随着经济的飞速发展,汽车保有量持续增长,对我国高速公路建设的要求更为严格。鉴于我国高速公路的发展模式,收费站成为高速公路不可或缺的组成部分。高速公路的通行能力由于收费站的存在受到制约,在交通量大时极容易造成拥堵。在目前撤销省界收费站和极力推广ETC的新政策下,车道配置不合理,会加剧拥堵现象发生。ETC和ETC/MTC混合车道组成的收费站会逐渐成为我国收费站的主流形式,本文针对这种形式的收费站进行交通特性分析研究,获得通行能力和车道数量的计算方法,并对收费车道的布设展开研究。首先通过查阅文献和书籍对收费站进行理论研究,总结收费站的分类、分析收费站的组成,对收费岛和收费车道的设计参数进行研究总结。对车辆的到达、缴费和离开过程以及驾驶员的跟驰、换道和车道选择行为进行分析研究。选择灞桥收费站展开实地调查,根据调查统计数据,对车辆的到达特性、到达速度以及服务时间和离开时间的分布特性进行研究。其次采用理论分析与仿真相结合的方法对MTC、ETC、ETC/MTC以及混合收费站系统的通行能力进行研究分析,分别运用M/G/K排队模型和最小车头间距的方法得出MTC和ETC车道的通行能力计算方法,引入一系列系数对ETC车道的通行能力计算公式进行修正,分析总结得出混合车道和收费站系统的通行能力计算方法。最后根据实际调查数据以灞桥收费站为原型进行VISSIM仿真模型的构建,在对通行能力计算模型验证的同时,分析ETC限速和不同车道配置方案对通行能力的影响,分析得出ETC车道位置修正系数和相对最优的车道配置方案。在收费车道总数一定的情况下,分析收费站系统的通行能力与ETC车道数以及满足到达流量通行要求的最小ETC用户比例与到达流量之间的相互关系。结合通行能力计算公式和仿真分析结果,分别给出ETC、ETC/MTC车道数量的计算方法,并结合具体案例进行车道布局设计,参考案例设计给出特定条件下的车道数量计算表。