随着我国机动车保有量的飞速增加,城市道路系统所承受的交通负担加重,交通拥堵问题日益突出。特别是在重大节假日期间,居民出行需求增长,人口出行规模剧增。收费站作为高速公路交通问题的瓶颈,承受着更重的交通负担。如果收费站无法满足交通需求,则会导致一系列的交通问题和社会问题。因此,研究重大节假日期间高速公路收费站的通行能力,将收费站通道进行合理规划,提高高速公路收费站的通行能力和服务水平,有效解决道路拥堵问题,是高速公路管理部门亟需进行的工作。本文针对重大节假日期间的高速公路收费站通行能力优化问题进行研究。首先,本文介绍了论文的研究背景及意义等内容,对国内外学者在高速公路收费站通行能力和交通仿真技术相关领域的研究进行了总结。同时指出对于高速公路收费站通行能力的研究,必须结合我国的实际情况。其次,本文在对高速公路收费站的分类、布局简要说明的基础上,从收费站的交通流量、车种类型、车辆到达特性以及驾驶人行为特性等四个方面对重大节假日期间的高速公路收费站的交通运行特征进行分析。同时结合前人理论研究,分析了影响高速公路收费站通行能力的几个关键因素,提出了 MTC通道、ETC通道的通行能力的计算方法。再次,本文针对重大节假日期间高速公路收费站所存在的交通问题,提出基于成本最小化的高速公路收费站通行能力优化方案选择模型。同时针对重大节假日期间高速公路收费站设置小车专用免费通道的情况,说明了免费通道通行能力的计算方法和ETC通道一致。最后,本文应用VISSIM仿真软件建立了以江阴大桥为背景的仿真模型,为高速公路收费站通行能力优化方案选择模型的后续求解提供了仿真支持。通过对三个可行性备选方案的仿真模拟,得到各个方案的通行能力和平均延误时间,并对比得到方案二的通行能力评价指标最优。结果显示,通过优化,江阴大桥收费站通行能力显著提高,从4098pcu/h提高至5643pcu/h,其交通状况可以得到一定改善,在重大节假日期间可以满足交通通行需求。本文研究表明,通过对重大节假日期间高速公路收费站通行能力优化,可在一定程度上提高收费站的服务水平,缓解交通拥堵问题。本文提出的基于成本最小化的高速公路收费站通行能力优化方法具有一定的可行性与有效性,对于高速公路收费站的通行能力优化工作具有一定的借鉴意义。