深圳杯B深圳关内外交通拥堵探究与治理.docx

1、深圳杯B深圳关内外交通拥堵探究与治理2013北京理工大学数学建模竞赛信 息 页队号:19队长: 队员1:队员2:指导教师:曹春雷评阅记录：评阅人评分备注深圳关内外交通拥堵探究与治理摘要本次题目的要求是针对深圳特区检查站关内外周边的交通拥堵状况进行定量分析，然后给出了如何改善拥堵情况，改善交通状况的合理化建议。在数据方面，由于数据的来源广且反复，本文仅选取较为权威的网站，如深圳市政府网站等进行摄取。由于题目中存在数据缺失的情况，而量化指数需要这些缺失的数据，为尽量贴合现实，我们根据XX实时路况的软件对缺失的数据进行了填充。模型一层次分析法。将影响各区因素的数据进行标准化处理及量化，较为理想的体现

2、出了各区的功能划分不合理之处。 模型二体现车辆需求的车辆行驶总时间数学模型，本文对现实中道路状况进行简化，只从车辆行驶的角度考虑车流量以及检查站附近的车速等变量，而忽略次要矛盾例如道路的路面情况或是道路两旁的商店等，调整已有的国内外对于交通拥堵状态的评价指标研究等知识建立了车辆行驶总时间数学模型。 模型三路段拥堵指数模型，对现实中道路状况进行简化，只从车辆行驶的角度考虑车流量以及检查站附近的车速等变量，以及从道路两端功能分区的情况角度考虑影响道路车流量的因素，而忽略次要矛盾例如道路的路面情况或是道路两旁的商店等。同时此模型在模型一的基础上进行了修正，着重考虑道路状况中的拥堵程度，弱化道路的车辆

3、需求的体现，更加适合于表征一条路段的拥堵指数，进一步调整已有的国内外对于交通拥堵状态的评价指标建立了路段拥堵指数模型。 模型四道路拥堵指数模型，对现实中道路状况进行简化，只考虑道路上各个路段在各自不同权重下的拥堵指数对整条道路拥堵指数的影响，而忽略次要矛盾例如整条道路的路面情况，道路两旁的商店以及道路与路段的空间相对位置关系等。利用加权法进行集成的方法建立了道路拥堵指数模型。 模型五路网拥堵指数模型，对现实中深圳市路网状况进行简化，只考虑路网中各个道路在各自不同权重下的拥堵指数对整体路网拥堵指数的影响，而忽略次要矛盾例如深圳市的气候、道路车辆通行政策，以及路网路况等。利用加权法进行集成的方法建

4、立了路网拥堵指数模型。 模型六区域功能划分模型，对现实中深圳市行政区功能进行简化，只考虑深圳市各个行政区的GDP水平，人均可支配收入，进出口总额，。利用加权法进行集成的方法建立了路网拥堵指数模型。关键字 层次分析法 标准化处理 道路拥堵指数 一、问题重述 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

5、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、 问题分析交通需求是指出于各种目的的人和物在社会公共空间中以各种方式进行的空间移动（即交通）的需求，它具有需求时间和空间的不均匀性、需求目的的差异性等特征。伴随着城市居住人口的增长和经济的迅速发展，人们对出行质量的要求也逐渐提高。城市机动车保有量持续攀升，居民出行机动化水平升高，交通需求总量不断增加。以深圳为例，据有关数据统计，深圳市现已拥有机动车辆超过200万，且以每天近千的上牌量递增。道路设施增长的速度远远赶不上机动车增长的速度，交通需求与交通供给不平衡，导致交通拥堵

6、现象频频发生，给城市交通状况带来了新的挑战。交通拥堵是现代城市，尤其是大城市，不可避免的交通问题。对路网进行交通拥堵状态的评价是改善其运行质量的前提和依据。目前，大多数的道路拥堵状态评价方法都是针对单个路段所处的运行状态进行评价，缺少从微观路段到宏观路网的分层次路网交通拥堵状态的评价方法。同样，对于深圳的交通情况也是如此，深圳作为中国第一批开放的经济区域，各种经济活动和进出口贸易活跃，位处珠三角，紧邻香港特区，是一个窗口城市，同样一个紧邻自由港的地位也使得深圳必须拥有一个符合深圳形象和功能性的市政交通，这不仅仅方便了大家的办事出行，更重塑了其良好的形象。和全国的其他大城市一样，深圳的几个重要关

7、口的交通状况拥堵情况比较同样存在，关内关外的城市布局也使得每天都有大批的工作人员往来于各个关口之间，这对于深圳的交通设计和路况设施是一个十分严峻的考验。因此，本文定出交通路段拥堵指数，建立道路拥堵指数以及路网拥堵指数，针对深圳市各堵车点（尤以梅林关、布吉关为甚）分析其拥堵状况以及探究 本文针对道路拥堵指数的数学模型利用道路车流量统计、车速统计值、道路车道数以及深圳区各个行政区域功能分区的量化值进行数学建模，不只从道路本身的车流统计规律分析拥堵原因，还从连接道路两端的行政区功能差异来分析道路拥堵原因。3、模型假设与约定4、 体现车辆需求的车辆行驶总时间数学模型： VHT：车辆行驶总时间，车辆需求

8、 N： 车道数q：单位车道车流量 v：行车速度L：道路长度路段拥堵指数模型： ：路段拥堵指数Q： 道路车流量 v：行车速度N： 车道数K：道路两端行政分区功能系数道路拥堵指数模型： ：路段拥堵指数：道路拥堵指数A：路段权值路网拥堵指数模型： ：道路拥堵指数：路网拥堵指数A：道路权值五、模型建立5.1层次分析法模型的建立5.1.1 方法概述5.1.1.1判断矩阵设所要构造的判断矩阵为，其中就是元素与相对于准则C的重要度比值。判断矩阵是正互反矩阵，即一个矩阵只需给出其上三角或下三角的个元素即可。1 层次分析法权重含义表标度含义1具有相同的重要性3稍重要5重要7强烈重要9极端重要2,4,6,8重要性

9、之比介于以上相邻两者间倒数5.1.1.2特征值与特征向量矩阵的最大特征值为，其所对应的的特征向量即为；将；5.1.1.3一致性检验在判断矩阵的构造中，由于客观事物的复杂性和人类认识的多样性，并不要求判断矩阵具有一致性。但是要求判断有大体上的一致性是应该的，检验步骤为：计算一致性指标查找相应的平均随机一致性指标矩阵阶数123456000.520.891.121.26矩阵阶数7891011121.361.411.461.491.521.54计算一致性比率当其值 A=1 1/5 3;5 1 6;1/3 1/6 1A = 1.0000 0.2000 3.0000 5.0000 1.0000 6.000

10、0 0.3333 0.1667 1.0000 eig(A)ans = 3.0940 -0.0470 + 0.5373i -0.0470 - 0.5373i V,D=eig(A)V = Columns 1 through 2 0.2601 -0.1301 + 0.2253i 0.9584 0.9584 0.1177 -0.0588 - 0.1019i Column 3 -0.1301 - 0.2253i 0.9584 -0.0588 + 0.1019iD = Columns 1 through 2 3.0940 0 0 -0.0470 + 0.5373i 0 0 Column 3 0 0 -0.0470 - 0.5373i