兰州市交通方案的优化设计(西北师范大学2013年数学建模竞赛).doc

竞赛队编号（参赛学生不填写）：__________ 西北师范大学2013年数学建模竞赛 参赛队员 姓 名 学 号 所在学院 联系方式 王文翰 201071010349 数学与统计学院 谢 坤 201071010453 数学与统计学院 张 萌 201171050131 计算机科学与 工程学院 指导教师：王春林 竞赛题目（在AB上打勾）： A B 兰州市交通方案的优化设计 摘 要 本文联系兰州市交通的实际情况，对兰州市交通拥堵的原因进行了分析，并使用层次分析法分析了兰州市交通绩效评价的指标体系，并由这个体系出发，对城市交通拥堵问题进行优化。 本文首先对现行情况的调查结果进行处理分析，从而得到了一些影响城市交通拥堵的原因，再针对现行方案中的可优化的重要因素进行建模优化，即通过增加潮汐车道（模型A）、完善红绿灯的配时与优化（模型B）和优化城市道路交通发展规划（模型C）等方面进行数学研究讨论，从而得到可行的方案。最后针对培黎广场到兰州交通大学一段路进行实地考察分析，基于上述三个模型，我们对这段路提出了具体的改进方案，对优化城市交通规划和道路交通标线，缓解城市拥堵起到了一定的参考作用。 关键字 交通拥堵；潮汐车道；红绿灯的配时与优化；城市道路交通发展规划； 层次分析法 目 录 摘要……………………………………………………………………………………………2 一、问题的重述………………………………………………………………………………4 二、兰州市交通拥堵的成因分析……………………………………………………………4 三、兰州市交通绩效评价……………………………………………………………………11 四、模型A（潮汐车道模型）………………………………………………………………16 五、模型B（红绿灯的配时与优化模型）…………………………………………………18 六、模型C（城市道路交通发展规划模型）………………………………………………24 七、对培黎广场到兰州交通大学一段路的优化及评价…………………………………… 参考文献……………………………………………………………………………………30 兰州中心城区2010年人口分布分析表 单位 土地面积 常住人口 户籍人口 总人口 城镇人口 城镇化率 人口密度 （ km2） （万人） （万人） （万人） （%） （人/km2） 兰州市 13086 332 322 202 62.73% 246 城关区 222 99 93 91 97.85% 4175 七里河区 421 50 47 39 82.98% 1125 西固区 384 35 33 27 81.82% 863 安宁区 86 24 23 21 91.30% 2665 注：数据资料来源于《2010年兰州市统计年鉴》[1] 兰州市各区人口分布 兰州市各区人口密度分布 万人 人/km2 100 5000 80 4000 60 3000 40 2000 20 1000 0 0 城关区 七里河区 西固区 安宁区 城关区 七里河区 西固区 安宁区 2.2 道路现状和路网特点 2.2.1 黄河和铁路横穿城市，导致兰州交通南北不畅 兰州市俯视图 从上图可以看出，兰州市地形严重制约了公共交通发展。受河谷型城市地形的限制，兰州东西狭长，南北不阔。黄河和铁路线横穿城市，致使兰州市区交通东西拥挤，南北不畅。同时兰州市区没有一条东西方向完全畅通的城市主干路，受黄河和铁路等因素的影响，断头路较多，“毛细血管”不畅现象较为普遍，这是导致兰州交通拥堵日益严重的原因。 2.2.2 路口进一步渠化难度大造成交通拥堵。 又由道路通行能力超负荷，交叉口渠化对于提高道路、交叉口的通行能力、行车速度、缓解交通阻塞具有重要作用，而城区大部分路口很难通过进一步渠化来挖掘潜力，现有渠化设施对交通流的引导、隔离和管制不足，交通流不易达到安全有序的运行。比如七里河区政府门前禁左标志与双黄线虚线设置冲突、火车站附近两个交叉口过近，且渠化不合理、东湖宾馆未近一步渠化等。 2.2.3