随着深化收费公路制度改革取消高速公路省界收费站的实施，不停车快捷收费有序推进，各省市ETC车辆通行优惠更是促使越来越多的车辆采用ETC设备，大幅提升了高速公路出入口通行效率。然而各出入口车流特征不同，ETC车道设置太多，会造成使用率低，或者增加人工收费车辆排队长度；ETC车道设置不足，则难以发挥ETC系统优势，因此，研究ETC车道与混合式车道收费效率对新改建收费站车道设置具有重要意义。目前，对于收费车道通行效率的研究普遍采用理想情况下车辆通过收费站的时间作为参数[1]，或者采用仿真模拟的形式模拟车辆在收费车道内通行速度，进而利用速度、流量、密度关系式推导[2]，偏重于理论研究。本文结合广东省某高速公路5处收费站出入口车流量流水数据及视频资料，对各出入口ETC车道及混合式车道服务效率进行统计分析，为收费站车道服务效率研究提供实证参考。1某高速公路出入口收费站现状特征某高速公路是广州通向粤西的交通大动脉，也是全国高等级公路网重要组成。项目公司积极升级完善各出入口ETC收费系统，取得良好进展。本报告收集了某高速公路在2020年10月14日高峰时段出入口车流量流水以及视频资料以开展统计分析，如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.10.006.T001表1某高速公路5处出入口收费站24小时交通量统计站点时段A站点B站点C站点D站点E站点入口出口入口出口入口出口入口出口入口出口合计17 63617 4988 8587 41310 30610 9669 2929 1993 5973953019424564919413494122454611421624959721115711923432951182345447664801520385121693173735759111641309372337160946115195167160996410510014178431963422791661092471682221347847780678041730959538650229016812681 0421 25059848171261265042723319591 1531 223595563749767691567274285109981 208549522687753592621262293111 0211 12252049056773253961621029212994916471382505604521540220259131 0501 060533388585633607515230247141 2041 135622526766722636612251257151 1821 210652486753770614641270296161 3801 174613521698819627675262281171 3951 150736564787857621682239267181 3811 2056796135979085487471982671994882843531852051141152513918320652653338264409341379350137162215926222522463263463113311271452240145519219522328119823596111232823291141131212021161725177veh/h1.1出入口交通量由表1可知，各出入口车流量差异较大，A站点出入口交通量达到17 636 veh/d左右，而E站点出入口流量较小，日均流量在3 500~4 000 veh。出入口流量是决定收费站车道布置的关键，也在一定程度上对收费站通行效率造成影响。根据各出入口交通量时间分布特征，可知各收费站自7：00开始通行车辆迅速增加，至19：00之后通行车辆大幅减少，7：00~19：00之间各时段通行需求虽有波动，但整体维持在较高水平。整体而言，各收费站出入口交通需求存在明显差异，但另一方面，各出入口通行需求的时间分布上存在高度一致性，也均存在早晚两个相对的高峰时段。1.2ETC车辆占有率及混合式车道中MTC车辆混入率通过对出入口车辆信息追踪及流水处理，分析可得各站点出入口ETC车辆占有率情况如表2所示。目前，某高速各站点ETC车辆占有率均在60%以上，从侧面反映出某高速公路上通行车辆目前ETC装载率基本在60%~65%。而且实地调查结果显示，小汽车ETC安装率普遍较高，而货运车辆的ETC装载率则相对较低。10.19301/j.cnki.zncs.2022.10.006.T002表2各站点出入口ETC车辆占有率站点A站点B站点C站点D站点E站点入口63.9260.3360.7162.4062.47出口62.5560.8560.8061.3761.50%另一方面，各收费站现状收费车道分为ETC专用和混合式（ETC/人工）两类，而ETC车辆和人工服务车辆比例直接影响到混合式车道的收费效率。通过对各收费站出入口流水的处理，可得混合式车道中人工服务车辆和ETC车辆比例情况如表3所示。现场调查同样显示混合车道中以人工服务车辆为主，且货运车辆居多。10.19301/j.cnki.zncs.2022.10.006.T003表3混合式车道中人工服务车辆与ETC车辆组成站点出入口人工服务车辆比例ETC车辆比例A站点入口73.9326.07出口83.5016.50B站点入口71.1528.85出口74.8625.14C站点入口73.6926.31出口86.3413.66D站点入口63.7736.23出口69.7630.24E站点入口64.0735.93出口76.9723.03%1.3收费站车道布置现状根据现场调查及视频资料，本项目各出入口的收费通道设置情况如表4所示。目前各收费站以混合式车道为主，符合当前收费车辆收费模式及收费模式服务特征的要求。另外，实地观察及视频资料显示，部分收费站会结合通行流量需求抑或是因设备故障而关闭部分收费车道。10.19301/j.cnki.zncs.2022.10.006.T004表4各出入口收费车道设置方案站点入口收费车道出口收费车道总计ETC混合式总计ETC混合式A站点523936B站点（1）312413B站点（2）211312C站点4221138D站点312624E站点312514注：B站点为分离设置的收费站，其中B站点（1）为广州方向，B站点（2）开平方向；下同。条2收费站ETC及混合车道服务效率分析在各收费站现状交通特征及车道设置条件下，通过对各出入口流水及视频资料处理，统计分析可得现状收费车道服务参数。ETC车道服务过程中车辆不停车通行，而混合车道中的人工服务车辆在入口处需停车取卡、出口处需停车缴费，因此，本次统计参数主要包括出入口ETC车道通过时间，混合式车道通过时间（服务时间和驶离时间）等[3]。其中，ETC通过时间包括车辆进入ETC感应区使挡杆抬起，至车辆通过后挡杆落下的时间；混合车道（ETC/人工）通过时间包括服务时间和驶离时间，其中服务时间为进入收费窗口区至服务结束，驶离时间意指驾驶员反应时间、车辆启动后完全驶离收费窗口区的时间。统计过程中采取抽样统计方法，并排除异常情况（如车辆在收费站停止时间明显较长、ETC系统故障导致车道关闭、车辆进入错误收费车道等情形）。入口收费车道服务参数如表5所示，出口收费车道服务参数如表6所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.10.006.T005表5入口收费车道服务参数站点ETC车道混合车道（ETC/人工）通过时间服务时间驶离时间A站点3.824.545.13B站点（1）3.884.735.32B站点（2）3.405.255.92C站点4.604.196.10D站点4.904.764.21E站点3.706.672.67注：混合车道通过时间=服务时间+驶离时间；下同。s10.19301/j.cnki.zncs.2022.10.006.T006表6出口收费车道服务参数站点ETC车道混合车道（ETC/人工）通过时间服务时间驶离时间A站点4.8216.054.91B站点（1）4.3315.884.24B站点（2）3.6319.914.91C站点3.7716.506.73D站点4.2219.165.42E站点3.5521.427.08s由表5和表6可知，各出入口ETC通过时间虽略有差异，但整体在5 s以下，且入口和出口的通过时间差在综合考虑统计误差的情况下几乎可忽略；而人工服务车辆由于在出入口需停止后再启动，驾驶员的反应时间、车辆启动加速时间等降低了其服务效率。ETC/人工收费车道通过时间在入口和出口有明显差距，后者约是前者的3~4倍，主要在于出口较入口增加了收费环节，现金收费拉长了服务时间，而采用移动支付的情况下，出口人工收费的服务时间也将有一定缩减。整体而言，ETC车道服务效率约为3~5 s/辆，而混合式车道入口处服务效率约为8~10 s/辆，出口处则为20~25 s/辆。ETC车道的服务效率明显高于混合式车道服务效率，尤其是在出口收费环节，该对比更为显著。3结语通过以上分析可知，某高速现状收费站入口ETC单车道通行能力约为ETC/人工车道通行能力的2倍，出口ETC单车道通行能力约为ETC/人工车道通行能力的3~5倍。ETC系统能够有效缓解由于人工收费方式造成的车辆延误时间长及交通拥堵等问题，大幅提升收费站的通行能力。上述分析是基于某高速公路各出入口特定的现状交通环境（车道设置、交通组成及运行条件等）进行的，分析结果虽然具有一定的局限性，但仍然能够对ETC系统服务效率研究提供实例参考。