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2017年美赛B题:收费站后的车流合并

2017年美赛B题:收费站后的车流合并是 2017 年 MCM B 题,英文原题名为 Merge After Toll

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从多个收费出口合并回普通车道

本题研究横跨道路的主线收费站,不研究出入口匝道收费。车辆进站前先由较少车道分流到较多收费亭,缴费后再合流回正常车道。收费广场包括入口分流区、收费设施和出口合流区,本题重点是收费设施之后的合流区

设高速公路每个方向有 L 条普通车道,同方向设置 B 个收费亭,满足 B>L。原题举例为3条车道对应8个收费亭,但模型要处理一般的B与L。离开广场后恢复为L条车道。

需要设计什么

确定从B条收费出口车道合并到L条普通车道的区域,应该采用怎样的形状、尺度和合流方式。模型须同时考虑:

  • 事故预防,即合流过程的安全。
  • 通行能力,定义为每小时经过广场末端、进入L条正常车道连接点的车辆数。
  • 成本,特别是土地与道路建设开支。

任务要求寻找能够优于常见设计的方案,研究不止于评价一座已经建成的收费广场。

三类变化条件

首先检验所提方案在轻交通与重交通条件下的表现。

其次,随着车流中自动驾驶车辆比例增加,讨论设计应怎样改变。这里的车辆组成变化与单纯增加总车流量是两个研究因素。

再次,考虑三类收费设施所占比例对方案的影响:人工收费亭、需要准确投币等自动收费亭,以及通过车载应答器等方式完成的电子收费设施。需要说明不同组合怎样影响合流区的表现或设计。

面向管理机构的信与提交要求

新泽西收费公路管理局写一封 1—2 页信,介绍研究结果与建议。提交内容还包括一页摘要表和不超过 20 页的完整报告,总计最多 23 页。附录与参考文献不计入限额。本题没有独立数据附件。

原题与附件

本页依据 COMAP 原题整理任务和条件,不提供解法。来源核对日期:2026年9月22日。