文档介绍：数学建模论文
题目:深圳关内外交通拥堵探究与治理
深圳关内外交通拥堵探究与治理
摘要
本文通过深入研究深圳关内外交通拥挤的状况,我们对其进行数学建模分析,定义了关口交通拥堵指数并建立了关口交通等数学模型,分析出深圳关内外交通拥堵的深层原因与直接原因,在此基础上,有针对性地提出关于深圳关内外关口拥堵的治理建议。
对于问题一,我们以梅林关为例,通过对附录1的数据进行大量的计算、分析与比较,得到车流量、车速、车道数与拥堵指数之间的相互关系,从而定义出关口拥堵指数,再通过matlab软件绘出各时段、各路段的交通拥堵指数折线图。结合现实发展情况经讨论与分析比较,我们分析出关口拥堵的深层原因:城市道路规划不够完善,缺乏长远计划,导致随着经济的发展,道路已经不能满足现在的交通需求。
对于问题二,通过对问题一的分析,我们得出:在不增加道路的条件下,可对各城市分区的功能调整、改变关口之间区域功能的架构以及改善交通管控措施等来有效缓解梅林、布吉等关口出现的交通拥堵现象。通过搜集数据,图论分析、规划,我们给出了调整分区功能的方案等缓解关口拥堵的措施。
对于问题三,我们通过运用问题一的数学模型判断出梅林关口拥堵情况较为严重,再根据附录2数据列表分析出该关口中拥堵严重的路段为梅观路,结合城市分区与道路分布,在最优位置增加关内通道。
关键词:城市关口交通拥堵,交通拥堵指数,交通关口模型,治理建议

交通拥堵是备受人们关注的热点话题之一,也是目前中国各大城市面临的共同难题,但拥堵的成因各不相同。由于历史的原因,深圳市存在相当一部分居民关内区工作,关外区居住的特殊情况,导致在上下班高峰期各关口进出通道经常成为交通最拥堵的地方,尤其以布吉关、梅林关等处为甚,在高峰期发生道路交通事故更是严重影响了到广大市民的工作和生活。而政府已在道路建设上投入了大量资源,使得各主要关口道路的互联互通度越来越高,这直接增加了关口交通管控工作的复杂度,导致交通管控和事故应急处理决策愈加困难。
现在在已拥有的数据资料下,我们使用数学方法对不完整的交通信息进行建模分析,就成为定量分析关口交通特性及构成要素的重要手段。在不断修正、调整的基础上取得较可靠的分析结果,对制定有效、合理的交通管控及事故应对方案提供有益的帮助,从而加强了交通管控,并通过提出优化城市的交通布局的方案,来缓解深圳关口交通拥堵的现象。
本文需要解决的问题有:
1. 通过分析造成各关口拥堵的深层原因。以梅林关为例建立关口交通数学模型,分析关口广场区域在高峰期出现拥堵的直接原因,对各关口广场的连接道路进行分类以及定出拥堵指数;根据建立的模型参数,给出进一步研究造成关口广场拥堵的问题需要的交通数据采集及侧重内容建议;
2. 在以不增加关内外通道数量为前提,分析能否通过对各城市分区的功能调整、改变关口之间区域功能的架构以及改善交通管控措施等来有效缓解梅林、布吉等关口出现的交通拥堵现象;
3. 如果可以增加关内通道,选择在合适的地方增加关内通道来缓解交通拥堵(不考虑建设成本)。
二、问题分析

第一个问题以梅林关为例分析关口高峰期交通拥堵的原因并且定出拥堵指数。我们利用附件1中的数据,对同一关口多天内不同时间的拥堵指数,不同关口一天内各个时间拥堵指数进行对比分析,建立数据处理及数理统计模型,同时建立起车道数目,车流量及拥堵指数间的数学关系,结合对实际情况的猜想,最终得出造成各关口拥堵的因素有:经济增长伴随的车流量压力增大,道路建设又刺激了交通需求的增长,进而导致车流密度持续增加,关口的地理分布状态不尽合理,出行时间及路口的选择存在冲突。

第二个问题是让调整功能区分布、关口或交通管控等方式治理交通拥堵。找出由于城市规划造成交通拥堵的原因。再寻找如何调整分布区域使得人们不需要去距离生活区太远的地方工作的方法,这样就会使得每条道路尽可能行使相同的作用,不再会有某些道路车流过多或过少的方式。

第三个问题只需要找到关内道路中比较拥堵的节点,找出其周围合适的地点增建新路。降低其运行压力,使得道路通畅。在下文中会具体的指出新建道路的方案。
三、符号说明
TPI——交通拥堵指数;
Q——单位小时内的车流量;
v——车速;
—车道数。

假设一:从附件一和二中获得的数据可靠;
假设二:排除交通事故发生、自然灾害、恶劣天气等的影响;
假设三:忽略深圳其他影响不大的交通工具的影响;
假设四:关口没有红绿灯,无行人道。

问题一
:
TPI=2*Q/(v*n*25)
其中:
Q——单位小时内的车流量;
v——车速;
n——车