的车辆； 3.2 马尔可夫排队理论－多通道等待制模型
（1）到达收费站的车辆通常是泊松分布的；
（2）各个收费亭的收费效率，即单位时间内该收费
2 k
k
n
(k1) n
n
n
1
S
n n
n
r
n
4
为了使系统中各个状态保持平衡，得到下列方程：
对状态 S 0 :
P0 P1
P1
P0
P0
对状态 S 1 : 对状态 S n1 :
P1 2P2 Pn1 nP2
2 P2 2 P1 2! P0
n
Pn n! P0
对状态 S n :
Pn nPn1
对状态 S nr 1 : Pnr1nPnr
n!(
n
)
n 是整数
1
11
4.3 最短停留时间模型 从到达收费站汽车的角度来考虑，应该使所有到达收 费站的车辆，从排队收费开始，到缴完费，再次上高速公 路为止，所花费的总的时间尽可能的少。 车辆在收费站处花费的总的时间包括两部分： （1）车辆从排队到缴费所耽误的平均时间 T q ( n ) （2）车辆离开收费亭后，在车辆高峰时，排队等 待进入应进的车道所耽误的平均时间Tk (n)
9
收费亭单位时间总的花费：n C1
乘车人员因为等待所消耗的费用：Ls C2
当整个收费站单位时间总的费用：nC1LsC2 Z(n)nC 1LsC 2
10
建立数学模型：
mZ (in )n n C 1L s C 2
1
st
Ls
P0
(n
n1
1)! (n
)2
P0
n i0
i
i!
n1
i0 i!
n i
n1
P
i0 i! n!(n)
(0P1)
说明：不等式在 1 的情况下才有意义； 8
4.2 最小投资模型
收费站单位时间的花费包括两部分： （1）收费亭单位时间的花费； （2）乘车人员因为等待所折合的费用；
这两个变量在实际中时可以估算的，不同的收费亭情 况不同。
设 C 1 为单个收费亭单位时间的花费，C 2 为每辆排队 等待缴费的汽车在单位时间所消耗的费用，Z (n) 为收费 亭个数为 n 时整个收费站单位时间的总费用。
有 r 辆车在排队；P i 表示收费站状态 S i 发生的概率；
P(Nn) 表示车辆到达收费站时，必须等待收费概率；
表示系统的负荷水平，其中 ; 当 1 时，系统
负荷水平达100％，即达到平衡状态。 3
整个收费站可能出现的工作状态出发，作如下状态 转移流程图：
S S 0
S S S 1
12
则车辆在收费站处总的停留时间：T(n)Tq(n)Tk(n)
从期望停留时间最短的角度考虑，建立模型：
mT i(n n )T q(n)T k(n)
1
k 1
Tq (n)
(n
n1 1)! (n
)2
P0
st Tk (n)
(
2 k
m
)
(n (1 k ))
n i
n1 1
亭可以完成的缴费的车辆数，及车辆到达收费站的时间
间隔是服从负指数分布的；
பைடு நூலகம்
2
3.3 符号和变量的说明
表示的是单位时间从不同的股道到达收费站的所有
车辆数；表示的是单位时间一个收费亭放行的车辆数；
S 0 表示的收费站所有的收费亭都是空闲的；S k表示有k个收
费亭在收费，其他的收费亭都在空闲的；S n 表示有n个收费 亭在收费，没有车辆排队；S n r 表示有n个收费亭在收费，
n
Pn1 nn!P0
n
Pnr nr n!P0
5
在系统转移的整个过程中，所有状态出现的概率之和为1
P 1 P 2 P n P n r 1 可解得：
n i
n1 1
P0 i0
i! n!(n)
Pi
1i!niP0
n!nin
P0
(1i n) (i n)
6
由参考文献可以直接得到：
平均队列长：
n1 Lq (n1)!(n)2 P0
平均队长：
LS Lq
平均逗留时间为:
TS
Ls
平均等待时间为:
Tq
Lq
7
4、数学模型的建立
4.1 最小概率模型 为了保证车辆在到达收费站时尽可能大的概率不需 要等待，则需要满足：
P 0P 1P n1P
其中，P为给定的不需要等待的概率。
即得：
n1 i