随着交通量快速增长与交通供给有限速度增长的矛盾日益凸显,交通拥堵、交通事故以及交通问题所带来的环境污染等一系列问题时有发生。尤其在高速公路收费站这个“瓶颈”点,排队拥堵问题更为严重,分析并解决这个问题显得非常迫切。论文建立了基于收费数据的高速公路收费站运行效率评价指标体系,旨在通过评价、对比、分析有效提高收费站的运行效率;同时,分析并验证了几种提高收费站通行能力的方法,通过这两方面来有效缓解收费站的排队拥堵问题。论文首先对收费站的交通流运行特性进行了分析,对影响收费站运行效率的各方面因素进行了综合考虑,将其概括为收费站服务能力和收费站服务效率两个方面,同时对收费车道通行能力的计算进行了理论分析。其次,建立了基于收费数据的高速公路收费站运行效率评价指标体系,并通过对收费站车辆的排队规律进行研究,设计了基于收费数据的收费站排队检测算法以及各指标的量化计算方法,并选取了平均服务时间、平均队长和平均逗留时间对算法进行了验证,结果表明平均服务时间的绝对误差不超过3s,平均队长和平均逗留时间的计算结果也基本一致,算法有效。然后分析了评价指标的无量纲化方法、权重确定方法以及综合评价方法,结合研究的特点,选取了合适的无量纲化标准函数,采用了基于AHP方法与熵权法相结合的组合权重方法,并认为两种赋权方法的相对重要程度各取0.5比较合适。通过分析选取了价值分析评价法作为综合评价方法。最后选取了2015年10月份流量前十收费站中的三桥、曲江和六村堡收费站作为评价对象,对它们的运行效率进行了综合评价,综合评价值分别为0.904、0.7557和0.6694,相比之下,三桥收费站的运行效率最高,曲江次之,六村堡较低。并将高速公路收费站的运行效率划分为高、较高、一般、较低、低五个等级,三个收费站分别处于高、较高、较高等级。同时分析了提高收费站通行能力的方法,对串列式收费方式和ETC方式进行了数据验证,结果表明这两种方式可以大大提高收费站的通行能力。