Kemacetan di jalan tol sering terjadi pada gerbang tol dikarenakan sistem pembayaran yang kurang optimal. Sistem pembayaran pada Gerbang Tol Ngemplak masih menggunakan tapping dengan kartu tol dengan mewajibkan kendaraan berhenti saat melakukan transaksi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kinerja Gerbang Tol Ngemplak berupa tundaan dan panjang antrean dengan sistem pembayaran tapping kartu, kemudian membandingkannya dengan sistem pembayaran SLFF (Single Lane Free Flow) dan MLFF (Multi Lane Free Flow) menggunakan perangkat lunak PTV Vissim.

Metodologi yang digunakan yaitu metode survei untuk mengumpulkan data di lapangan dan metode analisis dengan perangkat lunak PTV Vissim. Pemodelan base model pada PTV Vissim dikalibrasi menggunakan pengujian statistik Geoffrey E. Havers (GEH) terhadap volume lalu lintas. Selanjutnya divalidasi dengan pengujian perbedaan relatif terhadap waktu perjalanan kendaraan untuk mendapatkan hasil yang akurat dan representatif.

Pemodelan sistem SLFF dan MLFF secara signifikan dapat mengurangi tundaan dan panjang antrean dibandingkan kondisi existing. Implementasi SLFF pada setiap gardu dapat mengurangi tundaan rata-rata dari 52,26 detik menjadi 4,62 detik dengan persentase penurunan lebih dari 90% dan panjang antrean rata-rata dari 60,11 meter menjadi 22,87 meter dengan persentase penurunan sebesar 64%, sedangkan sistem MLFF menawarkan pengurangan tundaan rata-rata menjadi 2,1 detik sehingga persentase penurunan  lebih dari 95% dan menghilangkan antrean sepenuhnya. Jika meninjau hasil kinerja ketiga model tersebut, dapat disimpulkan bahwa simulasi sistem pembayaran MLFF menunjukkan kinerja terbaik. Namun, penerapan MLFF di gerbang tol masih memerlukan waktu yang cukup panjang. Oleh karena itu, sistem pembayaran SLFF merupakan opsi paling efektif untuk diterapkan di Gerbang Tol Ngemplak.