随着收费技术的发展,ETC (Electronic Toll Collection)与MTC (Manual Ton Collection system)混合式收费站逐渐成为我国高速公路收费的主要形式。而收费站作为高速公路的瓶颈所在,提高其通行能力和服务质量,是改善高速公路交通运行状况的有效方法。本文在对收费站的布局、设计进行研究的基础上,结合实测调查,对收费站车辆的行为过程、到达分布及ETC、MTC车辆在收费站的服务时间、延误时间、离开时间等分布模型进行了细致深入的分析,并基于理论分析法,分别给出了MTC收费站与ETC收费站通行能力的计算模型,结合调查与研究对相关参数进行了标定。该模型综合了车辆在收费站的交通特性、交通行为、收费站规模及服务特性等多方面因素。可作为MTC或ETC收费站设计评价的依据。对于混合式收费站,由于交通特性存在差异,MTC与ETC车流之间会造成相互干扰。基于此,本文着重对混合式收费站的驾驶人行为、车辆跟驰行为、换车道行为、车道决策选择行为等进行了细致分析,并由此提出混合式收费站系统通行能力的计算模型。该模型综合考虑了不同ETC通道数量及布局位置等对ETC通道通行能力的修正,与实际情况较为符合。针对本文提出的通行能力计算模型,以实测数据为基础,建立仿真模型,分别就不同ETC车道数量、限制速度、布局位置等对收费站通行能力的影响进行仿真分析,并与模型计算结果进行对比,验证了本文模型可行性与适用性。最后针对以上研究成果,提出一套混合式收费站的优化设计与服务水平分级的理论方法,为ETC系统的推广、应用提供设计参考与依据。