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标题: 数学建模模拟提 [打印本页]

作者: hfut-liu    时间: 2009-9-6 12:12
标题: 数学建模模拟提
ETC—快速通行?!& n. n& ]1 v5 M- R4 D1 g* s

1 X# e* u" e7 R9 |9 Z电子不停车收费系统(ETC)是目前世界上最先进的收费系统,是智能交通系统的服务功能之一。使用该系统,车主只要在车窗上安装感应卡并预存费用,通过收费站时便不用人工缴费,也无须停车,高速费将从卡中自动扣除。它特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下使用。近几年我国的电子不停车收费系统的研究和实施取得了一定进展。
! h) V5 e% I0 q5 A5 p, ]2 h* I$ p+ O和传统的人工收费系统不同,ETC技术是以IC卡作为数据载体,通过无线数据交换方式实现收费计算机与IC卡的远程数据存取功能。计算机可以读取IC卡中存放的有关车辆的固有信息(如车辆类别、车主、车牌号等)、道路运行信息、征费状态信息。按照既定的收费标准,通过计算,从IC卡中扣除本次道路使用通行费。当然,ETC也需要对车辆进行自动检测和自动车辆分类。  o% s- [+ R0 s5 C# q
车辆装了车载器(OBU)后,当行驶至ETC车道时,安装在车道上方的检测器接收到车载器发射的信号后,栏杆自动抬起,让车辆通过。
1 P% A& i- e" [5 z电子不停车收费(ETC)技术是解决高速公路收费口拥堵、节约高速公路用地资源及节能减排的有效手段。相比较正在使用的人工半自动收费方式,电子不停车收费技术可使车道通行能力提升35倍(正常情况下人工半自动收费方式通行一辆小客车约需16-20秒,使用电子不停车收费方式后仅需3-5秒)。
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以下是上海市高速公路网及电子不收费系统的基本情况
' }/ `  b% C- A3 a' h8 Z" x1200812上海市在全市各高速公路网增设装有ETC系统的快速通行通道。涉及32个收费站共80根车道(其中:专用ETC车道16根、混合车道64)(附表1如下)。
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2)高速公路不停车收费(ETC)去年底开通试运行至今已有两个月,车主加盟是否踊跃?据调查,迄今仅2500名车主购买安装了OBU车载单元装置,而今年2月份只售出了500个,与今年将达到10万个目标有明显差距。3 E5 P8 l7 x  r7 b. |
据了解,不少车主抱怨专用ETC车道太少,多数都是混合车道,高峰时间照常要排队,通行速度快不起来,而一套OBU设备要430元,目前装了作用不大。30个收费站的80ETC车道里,专用车道只有16根,其他64根车道都是不停车收费与人工收费并存的混合车道。由于人工收费花费时间较长,安装了OBU的车辆在经过混合车道时仍然需要排队通行,不停车收费的好处并没有体现出来。而安装的车主不多,不停车收费系统的收费量自然也上不去。据了解,上海市30个高速公路收费站的80根车道,不停车收费系统开通至今,正常工作日平均每天大约有250笔收费,而在节假日期间,平均每天仅发生约100笔交易。
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3)目前上海市高速公路网收费方式分为两种:ETC收费与人工半自动收费。人工半自动收费采用入口取卡,出口缴费的方式。缴费时车主可以使用上海市交通卡缴费,也可以现金缴费。装有ETC在入口和出口处仅需要放慢车速,ETC车道限速每小时20公里,如果车速过快或者距离前车距离太短,栏杆都有可能重新放下而不是自动升起来,车辆就无法正常通过。相关负责人提醒广大用户,高速公路ETC系统启用后,对驾驶员来说会有一个适应过程,通过ETC车道时应与前车保持一定距离(至少10),以免被起降栏杆碰撞。- d3 V/ l$ u8 X
4515日起A5嘉浏、A2康桥、A4颛桥、A8沪杭枫泾开通了ETC专用车道,而在5月底之前,A9徐泾,A12沪嘉,A11的江桥、花桥也都将开通ETC专用道。同时为进一步推广ETC系统,上海公共交通卡公司即日起至今年731,推出两个优惠方案。( ]$ e( Y" c& t* }4 ~
 优惠方案一为“预付通行费,送OBU”,即在规定日期内,个人用户办理申请购买OBU及沪通卡1套,且一次性充资或支付预付通行费满1500/套,可免费获得OBU及沪通卡1套。- L4 {5 B1 a6 W4 X
 优惠方案二是“满通行次数,送OBU”,即凡在规定日期内购买并开通OBU及沪通卡产品的用户,在安装后3个月内,月累计消费满15次,可免费获得OBU及沪通卡1套或返还原购机费用(赠券有效期1个月)。上述两项优惠活动不可同时参与。
8 M4 m! K8 i" ^( R7 V8 x6 l2 z  u561开始,上海高速公路网增添了18ETC专用车道,全路网ETC专用车道开通数量增至32根(见附表2),下半年争取达到54根,基本满足ETC用户的快速通行需求。& u7 q: _7 a* I
新增18根专用车道正式启用一周以来,整个高速公路路网总体运营情况良好,取得了较好的预期效果,基本确保ETC车辆的快捷通行。) d- a5 a5 n/ L6 _' z* a( C
据高速公路管理部门的统计数据显示,615日,全路网ETC交易量总计逾5000笔,平均每天交易量呈现15%的增长率,较之前已经翻了一番,交易成[url=http://www.madio.cn/mcm/%20http://www.autohome.com.cn/dic/word-98.html%20]功率[/url]也达到了98.5%以上;每辆ETC车辆通过收费口的时间仅为3-5秒,极大地提高了道口通行速度,ETC系统的便捷效应已经初步显现。
* ], N3 z  I$ V- d* j; h据悉,截止65,本市安装ETC设备的车辆已增至4025辆,最多时一天约有200名车主前来安装车载单元(OBU)。
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5 i. e1 d! W7 Y( q7 |" g' E5 `4 Y3 x了解关于ETC系统的相关信息(不限于所给出的资料,可以结合其他相关资料),解决以下问题。
% E$ s, j0 ^7 s; Z! K1)建立模型,对全人工收费、人工/ETC混合收费、ETC专用车道收费时间及三种收费方式下收费口的通行能力进行估算。并以A9徐泾收费口为例,考察原有的全人工收费方式、现有的人工/ETC混合收费方式、以及未来将混合车道转为ETC专用车道收费方式,三种不同的车道设置下道路整体通行能力(分别考察出口与入口)。# \8 b* V7 e1 R2 p
2)设置ETC专用车道可以吸引车主安装OBU装置,但是人工收费道口的减少在目前阶段反而会使得拥堵情况更加严重。建立模型以说明如何设置收费车道数量(包括一般车道、ETC专用车道或者ETC/人工混合车道数目),并就如下在某个高速公路进口前路段(单向)所监测到的流量数据进行说明。
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数据:
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时段
- Y, `6 e- O" w4 c
流量
: b1 _& E: q: W( {$ `/ G2 X4 k
时段
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流量
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时段$ b4 {* Q8 o4 C, S8 N
流量
7 v+ {) I$ ^# _7 E5 c1 e
0-1
7 }1 `$ g2 S; m6 d) E
300
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8-9
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36007 y2 ?# a9 B" e4 C3 [- S9 ]* }; y
16-17
0 d! p4 O8 Q  m$ J& S5 o- S
3800
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1-2
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4506 G, ?  F+ n/ j/ d5 k1 @5 w
9-10
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2500
6 L) f6 O$ _, C, L
17-18
. n8 W" c: t- J$ @+ q
3500
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2-3
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508
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10-11# l4 K1 C& q4 d4 _* h" [0 a" n
1800
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18-19
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3000
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3-4
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300
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11-12
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2200
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19-20+ H  ~' n- X( V1 ?0 m3 f8 X& K( B' B- t
2100$ S1 K' P7 X% s4 u+ A
4-5
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580
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12-130 O, ^4 o5 ^$ f  }% y: `# H" ^5 O
2400$ w( l. ]. W  D! {6 f. Z! o
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1056' c/ i- X$ _3 |7 x3 B6 Z  x" j
5-6: m0 m% Y! s3 x) N, _% t
8002 L( E& x: }% u! ]
13-14; r( c1 I- _8 \6 ^( S
23503 p' Y; o# [7 k1 E
21-22. K) u; k. [. G5 J
600
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6-7, c; t4 ]. t; ~4 [4 B: f
1200* e& \( Q. W1 l7 k2 y" r
14-159 D1 c8 `1 K- O
1800
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22-237 u: q1 p' w* L/ l3 h
500
9 f1 Y# P. g- R# ]- L
7-8* i2 Y6 \4 Y! n& u
2800
6 |5 \, A! G- K; `- c4 p& s) h
15-16
8 q, Y0 y- w; k' r( V2 [9 J/ @
2640$ |) L& D) l+ k- ~$ h
23-24
- Q6 d. K1 t. g' {
400
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0 i0 M& r( d6 p1 a8 J1 r$ U- U3)建立模型,分析影响车主安装OBU装置的主要原因。结合模型分析515日后交通管理部门推广ETC的一系列措施对车主安装OBU装置的影响。' R+ a* }3 A9 ?. k* c3 I$ \  ?
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附表1: 515日前上海高速公路网设置ETC分布表6 |# ]4 F6 g* G7 b/ x: Q' ^  Z

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附表2: 目前上海高速公路网设置ETC专用车道分布表& c. V! b% {% X! z) h
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! [0 n4 l1 k3 O. o1 z& g; y看懂的给个建议或者思路啊
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作者: yemaoxin    时间: 2009-9-6 12:50
有答案么?
作者: hfut-liu    时间: 2009-9-6 14:21
没有答案,所以才来讨论讨论
作者: GG_huang    时间: 2009-9-6 15:15
这么大一个题,在这里不好讨论清楚吧。。。。
作者: kongfanqing    时间: 2009-9-6 15:36
这是你们的练习题吗?
作者: 天空有雨    时间: 2009-9-6 16:22
答案在哪里啊?
作者: hfut-liu    时间: 2009-9-6 20:45
是练习题,就是考前练习,这是东华大学的选拔题。不过现在我们做的有点思路了,但是简单了




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