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ETC作为ITS中发展较为成熟的子项之一,不仅为解决因道路收费引起的拥挤、延误、能源过多的消耗与环境污染等问题提供了解决的策略,并且为车辆称重控制重型车辆、可变收费控制交通流等一系列后续管理策略及相关技术的实施奠定了基础。ETC的在我国的应用的关键是决策者、投资者及公众等各阶层对ETE的客观认识,对其技术性能及应用所产生的效益深入的了解,因此ETC的分析与评价研究尤显出其重要性。论文旨在解决ETC评价中的一系列关键问题,以建立一套相对完整的ETC项目评价体系,提供有效的评价指标体系及评价方法。
论文首先根据ETC系统的基本属性、应用目的及ETC项目实施可能产生的效益,并结合项目评价的特点,分析了不同的评价主体、评价阶段对评价的需求,提出了不同层次的评价概念,并对各层次下的评价内容及范围进行了界定,将各种评价进一步分解,析出了其组成的基本单元,即ETC项目评价的基本内容为技术性能评价、效益评价。技术性能评价可进一步分为系统性能评价及运行性能评价,而效益评价可分交通性能、交通安全、能源与环境、费用与运营效益。
针对收费区交通流的特点和收费区交通流的影响因素,分析了ETC交通效益的生成机理,并进一步论证了ETC交通效益的评价指标为收费区综合通行能力及收费延误;分析了延误指标的统计特性,提出了具有统计意义的延误指标即平均延误及累积延误;以交通流理论、运动学、数理统计等基本理论为基础,建立了收费站综合通行能力及收费延误的数学模型。
鉴于事故统计数据的不足和传统的事故法评价的实现较困难,本研究提出了将冲突法用于收费区交通安全的评价,以各类型的冲突数作为评价指标,对ETC实施前后的各类型车辆冲突进行调查比较,得出ETC对冲突的影响,以此进行ETC安全评价。
在确定了能源与环境效益评价的指标为车辆在收费区的油耗及NOx、CO、HC的排放量的基础上,根据车辆在收费区频繁停车与加减速的特点,对国内外已有的评价研究结果进行了分析。指出了其数据的不一致性主要是由两个因素引起的:一是交通流模拟模型对收费区的交通流特征表现不够;其二是建立污染物排放模拟模型时错误地认识了排放的产生与车辆运行状态的关系。车辆污染物的排放不仅与车辆的速度有关,且与车辆加速度的大小有关,发动机的运行状态是车辆排放的决定性因素。在此基础上,根据车辆在收费区的运行特征及排放特点,以车辆的排队长度为依据,模拟了车辆在收费区的运行,提出了油耗及NOx、CO、HC的排放量指标的简化计算模型。