成都交通拥堵问题重点.doc

2016成都信息工程大学 数学学院数学建模实践报告 班级：信息与计算科学142班 姓名：黎洪村2014062068 姓名：吕照2014062077 姓名：谢锦辉2013062095 题目：成都交通拥堵问题的研究 摘要 城市交通拥堵问题是世界各国在城市发展过程中普遍面临的一个严峻问题，影响着城市的社会与经济发展。随着我市社会的进步和经济的高速发展，城市化进程不断加快，目前我市的城市交通发展跟不上城市发展的需要，城市交通拥堵问题已经凸显。 道路状况的评价指标很多，在这里，我们采用平均行程速度、交通流量、路段饱和度来综合反应路段的拥堵状况。当然，存在一些不完整因素影响着结果，比如交通指示灯的作用，驾驶车辆的速度不均等，我们综合考虑采用模糊数学模型来对问题进行分析和求解，列出非常顺畅，顺畅，缓慢，拥堵，非常拥堵五个评判标准来综合评价。现如今，人们有了更简单的表示方法，即利用交通拥堵系数来评判一个地区的交通拥堵状况。 关键字：交通拥堵 模糊数学模型 交通拥堵系数 问题重述 荷兰交通导航服务商TOMTOM发布了全球拥堵城市排名，全球最拥堵100个城市中，中国大陆共有21个城市上榜，其中有12座城市的拥堵程度排进全球前30。根据这份榜单，中国大陆最拥堵城市排名前五的分别是成都、天津、北京、杭州、重庆，杭州位列全球第9位，中国第一位。因此，成都成为中国最拥堵城市之一。 ? ? 请自行收集数据，并建立数学模型，回答以下问题： ? ? 1.成都是否为中国最拥堵的城市之一？ ? ? 2.成都拥堵的主要原因是什么？ 问题分析 问题一的分析 近年来，成都的发展的速度和成就有目共睹，其未来发展的潜力和提升空间也是相当巨大的。但是，作为或准备作为一个国际化一流城市，都必须坚持走可持续发展道路，而成都还有一段长路要走，还有很多重大问题亟待解决，城市交通问题拥堵问题就是其中之一。在现如今科技发达的年代，人们可以通过卫星来监测地面的一些状况，一些地区的各种资源分配等。同时，一些交通拥堵系数也可以评判一个地区的拥堵程度。 问题二的分析 以成都市中心为研究对象，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。 模型假设 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。 模型的建立与求解 问题一的求解 成都市中心城区交通拥堵突出反映在上下班的高峰时段，主要路口处于交通饱和或饱和状态，行车速度在15公里/小时以下。从拥堵区域看，交通拥堵程度城南城北最为突出，城西次之，城中全面拥堵，城东交通负荷稍低。随着成都市进一步的发展，现在的中心城区的拥堵呈现出常态化的特征，并且交通拥堵现象日益严重。 目前国内外已经形成的城市道路系统有多种形式，一般将其归纳为四种典型的路网形式：方格网式、自由式、环形放射式和混合式。经过多年的城市发展，成都市城区已经形成了环形放射式的道路网。环形放射式道路网，是旧城中心区逐渐向外发展，由向外映出的放射干道加环路而形成的环形放射式城市道路网。目前，这种路网结构的原始形式，已经越来越不适应城市的发展。成都城区环形放射式路网交通的弊端：交叉口不够规则，不利于交通组织；容易形成“摊大饼”的城市布局，在市中心土地使用过高，中心区的道路网不能满足交通需求；造成中心市区交通压力增大，进而带来市区中心交通阻塞问题。目前成都市区的交通拥堵现象主要集中在上下班、节假日高峰以及车流大、路窄的路段和路口，拥堵区域主要是二环路周边及二环路内的中心城区。但是，已经有由点到线，由局部向大范围蔓延的趋势。 城市交通拥堵指数反映一个地区的拥堵状况，通过对成都市的交通拥堵指数的数据收集，其中大部分时间基本在6~8之间；而且卫星图像也反映出一个地区的拥堵状况，所以，综合一些因素，成都是中国最拥堵的城市之一。 问题二的求解 根据模型假设，我们选取成都市中心为研究对象。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