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  • (2)(3)(4) 约束条件(2)表示公共汽车和自行车所能承载的人数大于等于该十字路口瞬时交通流量的最大值(人)。约束条件(3)表示公共汽车和自行车所占有的总面积小于等于该十字路口的总面积。给出一组实验数据, 设150000c...

    1111221

    21122221

    2.0,0a x a x b st a x a x b x x +≥??

    +≤??≥≥? (2)(3)(4) 约束条件(2)表示公共汽车和自行车所能承载的人数大于等于该十字路口瞬时交

    通流量的最大值(人)。

    约束条件(3)表示公共汽车和自行车所占有的总面积小于等于该十字路口的总面积。

    给出一组实验数据, 设150000c =,2100c =, 1150a =,121a =,15800000b =,

    21100a =,225a =,278000000b =.则最优可行解为10x =,25800000x =.

    比较斜率12c c - ,1112a a - ,2122a

    a - 不难看出,最优最优可行解1210,x x

    b ==,对

    1b ,2b ,1c ,2c 是非常稳定的。

    从节约能源和保护环境的角度来看, 作为交通工具, 自行车是最佳选择. 但自行车有它的缺点, 如速度慢, 需要出行者本人驾驶等. 可见, 把自行车作为唯一的选择是不可行的.继续上面的讨论. 设已选定非机动车数量为2000000, 把非机动车的因素从模型中去掉, 只剩下机动车. 而进一步把机动车再分为大型机动交通工具(以公共汽车为代表, 记为11x ) 和小型机动交通工具(以小汽车为代表, 记为12x ) 两类, 则模型变为:

    111212min f c x c x =+ (1)

    目标函数(1)表示公共汽车和小汽车的总费用(包括固定资产费用、维持运行费用和污染费用)。

    111112121

    2111221221112.0,0a x a x b st a x a x b x x +≥??

    +≤??≥≥? (2)(3)(4) 约束条件(2)表示公共汽车和小汽车所能承载的人数大于等于该十字路口瞬时交

    通流量的最大值(人)。

    约束条件(3)表示公共汽车和小汽车所占有的总面积小于等于该十字路口的总面积。

    其中11000000b =,210000000b =,150000c =, 250000c =, 111a =, 12150a =,

    21150a =,2280a =.用LINGO 编写出程序计算的最优可行110x =, 126667x =.所以该可行解是非常稳定的。

    由模型二再结合节约能源保护环境的理念我们可以得出:为了解决城市交通拥堵问题和交通的可持续发展,为了发展和谐社会建设城市文明,提高人们的生活质量,在洛阳市的对交通工具的最佳选择是自行车和大型机动交通工具。

    模型三、神经网络模型

    对定鼎路与中州中路交叉口在下一周期内的车流量进行预测,特别是在交通流高峰到来之前做出预测, 进而采取及时的措施并通过交通控制系统削减交通流高峰、避免拥堵的发生, 是ITS 智能交通系统( Intelligent Traffic System) 对城市道路进行智能化管理中一个重要的环节。但是, 由于交通车流具有非线性、很大的不确定性、随机性

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  • 城市道路交通拥堵问题成为困扰世界各大城市的主要社会问题之一,严重影响着城市的可持续发展和人们的日常工作与生活。快速、准确地发现路网中发生的交通拥堵,并估计出拥挤在未来一段时间内的扩散范围和持续时间,...

    城市交通拥阻的分析与治理

    摘要

    随着经济的高速发展和城市化进程的加快,机动车拥有量急剧增加。城市道路交通拥堵问题成为困扰世界各大城市的主要社会问题之一,严重影响着城市的可持续发展和人们的日常工作与生活。快速、准确地发现路网中发生的交通拥堵,并估计出拥挤在未来一段时间内的扩散范围和持续时间,对于制定合理有效的交通拥挤疏导策略具有重要意义。

    本文通过调查洛阳市中州中路与定鼎路交叉口车流量与红绿灯的设置等情况,发现此路口南北方向的车辆主要是由关林与洛阳站方向的往返车辆,东西方向的车辆主要是由中央百货大楼与老城方向的往返车辆,且南北方向的车流量大于东西方向的车流量。

    模型一,通过我们的调查发现,造成此路口交通拥堵的原因之一是黄灯时间较短,黄灯时间只有3秒,这样会造成有些车辆因来不及停车而越过十字路口的停车线, 又由于红灯亮了而过不了路口, 故而造成交通混乱。针对此问题,我们在力学与动力学原理的基础上,提出一种调整黄灯时间的模型,利用微分方程列出黄灯时间的求解公式,并计算出黄灯闪亮的最佳时间为7秒。

    模型二,道路的增长速度跟不上车辆增长速度,这就导致了车辆静止平均密度逐年增大,结果花费了大量人力物力财力修路架桥,但换来的不是交通顺畅,而是越来越严重的交通拥挤。针对此现象,我们以交通工具为研究对象,运用线性规划方法并结合LINGO软件,得出人们出行选用自行车和大型机动车有利于缓解当前交通拥堵现象。

    模型三,为了使交通部门有充分的时间来预防交通拥堵,应该在交通流高峰到来之前做出预测, 进而采取及时的措施并通过交通控制系统削减交通流高峰、避免拥堵的发生,我们采用径向基函数预测功能的神经网络[5],对十字路口的车流量进行实时预测,应用MATLAB软件编程[4]预测出交通高峰期可能通过每个路口的车流量,从而可以给交通部门提供数据,让他们有更充分的时间预防交通拥堵的发生。

    关键词:微分方程;线性规划;神经网络; LINGO; MATLAB

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  • 北京市交通拥堵问题研究-论文.zip
  • 一 摘要本文主要针对深圳市交通拥堵问题进行分析。首先,我们对深圳市整体道路网的建设及其发展趋势进行分析,以梅林关、布吉关等关口局部为例,对交通量进行分析,并建立模型,从多方面分析了造成深圳市交通拥堵的...

    一 摘要

    本文主要针对深圳市交通拥堵问题进行分析。首先,我们对深圳市整体道路网的建设及其发展趋势进行分析,以梅林关、布吉关等关口局部为例,对交通量进行分析,并建立模型,从多方面分析了造成深圳市交通拥堵的原因。然后,在深圳市的城市功能分区对交通拥堵的原因研究中,采用了空间聚类方法分析城市功能分区的影响因素,并试图通过研究结果调整深圳市的城市功能分区来解决交通拥堵问题。但数据有限,仅以部分区域进行了空间聚类方法说明。最后,对解决深圳市交通拥堵问题给出合理建议。最后,我们充分正视该模型的缺点,并对问题进行了进一步思考。 关键词 深圳市交通拥堵 城市功能区划 缓解措施

    二 问题重述

    近年来,随着国家经济的快速发展,特别是国家政策对汽车行业发展的扶持,小汽车保有量急剧增加。另外城市化进程加快,但是交通基础设施建设跟不上,进一步加剧供需矛盾,由此我国各大中城市又出现了新一轮的交通拥堵,而且有进一步发展和恶化的趋势。 深圳市干线道路示意图

    虽然城市规划、建设、管理等部门做了大量的工作,但是交通拥堵问题仍然存在。我们现阶段需要做的,是在总结治理交通拥堵经验的基础上,探索如何更好的缓解城市交通拥堵。

    表1:北京、上海、天津、杭州、广州、深圳道路交通管理基础数据对比表

    从上表可以看出,深圳的机动车密度高居全国之首,为了缓解交通拥堵,深圳采取了一系列交通管理措施,这些措施一定程度上代表了国内大多城市在解决交通拥堵中的普遍做法

    ——驾驶员反应时间 ——汽车通过十字路口的时间。 ——停车距离的驾驶时间。 n——拥堵指数(一天中交通量超过平均交通量的时间与24的比值。)yongdu aver——平均交通量。

    五 分析、建立模型并进行求解

    A对交通拥堵原因进行分析 我们通过对梅林关道路网的分析,简化出如图所示的关口处的道路简图,并以此为分析对象,建立关口交通量的模型。 首先我们对进出该关口间的各道路交通量进行分析,利用Matlab对交通量进行定量化的分析,给出了个路口的交通量随时间的变化规律,并以高峰时段的交通量为代表进行验算,如下所示,

    根据Matlab曲线拟合功能可以得到关口个断面的交通量随时间的函数关系,公式如下:

    序号断面公式断面经纬度坐标1107国道 广深公路)南头检查站南行-北-战略Linear model Poly6: f x p1*x^6 + p2*x^5 + p3*x^4 + p4*x^3 + p5*x^2 + p6*x + p7Coefficients with 95% confidence bounds : p1 -0.0007755 -0.004703, 0.003152 p2 0.02934 -0.2426, 0.3013 p3 0.3453 -6.812, 7.503 p4 -29.26 -118.2, 59.69 p5 418.1 -106.5, 942.7 p6 -1564 -2842, -285.7 p7 2772 1818, 3727 Goodness of fit: SSE: 3.959e+006 R-square: 0.937 Adjusted R-square: 0.9148 RMSE: 482.622.554515,113.908382 2深南大道南头检查站出-南-战略Linear model Poly6: f x p1*x^6 + p2*x^5 + p3*x^4 + p4*x^3 + p5*x^2 + p6*x + p7Coefficients with 95% confidence bounds : p1 0.0001567 -0.005042, 0.005356 p2 -0.03443 -0.3944, 0.3256 p3 1.845 -7.63, 11.32 p4 -42.13 -159.9, 75.61 p5 427.6 -266.8, 1122 p6 -1330 -3022, 361.7 p7 1692 428.6, 2956 Goodness of fit: SSE: 6.936e+006 R-square: 0.8848 Adjusted R-square: 0.8441 RMSE: 638.822.549734,113.912108 3G4 广深高速 2260km+969m 南行-北-战略Linear m

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  • 178-36-外部性视角下的大城市交通拥堵问题及其治理措施研究——以天津市为例-word资料.pdf
  • 北京的交通拥堵情况严重,有专家认为,拥堵的原因很大程度上是因为左转太多,如果取消左转,就可以缓解交通拥堵的情况。通过分析,作者发现左转确实增加了道路交通的压力,但是取消左转后,原本通过左转直接可到达的...

     

    摘要

    北京的交通拥堵情况严重,有专家认为,拥堵的原因很大程度上是因为左转太多,如果取消左转,就可以缓解交通拥堵的情况。通过分析,作者发现左转确实增加了道路交通的压力,但是取消左转后,原本通过左转直接可到达的目的地则需要通过直行一个十字路口右转右转右转直行一个十字路口才能到达,这样在一定程度上增加了道路中的车流量。为了便于研究,本文对该问题进行了分析、抽象和归纳,将问题转化为对一个十字路口的研究,同时引入了当量小汽车的概念,即将各种不同车辆换算成小汽车的数量,然后通过数学模型的建立,分别计算在允许左转和取消左转的情况下,十字路口的通行能力、饱和度以及两种不同情况下的饱和度的比值,从而得出了取消左转可以缓解交通拥堵的结论,最后还编程实现了微观交通流的仿真,进一步验证了取消左转可以缓解交通拥堵的结论。

     

    1.1 题目简介

     城市道路十字交叉口是城市道路系统的重要组成部分,是城市道路上各类交通汇合、转换、通过的地点,是管理、组织道路各类交通的控制点。在整个道路网中,十字交叉口成为通行能力与交通安全上的瓶颈。城市主干道沿线的大型十字交叉口,对存在拥堵的城市道路网,影响较大。而在我们的首都北京,交通拥堵情况也颇为严重。有专家认为,拥堵原因很大程度上是因为左转太多,如果取消左转,就可缓解交通拥堵情况。在我国的一些地方已经采用了取消左转这样的措施,在缓解交通压力上也取得了一定的效果[1][2]

    1.2 目的及意义

    通过数学建模的模型来计算取消左转和允许左转两种情况下,对北京十字交叉口的通行能力和饱和度进行比较得到结论。然后再利用计算机仿真技术根据所得到的不同的参数进行模拟,进而论证取消左转的情况下,可缓解北京交通的拥堵。

    1.3 关键理论和技术,技术指标

    主要利用调查的交通量数据与根据相关规范计算的道路平面十字交叉口在取消左转和没取消左转的两种情况下的通行能力和饱和度理论等等进行探讨和比较,同时也充分考虑路口的交通需求状况,来确定是完全取消左转还是在车流量到达某个点的时候取消左转会缓解交叉口的拥堵情况。

       主要的技术指标为交通量、通行能力、十字交叉口的饱和度、信号灯时间等。

    1.4 论证的主要方案和措施

    在论证取消左转能够缓解交通拥堵主要从以下几个方面:

    1、查找资料了解十字交叉口的交通规则和现状

    2、根据查找到的资料建立数学模型和计算机仿真的参数和程序框架

    3、根据建立的数学模型计算结果和仿真的结果在以缓解交通拥堵的前提下提出其它好的方案

    二、问题分析与模型建立

        本文可不考虑丁字路口、三叉路口和单行道等情况,因为丁字路口、三叉路口可以看成是十字路口的特殊情况,而单行道可以看出是常规道路的特例,且丁字路口、三叉路口和单行道在城市中出现的概率很小,故城市的交通网可简化如图1所示。

    2.1 问题分析

    2.1.1 将所有的交叉路口抽象成一个十字交叉路口分析

        由于该问题是论述取消左转能够缓解交通堵塞,在交通网中,有多种交叉口,但主干道的交叉口设计都采用十字交叉路口,为了简化模型,此处采用十字交叉路口。

        交叉路口都是由入口和出口组成的。假设每个交叉路口的情况都是相似的,受到其它交叉路口的影响也是相同的。这样就可将所有交叉路口问题都转化为一个交叉路口问题,可通过研究一个交叉路口来解决整个问题。

        综上所述,可将所有交叉路口抽象成一个十字交叉路口中发生的问题来研究取消左转能缓解交通拥堵的问题。

    2.1.2允许左转和取消左转车流量的转化

    本文中的仿真和数学模型建立的十字交叉路口假定为六车道,因为六车道的路非常典型,可以将其他的大于六车道的车道看成六车道,分别为左转车道、直行车道和右转车道。可以通过改变每个车道的流量将其他多车道转化为六车道。现对取消左转下车流量的转化做如下分析:

        1、在允许左转的情况下,小车左转的轨迹如图1中l号路线所示,小车直接左转从A点到B点。红绿灯单独为左转的车道分配红绿灯时间片。

        2、如果取消左转,小车如果想从A点到达B点则会找最短路径行驶,最短路近就是图1所示的D号路线。假设每个交叉路口的所有想左转的车辆都需要经过如图1条所画的路线。

         3、取消左转时,左转的车都需要用直行一个十字路口→右转→右转→右转→直行一个十字路口代替了原来左转的路线,即司机欲从A到达B点,需要选择D号路线,如图1所示,此时增加了2、3、4、1四个交叉路口及其各路段的车流量,每个交叉路口的车流量都增加了 ( 为左转的车流量),即取消一个路口的左转,就会对周围的四个路口产生影响。所以一个交叉路口的车流量就增加了 ,对于每个交叉路口都满足这样的关系。

    2.2 道路通行能力

      国内外通行能力的计算方法大多是根据本国交通流的特点研究出来的,所考虑的方面和所依托的原理不完全相同,应用最为广泛的是美国的饱和流率模型。根据我国交通流特性、交叉口基础设施、信号设计条件及行车道条件,国内学者提出许多计算信号交叉口通行能力的方法,较为普遍应用的方法主要有:《城市道路设计规范》中介绍的方法有停车线法、冲突点法。此处建模采用的是停车线法。

     由于实际生活中,道路上的车辆各种各样,为了便于建模和仿真程序的设计,可以通过车型换算系数可将不同类型的车辆换算成一类的车型。当量小汽车换算系数如表-1[3]所示。

      -1 各种汽车换算成当量小汽车对照表

    车种

    自行车

    二轮摩托

    三轮摩托或微型汽车

    小客车或小于3t的货车

    旅行车

    大客车或小于9t的货车

    9-15t货车

    铰接客车或大平板拖挂货车

    换算系数

    0.2

    0.4

    0.6

    1.0

    1.2

    2.0

    3.0

    4.0

     

    2.2.1车道的设计通行能力计算

    1、一条直行车道的设计通行能力计算公式[4]具体形式如下:


    2.3 发车规律与泊松分布原理
        车辆进入仿真区域是个随机性事件,据此,可将其转化为进入仿真区域的车辆之间的间隔时间是个随机量。
    2.3.1发车模型
       根据车辆进入仿真区域本身的特点,从理论上应满足下列条件:
    1、在不相重迭的时间区间内车辆的产生是互相独立的,即无后效性。
    2、对充分小的△t,在时间区间[t,t+△t]内有一辆车产生的概率与t 无关,而与区间长度△t 成正比,即车辆的产生具有平稳性。
    3、对于充分小的△t,在时间区间[t,t+△t]内一条车道上有2 辆或2 辆以上车辆产生的概率极小,即具有普通性。通过对相关资料提供的车流数据的分析与实地观察数据,在城区、市郊、高速公路等车辆通行较为频繁的地方,车流到达情况接近均匀的波峰分布,指无突起的波峰,但非每个时段经过车辆数都平均(指概率均等)。交通高峰、平峰、低峰差异在于总车辆数上的变化。对于特别的交通情况,如突然产生一个巨大的波峰或在交通量小的地方(概率平均分布),当作小概率事件接受。在此选用常用、简单的概率分布——泊松分布来表示交通流的分布情况。由于泊松分布的变异系数为D(x) /E(x) =1,则根据变异系数定义,该分布的概率曲线集中度比较均匀,能体现均匀分布。

     

    2.3.3泊松分布随机变量N的步骤
        即是单位时内发出小车间隔时间的均值,服从泊松分布 (n=1,2,3,•••)计算服从泊松分布的随机变量单位时间内发出小车间隔时间p的步骤:

    步骤1:令n=0,p=1;

    步骤2:产生随机 ,用 取代 ;
         步骤3:如果 ,则接受 ;否则拒绝当前n,将n加1,然后返回到第2步;

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/yueyue_jwfm/archive/2010/04/10/1708852.html

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交通拥堵的问题