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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?!
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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。. `8 s) o4 ]$ W) N8 ~: ?
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。2 J2 s: A3 o6 V" c: j; w+ w  B
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。
/ k+ L* v4 N) a9 f0 r' L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/ q: C* t) s5 c9 j7 H$ R
1200812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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5 Q& o* @" e; Q( b& _6 g( D2)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。
/ O% \' n( m8 x. @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。5 I. u* b. W( T) @

# f  s$ }: a9 P" t0 P: Y7 \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。1 ~( ~* }5 }1 J& b
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。9 q/ o; X  J* O* g
 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。+ f  d9 p8 U. b0 s; `/ F6 V
 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。$ `/ i! U* D4 M& d2 ~- e; X) S
561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。
" ]/ a8 `( q. c7 Y0 r8 T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。# s5 N3 {* x4 j3 \" l) q
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。( k* q  M) q5 ~- _) b- l' n
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)。) c  _# Q. I7 N) B' p  X

8 v/ L4 t6 T+ A5 n" 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。
" H5 v5 ^7 G- h, m( ~# t+ ]2 m1)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)。# v+ j% ?6 Y, _5 T( f3 T* v
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。: G+ h* `) [5 \) Q
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数据:
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时段
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流量# z2 e. U4 }& O( Q2 T' _1 [5 j
时段
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流量
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时段! l- g; s4 }9 u! f, h7 X
流量1 z1 B1 q8 t+ D% A7 U7 y
0-1
- H- y8 k  f- F2 C+ g: t, k9 d
300
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8-9/ R. S9 t. p; w! o; C
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16-17. }$ {3 W# {. ?
38000 G$ e0 X" K) k7 f6 ]% [' Y0 }+ ~
1-24 G9 [- G) A) h/ ~
450
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9-10: w: {2 B) W" ~/ I3 p  X
2500, J! h: W8 k. t; i' {
17-18* _, k% s5 L; ]2 J+ A0 T+ q3 z  Q9 K
3500
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2-39 H1 K) V" m* s/ ]( L6 I. x
508
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10-11
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18000 H' a* ]$ T8 N2 ]9 X& q7 o* h
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3000; W& m4 K. C! J7 H( y  h0 k; [
3-4
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3001 A( U! p5 t" D, e0 E+ k
11-12
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2200
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19-20
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2100  O' m: T3 D, L# s0 {: U3 d
4-5
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12-137 c/ Y1 Q9 A! [
2400
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20-21" p+ g3 q  f. I6 p% C4 o6 k) ~
1056
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800
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13-141 @3 ]: y* Y3 l2 m
2350
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21-22
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6000 @# u8 D5 d6 i- @( L
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1200: y* G# i7 m+ P2 V' R9 g
14-15
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1800# ]' J! F& s: k, o1 j2 ]
22-23
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500# x% f0 O9 S. e1 d  o- x
7-8
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2800
- e6 K) z7 h6 p( b4 p$ v
15-16
6 P) u+ T) h) q) m& R/ L
2640
1 Q* s  P. Z+ o, o
23-24: F. h, K1 ^7 W& m
400
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3 k# g# k8 ~2 C$ Y5 u' i3)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。( B4 P5 c. Q3 u! y0 m/ E4 y' @

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附表1: 515日前上海高速公路网设置ETC分布表
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1 h2 F. H3 |7 M6 j: J
7 b, }. v6 _, U1 v. t附表2: 目前上海高速公路网设置ETC专用车道分布表- r3 Q+ i3 a$ m! u' }

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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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