高速公路收费站服务水平和车辆计重算法研究

作     者：侯汉祎 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张绍阳

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：高速公路 收费站数据 收费站服务水平 压电石英传感器 车辆计重算法 

摘      要：高速公路收费政策是交通基础建设和养护融资的一项重要来源,并且在很长的一段时间内,还将持续下去。据统计,我国目前已有17983个高速公路收费站。因此,如何对收费站数据充分利用,提高收费站的服务水平和效率,具有重要意义。本文分别利用收费数据和称重数据从两个方面对收费站的相关模型进行研究,为收费站的管理提供支持。第一部分,基于收费数据的收费站服务水平估计。收费站排队是个动态过程,难以获取长期观测数据。本文在深入分析车辆通过收费站过程的基础上,利用排队论模型,通过计算排队长度估计收费站的服务水平。论文首先提出了一种依据收费数据判断车辆是否排队的规则,并以此规则提取可能的排队数据;然后对车辆的到达模型、服务时间模型和离开时间进行假设和估计,并给出了参数的计算方法;最后给出了排队长度的计算方法。第二部分,基于多石英传感器的车辆计重算法研究。本文针对应用8条压电石英传感器进行计重的情况,利用轴重测量数据,设计了一种基于多石英传感器的车辆计重算法。算法采用两次加权的多传感器融合方法,第一次加权使用最优比例权重来校正估计偏差较大的估计值,其中最优比例权重是方差最小时刻的状态估计值与估计值和观测值的和做比得到的结果。第二次加权根据传感器的方差固定不变的特性,计算融合过程的二次权重。上述模型对收费站实际运行数据进行了分析,建立了收费站服务水平估计模型与车辆计重模型,结果表明,本文方法可以快速高效地得到收费站的服务水平与真实车重,模型有效。