城市道路通行能力的影响因素2013第八组A题.doc

多元线性回归法探讨城市道路通行能力的影响因素 摘要 本文针对城市道路通行能力的变化过程及其影响因素之间的关系等问题，采用图表法、多元线性回归、相关系数分析等方法建立多个数学模型。 针对问题一，通过统计视频1中的各个交通堵塞的时间段内通过横断面的车流量，以车道基本通行能力为出发点，考虑车道宽度折减程度、构成交通堵塞的各种车型、横向干扰能力和驾驶员的总体特征影响等多个影响因素，并确定其修正系数，得出实际通行能力，并用matlab软件绘制其变化图形。 对于问题二，用matlab软件求解，通过问题一和问题二所得图形对比，并结合附件3不同车道流量解释不同车道对横断面实际通行能力影响的差异。 对于问题三，从视频中获取画面中交通事故所影响的路段车辆排队长度、事故横断面实际通行能力、事故持续时间以及路段上游车流量间的统计数据，数据建立线性回归分析模型，得出参数值。得出线性回归方程： 在问题四中，首先对路段车辆排队长度、事故横断面实际通行能力、事故持续时间以及路段上游车流量进行相关系数分析，求出相关系数矩阵，从而得出它们之间相互关系的强度，并计算车队长度达到上游路口的时间。 本文充分利用matlab和Excel等多种数学软件，进行综合编程，对大量数据进行分析处理，使得模型简易实现，所得结果准确。 关键词：实际通行能力 多元线性回归 相关系数分析 1.问题重述与分析 因交通事故、路边停车、占道施工等因素，导致车道或道路横断面通行能力在单位时间内降低。由于城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，一条车道横断面通行能力降低，也可能降低路段所有车道的通行能力，也可能引起车辆排队，出现交通阻塞，严重时会出现区域性拥堵。因此，需要正确估算车道被占用对城市道路通行能力的影响程度，从而为交通管理部门正确引导车辆行驶、审批占道施工、设计道路渠化方案、设置路边停车位和设置非港湾式公交车站等提供理论依据。 本题依据视频和附件提取数据信息来分析研究下述问题。 1.1问题一的分析 影响城市道路通行能力的因素主要取决于道路条件、交通条件及服务水平等因素。道路条件一般指道路分类、道路横断面、车道宽度、道路线型、交叉口形式、路面抗滑能力等；交通条件指大型车辆、公共交通、自行车的混入、超车、车道分布、交通量的变化、交通管理、交通管制等；而服务水平则是指道路使用者根据交通状态从速度、舒适、方便、经济和安全等方面所能得到的服务程度。 要描述视频1中交通事故发生至撤离期间，事故所处横断面实际通行能力的变化过程。首先我们研究视频1，可以观察到当两辆小汽车发生交通事故，完全占用两个车道，如果不尽快处理这起交通事故，将会发生以下严重的堵车事件。摩托车、三轮车、公交车、小汽车等机动车在事故发生路段至上游120米的区间内会发生交通拥堵现象，而距离事故发生路段上游120米以外，未有堵车现象的发生，这是交通信号灯或进行指挥的交警在直接或间接地调控车辆的通行，使得前方的的堵车现象不至于导致城市交通的瘫痪。并且可以发现，有公交车和大货车出现时，会减缓车辆通过交通事故横断面的速度。而摩托车、三轮车对此的影响较小，我们可以以小汽车的通过数量为标准，对其他各种车辆的通过数量按规定进行修正。除此之外，拥堵车辆换车道通行，对横断面实际通行能力的影响也比较大。所以我们要综合各因素来对视频1中事故所处横断面实际通行能力的变化过程进行描述。 1.2问题二的分析 视频1中，交通事故的两辆小汽车占据了中间车道和左侧车道。通过问题一计算的事故所处横断面的实际通行能力的变化；同理也对视频2的交通事故造成的交通堵塞时，得出每个拥堵时间段内的道路通行能力的变化情况，再针对视频1、2进行比较，视频2中，发生交通事故的两辆汽车占据了中间车道和右侧车道，而留出左侧车道供来往车辆行驶。由于左侧车道相对其他来两个车道是快车道，车流量大，所以可以猜想事故所处横断面的实际通行能力比视频1要快。 1.3问题三的分析 考虑到上述因素对事故横断面的实际通行能力的影响，利用matlab软件绘制交通事故所影响的路段车辆排队长度与横断面实际通行能力、事故持续时间及路段上游车流量间的散点图。并由此建立线性回归模型分析视频1中交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。 1.4问题四的分析 根据题目要求车辆排队长度到达上游路口的时间，而题目给出了交通事故所处横断面距离上游路口变为140米和路段上游车流量为1500，且路段下游方向需求不变、事故持续不撤离。首先要求出事故所处横断面的实际通行能力，与路段上游车流量构成流量差，其次是标准小汽车的车身长度和拥堵时的跟车距离。然后再建立函数进行求解。 问题要求对视频1、2事故所处横断面实际通行能力的变化过程，,对视频1（附件1）中交通事故所影响的路段车辆排队长