文档介绍：上海世博会交通限行问题的数学模型摘要2010年世博会在我国上海举行,如何正确规划交通对世博会的顺利举行及上海的交通体系有深远的影响。本文针对世博会可能导致的交通拥堵问题进行建模分析,讨论“交通限行”是否会对世博会举行期间的交通状况有所改善。对于问题(1)我们通过对交通畅通可靠度的研究分析,得到了进行单双号“限行措施”将会对世博会园区的交通产生一定的效果,对问题(2)通过贝叶斯网络模型的交通状态预测,在较长一段时间内,其市区的交通状态将会取决于实际机动车保有量与未“限行”情况下理想最大机动车数量之间的关系。基于交通畅通可靠度的定义建立了道路系统状态评估体系,并对上海世博会的交通限行进行数值实验,得到交通限行政策将减轻上海世博会交通压力的结论。采用贝叶斯网络对交通状态进行预测,能很好地表示变量之间的不确定性、相关性与不确定性推理,这也保证了将贝叶斯网络用于交通状态预测的可行性。两个模型很好的解决了世博会所面临的交通问题,并预测了在长时间内其交通状况,可以说这也是我们这篇论文的优点和特色之处。在分析了世博会园区的交通状况之下并借鉴北京奥运会交通改善措施的基础上我们提出了另外八种可行的应对交通拥堵方案。论文还对模型的优缺点进行了认真分析,并在模型分析的基础上向上海市交通主管部门提供了自己的一份建议报告,希望此报告能够对相关部门有一定的帮助。关键字:上海世博会交通限行交通畅通可靠度贝叶斯网络模型数学模型问题的重述城市交通问题是关系人民群众日常生活的重要问题。由于汽车工业的迅猛发展,城市交通的形势越来越严重。如何缓解交通,保持交通的基本顺畅,是交通管理部门需要着重研究的课题之一。去年北京奥运会时,北京采用了“交通限行”的方法,基本保持了奥运期间交通的通畅,同时也减轻了环境污染(注:这里我们不研究污染问题)。在奥运之后,北京仍保持这一做法。上海有近1900万人口,作为特大型的现代化城市,交通的不畅乃至堵塞已日益引起各方的严重关注,2010年上海将要举办世博会,这有可能是有史以来参观人数最多的一届世博会。由于上海世博会区位特点,必然导致世博交通与城市交通交织在一起,这给城市交通系统的正常运行带来巨大的压力,如何应对交通拥堵问题显得尤为迫切。(1)请建立数学模型,讨论此项措施对世博会期间的交通情况会产生多大的效果。(2)对长期的交通情况进行讨论。(3)除此方法外,还有其他哪些措施可以实施?(4)写一份给城市交通主管部门的报告,阐述你的想法和结论。问题的分析问题(1)要求讨论交通限行这项措施对世博会期间的交通情况产生的效果,因此可用基于畅通可靠度分析单双号限行对上海世博会期间的交通情况产生的影响进行研究,来反映此措施产生的效果。通过若干路网畅通可靠度计算,可将可靠度划分极度,评估道路畅通程度,然后在城市的畅通可靠度不小于时,通过逐步增加城市机动车数量,并反复试算的方式找到满足畅通可靠的要求的理想最大机动车数量。最后以上海世博会为研究对象得出理想最大机动车数量,从而得出在世博会期间实行单双号限行的措施是有一定效果的结论。问题(2)要求对上海长期交通情况进行讨论,应对上海的交通状态进行预测,有效的交通状态预测能很大程度上优化交通状态。我们基于贝叶斯法则并通过计算车流量占有率、车流速度、车流密度等的条件概率,来计算交通阻塞发生的可能性。若交通阻塞状态概率大于交通畅通时的概率,则会发生交通阻塞,反之则不会发生交通阻塞。道路交通状态即通行能力,由车速(v)、占有率(A)和流量(K)共同决定。三、(1)假设道路只有畅通和阻塞两种情况;(2)鉴于有些因素信息的获取比较困难,不考虑交通事故发生、自然灾害、恶劣天气、阻塞发生时车辆状态等的影响;(3)仅考虑机动车辆,忽略其他影响不大的交通工具的影响;(4)仅考虑单双号限行对交通情况的影响;:交通供给;V:交通需求;:网络上单元i在高峰时间的畅通可靠度;:交通网络中第k个起讫对在高峰时间的畅通度;:系统高峰时间通常可靠度;:第k次迭代系统车辆数总增加值;:第k次迭代小区i的车辆保有量增加值;:小区i的经济发展系数;I:划分的经济区总数:系统的畅通可靠度:实际机动车数量;:理想最大机动车数量(未“限行”)v:车流速度;Q:路段车流量;A:路段占有率;K:车流密度;Y:交通状态(Y=1时表示交通处于阻塞状态,Y=0时表示交通处于畅通状态)四、(1))定义路段畅通可靠度根据道路交通学知识,畅通广义来讲可定义为车辆能在畅通的服务水平下行驶从而单元畅通度可定义为某时段(一般为高峰时间)内某路段或路口单元上车辆能在畅通的服务水平下行驶的概率。根据国内外的经验,可用交通供给C需求V的比值V/C作为城市道路路段