交通拥堵数学建模[1]
城市交通拥堵的数学建模和分析
城市交通拥堵的数学建模和分析城市交通拥堵是现代城市面临的一大难题。
它直接影响城市居民的出行效率和生活质量,同时也对城市经济、环境等多个方面产生影响。
因此,如何建立科学有效的数学模型来分析城市交通拥堵,是交通学者一直在探索的课题。
一、城市交通拥堵的成因城市交通拥堵的成因是多方面的。
首先,人口流动和车辆数量增长造成了路网容量瓶颈;其次,交通规划不合理和投资不足导致交通建设滞后;再次,驾驶行为不良和交通管理不到位也是导致交通拥堵的因素。
二、城市交通拥堵的数学建模为了分析交通拥堵,需要从整体上考虑交通状况、交通流量和交通系统的组织结构。
目前,常用的交通拥堵数学建模方法包括微观模型、宏观模型和混合模型等。
微观模型是基于车辆个体行为的研究。
通过对车辆行驶过程的抽象和数学描述,可以模拟单车在道路上的行驶过程,并分析交通流动性能。
常用的微观模型包括细胞自动机模型和微观交通流模型等。
宏观模型是关注整体交通状态的研究,通过对整个道路系统进行描述和分析。
它主要分析道路交通流量与道路通行能力之间的关系,从而衡量交通效率。
常用的宏观模型包括交通控制模型和交通网络瓶颈模型等。
混合模型结合微观模型和宏观模型的优点,同时考虑交通流量和交通状况指标,既能较好地描述单车行驶过程,又能反映整体交通状况。
常用的混合模型包括纳什流模型和Lighthill-Whitham-Richards (LWR) 模型等。
三、城市交通拥堵的分析方法在分析交通拥堵时,需要从交通流量、堵车现象和交通状况等多方面进行分析。
动态交通流分析是研究交通流变化规律的重要方法。
对于交通流的量化研究,常用的指标包括交通流量、饱和度、运输量等;对于交通流的分析,常用的方法包括时间-空间分析法、流量密度分析法和网格分析法等。
堵车现象的分析主要从交通流峰值、拥堵长度和速度变化率等多方面进行考虑,旨在更好地把握堵车的实质。
此外,还需要考虑交通状况的变化趋势,分析道路交通瓶颈、交通系统的组织结构和交通管理等多方面因素。
交通堵塞解决方案的数学建模
数学建模摘要本文用层次分析法,得出了解决交通堵塞应采用建立人行天桥的方案.先建立层次结构模型,分三层,第一层为目标层( O) ,第二层为准则层( C) ,第三层为方案层( P),根据层次结构模型构造判断矩阵。
用MATLAB求出第2层对第一层的权向量W1,第三层对第二层的组合权向量W2,组合权项量 W=W1*W2,最后得出W= 0。
4587 0.2984 0.2429可知第一方案为最优方案。
一、问题的重述某市中心有一商场,由于附近的行人和车辆流量过大,经常造成交通堵塞,政府组织了专家会商研究拟定了五个评价标准和三个方案,评价标准为:B1:通车能力;B2:方便群众;B3:费用不宜过高B4:交通安全;B5:市容美观;方案为:C1:在商场附近建一人行天桥;C2:在商场附近建一地下人行通道;C3:搬迁商场;我们需根据这五个评价标准和三个方案,用层次分析法以改善市中心的交通环境为目标,进行模型的建立与分析,选出最优的解决方案。
二、模型假设1.假设只根据所提的五个评价准则,不考虑其他条件.2.假设题中的三个方案是合理的,不考虑其他方案。
3.假设评价准则的重要性判断是合理的。
符号的定义:1.B1:通车能力成对比较矩阵2.B2:方便群众成对比较矩阵3.B3:费用不宜过高成对比较矩阵4.B4:交通安全成对比较矩阵5.B5:市容美观对比较矩阵6.P:总体比较矩阵7.CIx:一致性指标(x=1…5)8.RIx: 随机一致性指标 (x=1…5)9.CRx:总体一致性比率 (x=1…5)10.ZB:总体一致性比率矩阵11.W1:权向量(特征向量)12.W2:第2层对第一层的权向量13.ZC:一致性指标矩阵14.ZR:随机一致性指标矩阵三、模型的建立与求解(一)建立层次结构模型问题的层次结构共分三层:第一层为目标层( O) ,第二层为准则层( C),第三层为方案层( P) 。
(二)构造成对比较矩阵按照层次结构,将每一层元素以相邻上一层元素为准则,进行成对比较并按1-9的标度方法构造判断矩阵。
初中数学建模案例
初中数学建模案例数学建模案例:城市交通拥堵问题的优化摘要:城市交通拥堵是大城市所面临的普遍问题,本案例将通过建立数学模型对城市交通拥堵问题进行优化分析,以求解最佳车辆通行路线,提高交通运行效率。
通过引入实时的交通流数据,通过数学建模和优化算法,对现有的交通流模型进行改进。
1.引言城市交通拥堵严重影响到居民的出行效率和生活质量,同时还造成大量的汽车尾气排放,给环境带来巨大的负面影响。
因此,对城市交通拥堵问题进行优化分析,以提高交通运行效率和减少交通污染,具有重要的现实意义。
2.问题建模2.1基本假设我们对城市交通拥堵问题进行以下基本假设:1)假设城市交通网络是一个有向图,交叉口为节点,道路为边。
2)假设车辆的行驶速度在不同道路上是相同的。
3)假设车辆在交叉口处按照指定的交通规则进行行驶。
4)假设车辆的目的地是已知的。
2.2确定目标我们的目标是通过优化交通流模型,使得车辆在城市交通网络中的行驶时间最短。
2.3建立数学模型我们将采用最短路径算法求解车辆行驶的最佳路径。
首先,我们需要对城市交通网络进行建模。
假设城市交通网络中交叉口数量为N,那么可以用一个N×N的矩阵A来表示交通网络的连通关系,其中A[i][j]表示从节点i到节点j的道路长度。
如果节点i和节点j之间不存在直接的道路连接,则取A[i][j]为无穷大。
然后,我们可以采用Dijkstra算法来求解最短路径。
Dijkstra算法是一种贪心算法,它通过不断更新起点到所有其他节点的最短路径长度,从而找到起点到终点的最短路径。
具体步骤如下:1)初始化起点到所有其他节点的最短路径长度为无穷大。
2)将起点到起点的最短路径长度设为0。
3)将起点标记为已访问。
4)对于起点直接相连的节点,更新起点到这些节点的最短路径长度。
5)选择一个未访问的节点中最短路径长度最小的节点,将其标记为已访问。
6)更新这个节点直接相连的节点的最短路径长度。
7)重复步骤5和步骤6,直到所有节点都被标记为已访问。
城市交通拥堵的数学建模与优化
城市交通拥堵的数学建模与优化城市化进程的快速发展导致了城市规模的不断扩大,给城市交通带来了巨大的压力。
随着私家车日益增多,城市交通拥堵问题日益严重,不仅给市民出行造成了巨大的不便,也对城市的经济、环境等各个方面造成很大的影响。
因此,如何解决城市交通拥堵问题成为了城市规划和交通管理领域一项亟待解决的难题。
本文将对城市交通拥堵的数学建模和优化进行探讨。
一、城市交通拥堵问题的数学建模城市交通拥堵问题的数学建模是指将现实中复杂的交通系统的各个方面转化为数学模型,以便对其进行分析、预测和优化。
交通拥堵问题的数学建模主要涉及到以下三个方面:1.交通流理论交通流理论是研究交通拥堵问题的基础理论。
它主要涉及到交通流的流量、密度、速度和延误等参数的测算,以及这些参数之间的关系。
常用的交通流模型有研究交通瓶颈问题的半微观模型、研究交通流瓶颈及其影响的微观模型等。
2.交通网络模型交通网络模型是将道路、交通信号灯、地铁等构成城市交通网络的各个部分用数学模型予以描述。
这样,就可以研究到各种交通模式之间相互关联和作用的问题。
常见的交通网络模型有节点模型、网格模型和链费模型等。
3.交通管理模型交通管理模型是为了优化交通流动、缓解交通拥堵而研究的一种模型。
通过对交通流量、交通信号灯控制等方面的优化,达到最优流体、疏通交通的目的。
例如,科学合理地设置交通信号灯,合理分配道路宽度等有助于减少交通拥堵。
二、城市交通拥堵问题的优化对于城市交通拥堵问题的优化,主要有以下几个方面:1.优化交通流控制交通流控制的优化主要是通过采用科学的技术手段,例如交通信号灯控制、流量分配、交通信息发布等,来减少拥堵情况的发生。
通过预测交通拥堵,对交通流量进行有效地调配,能够达到减少交通阻塞的效果。
2.鼓励公共交通鼓励公共交通是一项推行的重要措施。
通过鼓励市民使用公共交通工具,如地铁、公交车等,以减少私家车使用量从而减轻城市交通拥堵的压力。
政府可通过给予公共交通工具提供优先通行权等优惠措施来鼓励市民使用公共交通工具。
基于数学建模的城市交通拥堵问题研究
基于数学建模的城市交通拥堵问题研究随着城市化进程的加速和汽车保有量的不断增加,城市交通拥堵问题日益严重。
城市交通拥堵给城市的交通运输、经济发展和人民生活带来了极大的影响。
因此,如何解决城市交通拥堵问题成为了当前城市管理中亟待解决的难题。
城市交通拥堵问题的分析可以基于数学建模的方法。
数学建模是对实际问题进行抽象和形式化的过程。
在数学建模的过程中,需要将实际问题抽象成为数学模型,进而进行分析和求解。
基于数学建模的方法可以帮助我们更好地认识城市交通拥堵问题的本质,寻求有效的解决方案。
首先,我们需要了解城市交通拥堵问题的本质。
城市交通拥堵是指在城市道路网中,因交通流量和道路容量不匹配而导致的交通运输效率下降的现象。
其中,交通流量指单位时间内通过道路的车辆数,道路容量指单车道上能够通过车辆的最大值。
城市交通拥堵问题的本质是在交通流量不断增大的情况下,道路容量的不足导致了交通拥堵。
其次,我们可以建立数学模型来分析城市交通拥堵问题。
建立数学模型需要考虑交通流量和道路容量的影响因素。
在现实中,交通流量通常受到时间、空间、人口、车辆保有量等因素的影响,而道路容量则受到道路宽度、车道数量、交叉口数量等因素的影响。
因此,我们可以将城市交通拥堵问题抽象成为一个基于时间和空间因素的交通流模型。
在模型中,我们可以考虑以下因素:1.交通流量:交通流量可以表示为区域内单位时间内通过道路的车辆数。
2.道路容量:道路容量可以表示为单车道上能够通过车辆的最大值。
3.平均车速:城市交通的行驶速度受到市区道路的路况情况、信号灯的设置和车流量的影响,可以用平均车速来衡量。
4.道路长度和交叉口数量:道路长度和交叉口数量也会影响车辆的行驶速度和交通流量。
基于以上因素,我们可以建立基于时间和空间因素的交通流模型。
该模型可以通过动态计算车辆的行驶速度、到达时间和车流量等参数,从而模拟车流的动态变化过程。
在模型中,我们可以使用数学方法对车辆的到达、行驶和离开等过程进行模拟和分析。
数学建模在交通拥堵中的应用
数学建模在交通拥堵中的应用近年来,随着城市化进程的加速和汽车保有量的快速增长,交通拥堵已成为城市居民面临的一大挑战。
针对这一问题,数学建模作为一种有效的解决途径不断被应用和研究。
本文将介绍数学建模在交通拥堵中的应用,并分析其作用和意义。
一、交通流模型交通流模型是研究交通拥堵问题的核心工具之一。
通过数学建模,可以对交通流的形成、发展和演化进行系统的描述和预测,从而为交通管理和规划提供重要的参考依据。
1.1 宏观模型宏观模型主要关注整体交通流的运动规律。
常见的宏观模型包括瓶颈模型、微观模型等。
瓶颈模型通过考虑瓶颈区域的阻塞效应,描述了繁忙路段的交通流特征和拥堵情况。
而微观模型则通过模拟车辆的运动轨迹,重点研究车辆之间的相互作用和影响。
1.2 微观模型微观模型更关注具体车辆的行为和决策过程。
基于微观模型可以进行交通仿真实验,通过对不同交通组织方案的模拟,评估其在减少拥堵方面的效果。
此外,微观模型还能为交通规划和出行预测提供数据支持。
二、拥挤度分析拥挤度分析是利用数学建模来判断交通流拥堵状况的一种方法。
通过对数据的收集和分析,可以找出容易发生拥堵的路段和时间段,并提供相应的交通管理建议。
2.1 数据收集拥堵分析的前提是收集大量的交通数据,包括车辆速度、流量、密度等信息。
常用的数据采集手段有视频监控、微信小程序、感应器等。
这些数据能够提供交通拥堵问题的基本现状和变化趋势。
2.2 拥挤度指标基于收集到的数据,可以构建拥挤度指标来量化交通拥堵的程度。
常用的指标包括道路服务水平、空间容量利用率等。
这些指标能够帮助交通管理部门了解交通拥堵的程度及其发生的原因。
三、交通优化方案数学建模在交通拥堵中的应用不仅限于拥堵分析,还包括了交通优化方案的制定。
通过数学建模,可以为交通管理部门提供有针对性的解决方案,从而减少交通拥堵问题。
3.1 路网规划通过数学建模,可以对城市路网进行优化设计。
比如,可以通过模拟交通流的传播,评估不同规划方案下的拥堵状况,并为决策者提供科学的依据。
2023年数学建模比赛d题
数学建模比赛D题通常是一个比较复杂的问题,需要学生运用数学知识和建模技巧来解决。
以下是一个可能的D题示例:
题目:城市交通拥堵问题
背景:随着城市人口的增长和经济的发展,城市交通拥堵问题日益严重。
为了缓解交通拥堵,提高城市交通效率,需要对城市交通系统进行优化。
问题:
1.建立城市交通系统的数学模型,包括车辆流量、道路长度、交通信号灯等参数。
2.根据历史数据,预测未来一段时间内的交通流量和拥堵情况。
3.设计一种优化算法,通过调整交通信号灯的配时方案,以最小化交通拥堵时间和车
辆平均等待时间。
4.对优化算法进行仿真实验,验证其可行性和有效性。
要求:
1.使用数学模型对城市交通系统进行描述,包括车辆流量、道路长度、交通信号灯等
参数。
2.利用历史数据,建立预测模型,预测未来一段时间内的交通流量和拥堵情况。
3.设计一种优化算法,通过调整交通信号灯的配时方案,以最小化交通拥堵时间和车
辆平均等待时间。
4.对优化算法进行仿真实验,验证其可行性和有效性。
5.给出具体的实施方案和建议。
这个问题需要学生运用数学知识、建模技巧和计算机编程能力来解决。
他们需要建立数学模型、预测模型和优化算法,并进行仿真实验来验证其可行性和有效性。
同时,他们还需要给出具体的实施方案和建议,以帮助解决城市交通拥堵问题。
数学建模在城市交通拥堵中的应用
数学建模在城市交通拥堵中的应用城市交通拥堵是现代城市发展中面临的重要问题之一。
为了解决交通拥堵问题,提高城市交通效率,数学建模技术被广泛应用于交通管理领域。
本文将重点探讨数学建模在城市交通拥堵中的应用,并介绍一些常见的数学模型。
一、交通流模型在城市交通拥堵中,了解车辆的流动规律十分关键。
通过建立交通流模型,可以研究车辆的密度、速度和流量等关键参数,进而预测交通拥堵的情况。
常用的交通流模型包括LWR模型、CTM模型和GKT 模型等。
LWR模型(Lighthill-Whitham-Richards模型)是一种宏观交通流模型,通过考虑车辆在道路上的密度变化来描述交通流动。
该模型基于流量守恒原理,可以预测拥堵情况并优化交通信号控制。
CTM模型(Cell Transmission Model)使用离散时间和空间的方式来描述交通流动。
该模型将道路划分为多个小区间,每个小区间代表一个车辆,通过计算车辆在不同小区间之间的流动来模拟交通流。
GKT模型(Gazis-Kelly-Traffic模型)是一种微观交通流模型,考虑了车辆之间的相互作用和行为。
该模型结合了加速度、距离和速度等因素,可以更精确地模拟城市交通流动。
二、交通网络优化除了交通流模型,数学建模还可以用于交通网络优化。
通过建立交通网络模型,可以分析不同路段的流量、瓶颈以及交通信号等因素,从而提出优化方案来改善交通拥堵状况。
最短路径算法是交通网络优化中常用的方法之一。
该算法通过计算不同路径的长度来找到最短路径,可以帮助驾驶员选择最佳路线,减少交通拥堵。
另外,数学建模还可以应用于交通信号优化。
通过分析车辆的流动规律,建立交通信号模型,可以根据实际情况调整信号灯的配时方案,使得交通流动更加顺畅,减少拥堵。
三、智能交通系统随着智能交通技术的发展,数学建模在智能交通系统中的应用越来越广泛。
通过收集和分析交通数据,建立相应的数学模型,可以实现实时交通监测和管理,提高交通系统的效率。
数学建模在交通拥堵缓解中的应用有哪些
数学建模在交通拥堵缓解中的应用有哪些交通拥堵是现代城市发展中面临的一个严峻问题,它不仅影响着人们的出行效率和生活质量,还对经济发展和环境造成了一定的负面影响。
为了有效地缓解交通拥堵,数学建模作为一种强大的工具,发挥着越来越重要的作用。
数学建模可以帮助我们分析交通流量的变化规律。
通过收集和分析道路上车辆的行驶速度、流量、密度等数据,建立相应的数学模型,从而预测不同时间段和不同路段的交通流量。
例如,利用线性回归模型,可以分析交通流量与时间、天气等因素之间的关系;运用排队论模型,可以研究路口信号灯设置对车辆排队长度和等待时间的影响。
在交通规划方面,数学建模也具有重要意义。
在规划新的道路或扩建现有道路时,可以通过建立数学模型来评估不同方案的效果。
比如,建立网络流模型,模拟不同道路布局下的交通流量分布,从而找到最优的道路规划方案,以提高整个交通网络的通行能力。
智能交通系统的发展也离不开数学建模。
实时交通信息的采集和处理是智能交通系统的关键环节之一。
通过传感器和摄像头收集到的车辆位置、速度等数据,运用数学模型进行分析和处理,可以实现交通信号的智能控制。
比如,基于模糊逻辑的控制模型可以根据实时交通流量自动调整信号灯的时长,减少车辆的等待时间,提高路口的通行效率。
数学建模还能用于优化公共交通系统。
通过建立公交车辆的运行模型,可以合理规划公交线路和站点的设置,提高公交的覆盖率和服务质量,吸引更多的人选择公交出行,从而减少私人车辆的使用,缓解交通拥堵。
例如,运用整数规划模型,可以确定最优的公交线路和发车频率,以满足乘客的出行需求,同时降低运营成本。
在交通需求管理方面,数学建模同样发挥着作用。
通过建立出行行为模型,可以分析人们的出行选择和习惯,从而制定相应的政策来引导和调整交通需求。
比如,通过征收拥堵费、实行限行措施等方式,改变人们的出行方式和出行时间,达到缓解交通拥堵的目的。
此外,数学建模还可以用于评估交通项目的效益。
数学建模在交通拥堵中的应用
数学建模在交通拥堵中的应用近年来,随着城市化进程的加速和交通工具的普及,交通拥堵已经成为现代城市中普遍存在的问题。
面对交通拥堵,如何准确地分析和预测,从而采取合适的措施缓解拥堵,成为了城市交通管理者亟待解决的难题。
而数学建模的应用为我们提供了一种科学的思路和方法。
一、交通流模型在研究交通拥堵问题时,我们首先需要建立交通流模型。
交通流模型是通过数学方法对交通流动进行描述和模拟,以便更好地理解交通现象,研究交通规律。
常见的交通流模型包括LWR模型、CTM模型等。
以LWR模型为例,它基于守恒定律,将交通流看作是一种连续的物理流动,假设车辆密度和流量之间存在一定的关系。
通过建立微分方程,可以模拟车辆密度、流速和流量之间的动态变化,从而用于预测交通拥堵的发生和演化。
而CTM模型则更加复杂,将道路划分为多个小区间,通过计算不同区间之间的车辆流动,进而预测交通状况。
二、数据采集和处理数学建模的关键在于数据的准确采集和处理。
在交通拥堵的研究中,我们通常需要获取交通流量、车速、密度等信息。
这些数据可以通过安装在道路上的传感器或者利用车载设备进行采集。
然后,我们需要对采集到的数据进行处理和分析,提取有用的信息。
例如,通过时间序列分析,我们可以了解不同时间段交通拥堵的程度和规律,从而预测未来的交通状况。
通过空间分析,我们可以研究不同区域之间的交通流动,发现瓶颈路段并进行改善。
数据的准确性和完整性对建模的结果具有重要影响,因此数据的采集和处理过程需要科学严谨。
三、优化调控策略基于数学建模的结果,我们可以制定相应的优化调控策略,从而缓解交通拥堵。
例如,在研究交通流模型的基础上,我们可以通过调整信号配时、车道限行等措施来提高道路的通行能力;通过合理规划道路建设,减少交叉口的数量和影响等方式来改善交通流动;通过提供实时交通信息,引导司机选择最佳路线等手段来分散交通压力。
优化调控策略需要参考大量的数据和建模结果,其中涉及到多个指标的权衡和优化。
交通拥堵数学建模[1]
2013深圳夏令营数学建模承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B中选择一项填写): B 题所属学校:运城学院参赛队员:1.姓名:王亮系别:物理与电子工程系签名:2.姓名:孟福荣系别:计算机科学系签名:3.姓名:孙静系别:数学与应用数学系签名:指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):2013深圳夏令营数学建模编号专用页赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):题目:深圳交通拥堵问题的研究摘要随着国民经济的高速发展和城市化进程的加快,我国机动车保有量及道路交通流量急剧增加,日益增长的交通需求与城市道路基础建设之间的矛盾已成为目前城市交通的主要矛盾,深圳交通拥堵已严重影响正常的生产生活。
本篇论文通过研究道路交通拥挤的状况,来反映交通环境。
即针对道路拥挤的问题进行数学建模分析,讨论拥堵的深层次问题及解决方案。
道路拥堵状况评价的指标有多种,为保证评价尽可能的客观、全面和科学,我们分析采用路段平均行程速度、交通流量、路段饱和度、三个评价指标来综合放映道路拥堵情况选取梅林关为例,由于数据的不完整性以及对应事件的不确定性,如:交通指示灯作用,驾驶车辆的速度不均等情况所造成的数据和对应结果的不完全对应,综合考虑我们采取模糊数学模型来对问题一进行分析和求解,列出非常顺畅、顺畅、缓慢、拥堵和严重拥堵五个评判标准来综合评价。
数学建模在交通拥堵优化中的应用
数学建模在交通拥堵优化中的应用交通拥堵一直是现代社会中普遍存在的一个问题。
随着城市化进程的加快,人口数量不断增加,车辆数量激增,道路容量无法满足需求,交通拥堵不可避免地成为了一个头疼的难题。
然而,通过数学建模的方法,可以有效地优化交通系统,缓解交通拥堵的状况。
一、交通流量建模在优化交通拥堵中,首先需要了解交通流量的特点以及如何建模。
数学建模可以帮助我们描述交通流量、预测拥堵情况,并进而提出相应的优化方案。
首先,我们可以通过数学模型对交通流量进行建模。
例如,我们可以使用连续介质流体力学模型,将车辆流量视为连续介质的流动,用含有动量守恒方程和连续性方程的偏微分方程来描述。
其次,我们可以使用离散模型,将道路划分为离散的区域,用差分方程或差分方程组来模拟车辆的行驶过程。
这些模型可以通过计算机仿真进行求解,以预测交通流量的变化和拥堵情况。
二、交通信号优化交通信号灯控制是交通拥堵优化的重要手段之一。
通过数学建模和优化算法,可以帮助我们制定最优的信号灯控制方案,减少交通拥堵。
首先,我们可以使用图论中的最短路径算法来优化信号灯的设置,以使得车辆在道路上的行驶距离最短。
其次,我们可以基于队列论的方法,建立车辆排队长度与信号灯相互作用的模型,以确定最佳的信号配时策略。
通过这些方法,可以有效地提高道路的通行能力,减少交通拥堵。
三、交通调度优化在公共交通领域,数学建模在交通调度优化中也发挥了重要作用。
通过分析交通数据和乘客出行模式,可以建立合理的公共交通线路规划和车辆调度模型。
例如,基于乘客出行需求和道路拥挤程度的信息,可以使用线性规划等方法求解最优的线路规划和车辆调度方案。
这样可以在满足乘客需求的前提下,最大程度地减少车辆的运行距离和等待时间,提高公共交通系统的效率。
四、交通路径规划优化交通路径规划是优化交通拥堵的重要手段之一。
通过数学建模和算法优化,可以帮助我们找到最佳的行驶路径,避开拥堵路段,减少行驶时间和车辆排队长度。
某城市交通拥堵状况的数学建模及优化分析
某城市交通拥堵状况的数学建模及优化分析第一章引言在当今城市化发展的背景下,城市的交通问题已经成为了许多大中城市不可避免的痛点。
交通拥堵不仅使道路通行效率下降,而且也会加剧环境污染、能源浪费、生活品质下降等问题。
因此,对于交通拥堵状况的研究具有重要的现实意义。
本文将通过数学建模及优化分析来深入探讨某城市交通拥堵状况,以期普及交通问题科学化研究的方法,为城市交通管理部门提供科学参考。
第二章某城市交通拥堵问题的分析本章将通过对某城市交通拥堵问题的分析,深入探究其背后的原因。
2.1 城市规划不合理城市规划是城市建设的基础,也是解决交通拥堵问题的关键。
对于某些城市,城市规划进行得不够充分或者没有及时调整,导致了道路布局不合理,交通拥堵问题愈发严重。
2.2 城市人口密度过高人口的大量聚集也是交通拥堵的原因之一。
城市人口密度过高,导致了交通压力剧增,尤其是在交通枢纽或者市中心区域,交通流量会加倍增长,形成严重拥堵情况。
2.3 停车难问题车辆的停放难点也会增加交通压力。
在大城市中,很多地区的车位不足,同时市民购车量不断攀升,很多车辆只能临时停放在道路两侧,使交通通行效率下降。
第三章数学建模本章将通过建立基于数学模型的交通拥堵分析系统,以期为城市交通管理部门提供科学性决策。
3.1 建立交通拥堵指数模型通过对城市交通拥堵指数进行分析研究,我们可建立一种交通拥堵指数模型。
该模型的核心思想是通过收集行车数据,运用大数据分析技术,计算出交通拥堵指数。
这些指标可以体现城市宏观层面的交通拥堵情况,也是交通管理部门制定管理政策的重要依据。
3.2 建立交通预测模型城市交通预测模型在交通拥堵问题的解决中也发挥了重要的作用。
通过对历史交通数据的分析以及未来趋势的预测,可以为城市交通管理部门提供交通指导,增强交通拥堵管理的科学性。
第四章优化分析基于数学模型,我们可以通过优化算法来解决城市交通拥堵问题。
本章将着重介绍两种优化算法。
4.1 遗传算法遗传算法是优化算法中的一种重要方法,被广泛用于优化问题的求解。
城市交通拥堵问题的数学建模及解决方案
城市交通拥堵问题的数学建模及解决方案随着城市化进程的加快和私家车辆的普及,城市交通拥堵问题一直是一个长期存在的痛点。
交通拥堵不仅浪费了时间、影响了生产和生活,同时还会带来环境污染和交通事故等问题。
因此,通过数学建模的方法来解决城市交通拥堵问题是非常有必要的。
本文将从数学建模的理论出发,探讨城市交通拥堵问题的解决方案。
一、数学建模理论数学建模是用数学语言来描述实际问题的过程。
它的基本原则是将实际问题抽象成数学模型,通过研究模型的特点和规律来理解和解决实际问题。
数学建模通常包括四个步骤:1、问题的描述和理解:对实际问题进行分析、了解和描述,并理解问题的背景和含义。
2、建立数学模型:将实际问题用数学语言进行抽象,建立数学模型。
3、求解数学模型:将数学模型转化为数学求解问题,使用数学方法进行求解。
4、模型的验证与解释:将数学模型的求解结果与实际问题进行比较,验证模型的可靠性,并对结果进行解释。
二、城市交通拥堵问题的数学建模城市交通拥堵问题是一个复杂的系统工程问题。
它涉及到众多因素,比如道路拥堵、车辆密度、交通规划、配套设施等。
因此,对城市交通拥堵问题进行数学建模时,需要考虑以下几个方面的因素:1、交通流模型交通流模型是描述交通流动的模型。
在城市道路上,交通流是指车辆在道路上的运动。
交通流模型通常有三种类型:宏观模型、微观模型和中观模型。
其中,宏观模型适用于短时间内交通流量大的道路,微观模型适用于繁忙路口或复杂交叉口,而中观模型适用于城市道路状况较为平稳的情况。
2、车辆密度模型车辆密度模型是指描述城市道路上车辆分布的模型。
在城市道路上,车辆密度是指单位长度或单位面积内所含车辆的数量。
车辆密度模型的主要参数有路段长度、车辆速度、车道数等。
该模型可以用来描述道路交通拥堵的情况。
3、交通规划模型交通规划模型是指用于分析和规划城市道路交通的模型。
在城市交通拥堵问题中,交通规划模型可以用来优化城市道路网络和交通流路线,提高道路通行效率。
数学建模范文
数学建模范文数学建模范文:城市交通拥堵问题的数学建模与优化摘要:随着城市化进程的不断加快,城市交通问题已经成为影响城市发展的重要瓶颈之一。
本文将城市交通拥堵问题进行了数学建模,并采用遗传算法对模型进行了优化,得到了一组较为优秀的交通规划方案。
关键词:城市交通;数学建模;遗传算法;优化一、问题描述城市交通拥堵问题是指在城市交通流中,由于道路拥堵、车辆数量过多等原因,使得车辆行驶速度降低,交通流量减少,从而导致交通拥堵现象的发生。
如何有效地缓解城市交通拥堵问题,已经成为城市发展过程中亟待解决的问题之一。
二、数学建模为了对城市交通拥堵问题进行数学建模,我们需要分析交通拥堵的影响因素。
首先,交通拥堵受到车辆数量和道路容量的影响,车辆数量越多,道路容量越小,交通拥堵的可能性就越大;其次,交通拥堵还受到交通信号灯控制、车辆速度等因素的影响。
基于以上分析,我们可以建立如下的数学模型:假设城市中有n个路口,每个路口可以通往城市中的其他路口。
我们可以用一个邻接矩阵来表示城市中的交通网络,其中邻接矩阵中的元素a[i][j]表示从i路口到j路口的道路容量。
假设城市中共有m辆车,这些车可以在城市中的不同路口随机出现。
对于每一辆车,我们可以记录它所在的路口、它的目的地路口、它的速度、它的出发时间等信息。
通过模拟这些车辆在城市中的行驶过程,我们可以得到在当前交通网络下的交通拥堵情况。
同时,我们可以通过调整交通信号灯控制、增加道路容量等措施,来优化交通流量,从而减少交通拥堵现象。
三、优化方法在得到城市交通拥堵情况的基础上,我们需要对模型进行优化,以得到一组较为优秀的交通规划方案。
在本文中,我们采用遗传算法对模型进行优化。
遗传算法是一种模拟自然进化过程的优化算法,它通过模拟自然选择、交叉、变异等过程,来寻找问题的最优解。
具体而言,我们可以将每一组交通规划方案看作一个基因型,通过基因型之间的交叉、变异等操作,来得到新的基因型。
同时,我们可以根据当前交通拥堵情况,来对每一组交通规划方案进行评估,从而得到适应度函数。
2023年数学建模竞赛e题
题目:利用大数据分析解决城市交通拥堵问题一、问题背景城市交通拥堵问题一直是城市管理者和市民关注的焦点。
随着城市规模的不断扩大和交通工具的多样化,交通拥堵现象愈发严重。
为了解决这一问题,我们需要利用大数据分析技术,深入挖掘交通拥堵背后的原因,并提出有效的解决方案。
二、模型建立1. 数据收集与处理:收集城市交通相关的大数据,包括交通流量、车流量、道路状况、天气情况、公共交通运行情况等。
对数据进行清洗、整理和分类,为后续分析做好准备。
2. 交通拥堵成因分析:通过数据挖掘和机器学习算法,分析各类数据之间的关系和影响,找出导致交通拥堵的关键因素。
例如,高峰期车流量大、道路规划不合理、公共交通覆盖不足、天气恶劣等都是可能导致交通拥堵的原因。
3. 解决方案设计:根据分析结果,提出针对性的解决方案。
例如,优化交通管理措施,合理规划道路使用,增加公共交通设施,改善道路交通环境等。
为了提高方案的可行性和有效性,可以采用仿真建模等技术手段进行模拟实验。
三、模型求解1. 方案实施与监测:将解决方案应用于实际交通场景中,并进行实时监测和评估。
根据监测结果,及时调整方案,确保其有效性。
2. 案例分析:针对不同区域的交通拥堵问题,分析其原因和解决方案的适用性,为其他区域提供借鉴和参考。
3. 优化调整:根据实践效果和监测结果,不断优化和调整解决方案,提高其实施效果和可持续性。
四、模型评估1. 效果评估:通过数据分析和实地调查,评估解决方案在实际应用中的效果。
与未采取解决方案的地区进行对比,分析优劣之处。
2. 成本效益分析:考虑解决方案的实施成本和效益,评估其经济和社会效益。
对于成本较高但效益显著的方案,需要进一步优化和推广。
3. 用户反馈:收集市民和交通管理部门的反馈意见,了解他们对解决方案的满意度和改进建议。
根据反馈结果,不断完善和提升解决方案的适用性和可持续性。
五、总结与展望通过大数据分析技术,我们可以深入挖掘城市交通拥堵问题的成因,并提出有效的解决方案。
数学建模——交通拥堵
问题:前方汽车调头时间较长导致后方车辆拥堵
原因:在除最内侧之外的车道不能使用的情况下,只有当调头的车车身完全进入道路的另一侧后,后方的车辆才能继续通行。
因而现实生活中,一旦道路两侧均完全堵塞,一辆车的调头将同时导致两个内侧车道无法使用。
示意图:
d1
法一:在最内侧设置一个单独的车道,宽度稍小于普通家用车调头所需宽度d2。
不足:部分城市道路宽度不允许增加过宽的车道。
法二:调整间隔距离d1,使之能同时通过两俩车。
不足:两路口间距离太近不建议设置间隔。
法三:尽量减少公交车等长度较大的车辆调头次数。
推广:???。
2023研究生数学建模比赛d题
2023研究生数学建模比赛D题:城市交通拥堵预测一、背景介绍1. 城市交通拥堵问题的严重性2. 交通拥堵对城市发展的影响3. 城市交通拥堵预测的重要性二、问题描述1. 给出城市某天各个路段的交通流量数据2. 考虑交通信号灯的时间配时3. 预测未来某个时间段各个路段的交通拥堵情况三、问题分析1. 路段的交通流量受到多种因素的影响2. 交通信号灯的时间配时对交通拥堵起着重要作用3. 需要建立数学模型来预测交通拥堵情况四、模型建立1. 基于历史数据的预测模型2. 考虑交通信号灯时间配时的影响3. 采用神经网络或其他机器学习算法五、求解方法1. 数据预处理2. 模型训练3. 模型评估与优化六、结果分析1. 对比模型预测结果与实际情况2. 分析模型的准确性和可靠性3. 提出改进建议七、结论与展望1. 总结研究成果2. 提出未来研究方向和应用前景这篇文章以2023研究生数学建模比赛D题为主题,围绕城市交通拥堵预测展开讨论。
文章分为背景介绍、问题描述、问题分析、模型建立、求解方法、结果分析和结论与展望等七个部分,逐步展开对题目的讨论。
文章采用客观、正式的语气,结构合理,思路清晰,内容详尽,全文超过3000字,符合知识文章的格式要求。
八、结果分析在对模型进行训练和优化后,我们得到了一定时间范围内的交通拥堵预测结果。
针对模型预测结果与实际情况进行对比分析,我们发现模型在某些时间段和路段的预测准确性较高,但也存在一些偏差和不确定性。
这需要我们进一步分析,找出造成偏差的原因,并提出改进建议。
我们还对模型的稳定性和可靠性进行了检验,得出了一些有价值的结论。
我们发现在某些情况下,模型的表现较为理想,而在另一些情况下,可能受到某些因素的干扰,预测结果与实际情况存在一定偏差。
通过对结果的深入分析和讨论,我们得出了一些宝贵的经验和教训,为模型的进一步改进和优化提供了借鉴。
九、结论与展望通过本次研究,我们建立了一种基于历史数据和交通信号灯时间配时的城市交通拥堵预测模型。
城市交通拥堵问题的数学建模研究
城市交通拥堵问题的数学建模研究随着经济的不断发展和城市化进程的加速,城市人口不断增加,城市交通问题日益突出,交通拥堵问题也随之愈发严重。
城市交通拥堵不仅是城市能否顺利运转的问题,也关系到生态环境,并且对人们的生产生活带来了极大的影响。
如何有效地解决城市交通拥堵问题,成为城市规划和交通管理的重要方向。
本文将从数学建模的角度出发,探究城市交通拥堵问题的解决途径。
一、城市交通拥堵状况分析城市交通拥堵问题是由很多因素综合作用造成的,如车辆行驶速度、道路通行能力、路况、交通信号灯、交通组织能力等。
因此,为了更好的解决城市交通拥堵问题,需要首先对城市交通拥堵的状况进行分析。
在研究中,通常使用交通容量指数来衡量道路通行能力。
交通容量指数是指单位时间内通过某一道路的车辆数,可以用来评价道路的通行能力。
在城市道路网络中,每条道路都有不同的交通容量指数,因此交通拥堵的程度也各异。
二、城市交通拥堵问题的数学建模城市交通拥堵问题是较为复杂的问题,不同情况下需要采用不同的数学建模方法。
现以珠海市的交通拥堵为例,探讨城市交通拥堵问题的数学建模方法。
1.找出交通拥堵的因素城市交通拥堵问题往往由多种因素综合作用造成,因此需要先找出交通拥堵的相关因素。
在珠海市的交通拥堵状况中,影响最大的因素为市区道路车辆通行量过大,导致无法满足市民通行需求,从而造成拥堵。
2.建立数学模型建立数学模型是解决城市交通拥堵问题的重要环节。
在此,我们以珠海市某一路段的交通拥堵为例,建立数学模型。
假设该路段的长度为L,车辆行驶速度为V,通行能力为Q,交通拥堵时车辆通行速度为v,则有:车辆在交通拥堵时车速v只能与Q和L有关,不妨设置一个关系式v=f(Q,L)。
在实际应用中,该式子通常可以简化为 v=Q/L,即车辆通过某一路段的速度与该路段车辆通行的密度成反比。
因此,我们可以通过对车辆通行密度的分析,确定出适合该路段的最优车流密度。
3.优化模型珠海市的交通拥堵问题是由各种产生拥堵的因素共同作用而成,建立模型后还要结合实际情况进行优化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2013深圳夏令营数学建模承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B中选择一项填写): B 题所属学校:运城学院参赛队员:1.姓名:王亮系别:物理与电子工程系签名:2.姓名:孟福荣系别:计算机科学系签名:3.姓名:孙静系别:数学与应用数学系签名:指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):2013深圳夏令营数学建模编号专用页赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):题目:深圳交通拥堵问题的研究摘要随着国民经济的高速发展和城市化进程的加快,我国机动车保有量及道路交通流量急剧增加,日益增长的交通需求与城市道路基础建设之间的矛盾已成为目前城市交通的主要矛盾,深圳交通拥堵已严重影响正常的生产生活。
本篇论文通过研究道路交通拥挤的状况,来反映交通环境。
即针对道路拥挤的问题进行数学建模分析,讨论拥堵的深层次问题及解决方案。
道路拥堵状况评价的指标有多种,为保证评价尽可能的客观、全面和科学,我们分析采用路段平均行程速度、交通流量、路段饱和度、三个评价指标来综合放映道路拥堵情况选取梅林关为例,由于数据的不完整性以及对应事件的不确定性,如:交通指示灯作用,驾驶车辆的速度不均等情况所造成的数据和对应结果的不完全对应,综合考虑我们采取模糊数学模型来对问题一进行分析和求解,列出非常顺畅、顺畅、缓慢、拥堵和严重拥堵五个评判标准来综合评价。
确定出其隶属度函数()r x,通过已确定的模糊评价矩阵R得出拥挤度系数B,最终得出其实施后的各项指标。
要综合考虑整体城市的交通网络情况,此时的交通状态是一种不断变化的动态过程,具有很强的随机性和偶然性。
而交通拥堵的潜伏、发展和产生与具有连贯性和相关性的特点,交通阻塞的发生与它的过去和现状紧密相关,因此,有可能通过对交通状态的现状和历史进行综合分析。
不确定或不精确的知识或信息中做出推理。
【关键字】:交通拥堵模糊模型评价流体力学模型一、问题重述交通拥堵是目前中国各大城市面临的共同难题,但拥堵的成因各不相同, 因而需要在摸清规律的基础上有针对性地提出解决方案。
由于历史的原因,深圳由关内关外两个区域组成。
关外由宝安、龙岗两个行政区和光明新区、龙华新区、坪山新区、大鹏新区四个功能区组成;关内含罗湖、福田、南山、盐田四个行政区。
关外与关内由自然山丘隔开,沟通关内外的主要通道有宝安大道/新安(22.548005,113.902194)、107国道南头(22.552058,113.910531)、同安路荔山(22.558983,113.916094)、广深高速同乐(22.569654,113.923931)、南光高速(22.599412,113.932321)、沙河西路白芒(22.625915,113.938683)、福龙路(22.595767,114.016038)、梅观路(22.595717,114.050027)、清水河(22.618864,114.094852)、布吉关(22.585331,114.115838)、沙湾(22.605763,114.163884)、北山道盐田坳(22.604894,114.218802)、盐坝高速背仔角(22.601422,114.344448)等检查站,括号内为Google地图经纬度坐标。
由于有相当的一部分人口在关外居住,在关内上班,导致在上下班高峰期各关口进出通道经常成为交通最拥堵的地方,尤其以布吉关、梅林关等处为甚,在高峰期发生道路交通事故更会严重影响到广大市民的工作和生活。
为了解决这一长期困扰深圳发展的问题,政府在道路建设上投入了大量的资源。
目前,主要关口道路的互联互通程度越来越高,直接增加了关口交通管控工作的复杂度。
与此同时,大规模的基础设施建设也对交通信息采集设备的完好性和可靠性造成了不良影响,从而使关口交通管控和事故应急处理决策愈加困难。
因此,使用数学方法对不完整的交通信息进行建模分析,就成为定量分析关口交通特性及构成要素的重要手段。
如果能在不断修正、调整的基础上取得较可靠的分析结果,将对制定有效、合理的交通管控及事故应对方案提供有益的帮助。
本题附件给出了交警部门记录的各主要关口进出通道瓶颈断面代表时段的交通流量、对应车速数据和行车道数,对拥堵严重的梅林关还以样本抽取方法给出了部分与关口广场连接道路对应时段的相关参考数据。
请根据这些数据以及你收集到的深圳城市功能分区规划、以及实际城市发展等方面的相关资料分析讨论以下问题:1.分析造成各关口拥堵的深层原因。
以梅林关为例,考虑信息不完备的影响因素构建关口交通模型,分析造成关口广场区域高峰期拥堵的直接原因,对关口广场各连接道路进行分类或定出拥堵指数;根据你的模型参数,给出今后进一步研究关口广场拥堵问题所需交通数据的采集侧重内容建议。
2.在不增加关内外通道数量的情况下,能否通过调整城市分区功能、改变关口区域功能架构以及改善交通管控措施等来缓解梅林、布吉等关口的交通拥堵;3.如果可以增加关内通道,试问应选在哪些地方(不考虑建设成本)。
二、问题分析2.1 问题一的分析以梅林广场为分析对象,我们通过研究道路交通拥挤的状况,来反映交通环境。
道路拥堵状况评价的指标有多种,为保证评价尽可能的客观、全面和科学,评价指标的选择必须遵循一定的规则:整体完整性,客观性,可操作性,可比性等原则。
基于此,我们选取路段平均行程速度、车流量和路段饱和度三个指标,同时我们以非常畅通、畅通、缓慢、拥堵和严重拥堵等五个级别来划分拥堵指数。
2.2 问题二的分析在现有的交通道路建设情况下,可考虑通过调整深圳市分区功能规划、改变关口区域功能架构等措施来缓解或解决梅林、布吉等关口的交通拥堵问题,深圳四大功能区:光明新区、龙华新区、坪山新区、。
大鹏新区,各区具体位置如下图。
光明新区人口约80万。
光明新区自然条件较好,物产丰富,这里盛产荔枝、龙眼、芒果、黄皮和甜玉米等农产品,山清水秀,深圳市委市政府把光明新区定位为绿色生态示范城区。
特别是光明新区下属的光明集团拥有中国最大的鲜奶出口基地、第一家年出栏达十万头的工厂企业。
成为深圳市居住环境最好,投资环境最优,城市化、现代化程度最高的区。
龙华区成立于2011年12月30日,常住人口137.9万人。
龙华新区也是深圳中北部商贸中心,第三产业较为发达。
在最密集的龙华商业中坪山区新区剩余可建设用地近30平方公里,是深圳市可开发土地面积最大的区域之一,发展潜力巨大,可以为深圳未来的产业发展特别是高科技产业发展提供战略支撑。
大鹏区加快大鹏半岛旅游开发、打造深港国际旅游圈,森林覆盖率76%,拥有独特的山海风光、旅游资源、丰富的人文资源、明显的区位优势和巨大的发展潜力,力争将该区打造成为集国际旅游度假胜地。
通过以上信息。
从以上分析光明新区有着其他区没有的得天独厚地理自然环境优势,很适合发展现代农业、养殖业,这就决定了不可能调整该区的当前的功能定位(绿色生态示范城区)进而决定了该区每天进出关内车流量不会很大,所以没必要调整光明区的功能。
龙华区是龙华新区是深圳极为重要的电子信息产业、先进制造业和服装产业集聚基地。
龙华新区是深圳中北部商贸购物中心,第三产业相当发达且该区居住人口多(137.9万人),所以每天与关内交流密切,人流、车流都很大。
这是造成梅林关口拥堵的主要因素。
而坪山区和大鹏区人口商业活动少所以车流量也少。
由于坪山区有大量未开发可利用土地,从而可在平山建设保障房可以缓减龙华区居民区用地紧张,这样随着人口的转移可缓减梅林关口每天交通拥堵。
2.3 问题三的分析,我们则综合在互联网查阅得到的当地实际情况以及运用数学模型计算得到的结果进行了解答。
三、符号说明四、模型的假设假设一:排除交通事故发生、自然灾害、恶劣天气、阻塞发生时车辆状态等的影响;假设二:汽车的大小形状性能相同,忽略其他影响不大的交通工具影响建立模型只考虑单车道假设三:每日拥堵情况都集中在早高峰和晚高峰且早晚高峰时间长度相等。
假设四:仅考虑成都私家车机动车辆,忽略其他影响不大的交通工具的影响;五、模型的建立与求解5.1 问题一模型的建立与求解5.1.1 问题分析根据题设的要求,我们选取梅林关口广场为研究对象,其片区包括龙板大道南段和梅林关口两侧道路,图如下:(其中上面红圈所示为:关外广场,下面圈示为:关内广场蓝色标记处为:路口车速、车流量数据获取检测站即附件1,2数据)5.1.2 问题评价标准按照道路拥堵程度的不同划分为五个级别,分别为非常畅通、畅通、缓慢、拥堵和严重拥堵。
通过浮动车数据的回归拟合分析,并参考相关的标准,分别确定三个评价指标不同评价等级的阈值。
(1)路段不同时段平均行程速度评判标准为了确定路段不同时段平均行程速度的评判标准,根据车速调查相关理论[1]和交通流参数之间的关系可得出主干道平均行程速度的评判标准(见表1)。
表1 平均行程速度评判标准单位:km/h(2)车流量评判标准由于车流量取决于路段平均行程速度和自由流速度,为使评价结果具有一致性,利用浮动车调查数据进行平均行程速度回归拟合分析。
主干道的回归拟合方程如下:Bk=7.665e-8x^2-0.000047328x+1.00009 (程序见附件)1000200030004000500060000.20.30.40.50.60.70.80.91(上图反映了车流量与拥堵系数的数量关系。
)依据平均行程速度评判标准的划分,确定不同的车流量拥堵级别,具体结果如表2所示。
表2 单位里程平均延误评判标准单位: 辆/h(3)路段饱和度评判标准主要参考美国《道路通行能力手册》[3]、《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)[4],以及相关科研院所的研究结论,确定路段饱和度评判标准(见表3)表3 路段饱和度评判标准5.1.3 模型的建立(1) 确定评价因素集与评语集根据以上评价指标的选取和拥堵级别的划分,确定评价因素集为{}321,,x x x X =分别对应于平均行程速度、车流量和饱和度。
同时,确定评判集{}12345,,,,Z z z z z z =分别对应于非常顺畅、顺畅、缓慢、拥堵和严重拥堵五种评价等级。
(2) 确定评价指标权重向量a )给定初始的样本矩阵{}12,,,n p p X x x x ⨯=,对原始数据进行标准化处理,得到数据矩阵{}****12,,,P X X X X =。