成都机动车尾号限行的影响分析的研究

成都机动车尾号限行的影响分析的研究

摘要

继北京、广州等特大城市之后，西部省会城市成都于今年4月26日开始实施车牌号码尾号限行。交通拥堵已经成为中国各大城市求解的顽疾。

为保障成都二环路改造工程的顺利施工，成都二环路全线及7条城区放射性主干道，对本地及外地社会车辆实施工作日分时段按车牌尾号进行限行，以缓解交通拥堵。这是成都在实施“禁左”(中心城区设置机动车辆“禁止左转”路口和标志)等缓解交通拥堵措施之后的又一举措。具体措施如下：

今年4月26日至明年7月30日期间，成都市将在二环路全线及7条放射性主干道，对所有川A和外地籍号牌汽车实施工作日按车牌尾号限行措施，每天限行2个尾号，每车每周限行1天，即：周一限尾号1、6；周二限尾号2、7；周三限尾号3、8；周四限尾号4、9；周五限尾号5、0。尾号是字母的私家车，按最后一位数字限行。

车辆限行政策对城市交通体系都有着深远的影响。本篇论文是针对可能出现的交通问题进行数学建模分析，讨论“尾号限行”是否对交通状况起到积极的影响。

我们通过交通畅通可靠度的分析，得到了开展“尾号限行”政策会对交通状况产生一定的效果的结论。通过贝叶斯网络模型的交通状态预测，在较长一段时间内，其市区的交通状态将会取决于实际机动车保有量与未“限行”情况下理想最大机动车数量之间的关系。基于交通畅通可靠度的定义建立了道路系统状态评估体系，并对交通限行进行数值试验，得到交通限行政策将减轻交通压力结论。采用贝叶斯网络对交通状态进行预测，能很好的表示变量之间的不确定性、相关性与不确定性推理，这也保证了将贝叶斯网络用于交通状态预测的可行性。两个模型很好的解决了之后所面临的交通问题，并预测了在长时间内其交通状况。

关键字：成都交通限行交通畅通可靠度贝叶斯网络模型数学模型

一、问题的重述

继北京、广州等特大城市之后，西部省会城市成都于今年4月26日开始实施车牌号码尾号限行。交通拥堵已经成为中国各大城市求解的顽疾。

为保障成都二环路改造工程的顺利施工，成都二环路全线及7条城区放射性主干道，对本地及外地社会车辆实施工作日分时段按车牌尾号进行限行，以缓解交通拥堵。这是成都在实施“禁左”(中心城区设置机动车辆“禁止左转”路口和标志)等缓解交通拥堵措施之后的又一举措。具体措施如下：

今年4月26日至明年7月30日期间，成都市将在二环路全线及7条放射性主干道，对所有川A和外地籍号牌汽车实施工作日按车牌尾号限行措施，每天限行2个尾号，每车每周限行1天，即：周一限尾号1、6；周二限尾号2、7；周三限尾号3、8；周四限尾号4、9；周五限尾号5、0。尾号是字母的私家车，按最后一位数字限行。

成都是一个汽车保有量很大的城市。而随着成都人民生活水平日益提高，私家车购买数量也在日益增多。成都的立交桥已经从当初的二环三环扩建到了现在的六环甚至七环连接京津冀。然而便捷的高速公路依旧不能解决北京的交通问题。奥运会的举行促使成都新的一项政策出台——车辆限行，这项政策延续至今。它到底只是限制了市民驾车出行的自由，还是真的改善了成都市区的交通状况，在此我们运用数学建模的方式对北京车辆限行政策对成都交通状况的影响进行简单评估。

二、问题的分析

对于这一问题，成都汽车尾号限行政策是从奥运会开始实行的，之后一直在沿用，只是在奥运会结束后限行政策又进行了部分调整。我们准备从两个方面来进行评估。首先建立数学模型，讨论此项政策对奥运会期间的交通状况产生的效果。之后再对之后长期的交通情况进行讨论。

对于第一个方面，可用基于畅通可靠度分析单双号限行对北京奥运会期间的交通情况产生的影响进行研究，来反映此政策产生的效果。通过若干路网畅通可靠度计算，可将可靠度划分

极度，评估道路畅通程度。然后在城市的畅通可靠度不小于时，通过逐步增加城市机动

车数量，并运用反复试算的方式找到满足畅通可靠的要求的理想最大机动车数量。最后再以北京为研究对象得出理想的最大机动车数量，从而得出在北京奥运会期间实行尾号限行的措施是否有一定效果的结论。

对于第二方面，则要对北京的交通状况进行预测，有效的交通状态预测能很大程度上优化交通状态。我们基于贝叶斯法则，并通过计算车流量占有率、车流速度、车流密度等的条件概率，来计算交通阻塞发生的可能性。若交通阻塞状态概率大于交通畅通时的概率，则会发生交通阻塞，反之则不会发生交通阻塞。道路交通状态即通行能力，由车速（v）、占有率（A）和流量（K）共同决定。

三、模型的假设与符号说明

1、模型的基本假设

（1）假设道路只有畅通和阻塞两种情况；

（2）鉴于有些因素信息的获取比较困难，所以不考虑交通事故发生、自然灾害、恶劣天气、阻塞发生时车辆状态等的影响；

（3）仅考虑机动车辆，忽略其他影响不大的交通工具的影响；

（4）仅考虑尾号限行对交通情况的影响；

2、符号说明

C：交通供给；

V：交通需求；

：网络上单元i在高峰时间的畅通可靠度；

：交通网络中第k个起讫对在高峰时间的畅通度；

：系统高峰时间通常可靠度；

N k：在k次迭代系统成年数总增加值；

N i k：在k次迭代小区i的车辆保有量增加值；

m i：小区i的经济发展系数；

I:划分的经济区总数；

：系统的畅通可靠度；

Q s：实际机动车数量；

Q l：理想最大机动车数量（未“限行”）；

v：车流速度；

Q：路段车流量；

A：路段占有率；

K：车流密度；

Y：交通状态（Y=1时表示交通处于阻塞状态，Y=0时表示交通处于畅通状态）

四、模型的建立和求解

4.1第一方面的解决方案及模型

4.1.1 畅通可靠度的分析

1）定义路段畅通可靠度

根据道路交通学知识，畅通广义来讲可定义为车辆能在畅通的服务水平下行驶，从而单元畅通度可定义为某时段（一般为高峰时间）内某路段或路口单元上车辆能在畅通的服务水平下行驶的概率。

根据国内外的经验，可用交通供给C需求V的比值V/C作为城市道路路段与交叉口的服务水平划分依据。并依据我国大中型城市路段与交叉口服务水平划分采用值表格。

设网络上单元i在高峰时间的畅通可靠度（畅通科考概率）为：

=0.6～0.75C时，该路段畅通；

对于路段，当V≦V

对于交叉口，当V≦V

=0.75～0.9C时，该交叉口阻塞。

V

为保证路段或交叉口畅通的流量上限，视路段路况不同可取上限或下限。

2）定义高峰时间起讫对可靠度

城市交通一般具有随机流的特点。路网中各起讫对间所有可通行道路都可能构成居民的选择路径，而且居民倾向于选择绕行最少的入境或者绕行较远但阻塞较少的路。