深圳杯数学建模B题参考论文.docx

1、深圳杯数学建模B题参考论文 2013年山西赛区数学建模联赛承诺书我们仔细阅读了山西赛区数学建模联赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：B 我们的参赛报名号为：

2、参赛队员 (打印并签名) ： 一、 摘要.3二、 关键词.3三、问题重述与分析.3四、模型假设.3五、符号说明.9六、模型的建立与求解.9七、模型的检验.10八、模型的优缺点分析.10九、求解.10十、合理化建议.12参考文献.13深圳关内外交通拥堵探究与治理一、摘要交通拥堵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，因而需要在摸清规律的基础上有针对性地提出解决方案。就深圳而言，交通堵塞对人们出行造成了较大的影响,造成深圳城市交通拥堵主要原因:1、城市功能区构建。2、城市公交发展相对迟缓，市民出行系统结构不合理。随着深圳城市的不断扩大，市民出行距离的加大，公交车辆还远不能满足市民上

3、下班或者出行的需要，城市公交发展却相对迟缓，市民出行系统结构不合理，导致了交通环境的进一步恶化。3、城市道路交通规划滞后。例如老城区路幅不宽，支路多、小街小巷多而且与主干道衔接相通，车辆交汇频繁致使交通不畅，成为“瓶颈”路口。4、城市道路资源时常被侵占。5、部分路段红绿灯过多。6、市内停车供求矛盾突出。7、市民交规意识薄弱。公共空间中以各种方式进行的空间移动（即交通）的需求，它具有需求时间和空间的不均匀性、需求目的的差异性等特征。伴随着城市居住人口的增长和经济速发展，人们对出行质量的要求也逐渐提高。城市机动车保有量持续攀升，居民出行机动化水平升高，交通需求总量不断增加。道路设施增长的速度远远赶

4、不上机动车增长的速度，交通需求与交通供给不平衡，导致交通拥堵现象频频发生，给城市交通状况带来了新的挑战。交通拥堵是现代城市，尤其是大城市，不可避的交通问题。对路网进行交通拥堵状态的评价是改善其运行质量的前提和依据。我们通过图论和电路网络的知识对交通拥堵给予恰当的评价，从而提出合理化建议，解决交通堵塞问题。二、关键词：图论、电路模型、线性拟合三、问题重述与分析1. 分析造成各关口拥堵的深层原因。以梅林关为例，考虑信息不完备的影响因素构建关口交通模型，分析造成关口广场区域高峰期拥堵的直接原因，对关口广场各连接道路进行分类或定出拥堵指数；根据你的模型参数，给出今后进一步研究关口广场拥堵问题所需交通数

5、据的采集侧重内容建议。2. 在不增加关内外通道数量的情况下，能否通过调整城市分区功能、改变关口区域功能架构以及改善交通管控措施等来缓解梅林、布吉等关口的交通拥堵；3. 如果可以增加关内通道，试问应选在哪些地方（不考虑建设成本）。交通需求是指出于各种目的的人和物在社会。4. 根据的知识可以知道交通堵塞问题可以抽象为电路网络求电阻的问题，电阻越大，则交通堵塞情况越严重，通过交通拥堵系数的函数关系式求得当因变量应当满足的条件后使得通量最大从而得到解决方案。四、模型假设将交通网络抽象为一个电路网络如图：抽出的图即为附表中提到的干道。将附表1中的数据剔除掉数据为0、空、红字数据，对剩余的数据进行数据合并

6、，对同一个地点7天内24小时的车流量和车速进行均值计算得到。绘制出流量（y）和时间（t）的关系图得到关系：1、107国道(广深公路）南头检查站南行-北-战略所以107国道(广深公路）南头检查站南行-北-战略的流量和时间的关系：y=197.72x2-1545.0x+3712.1 （0x7.5）y=-5.3646（x-7.5）2+14.966x+5013.9 (7.5x23)拥堵系数：平均车流量 3391.7291012、G4(广深高速)(2260km+969m)南行-北-战略所以G4(广深高速)(2260km+969m)南行-北-战略y=117.37x2-1047.9x+2409.7 （0x7.

7、5）y=-20.796（x-7.5）2-384.19x+1651.1 (7.5x23)拥堵系数：平均车流量 203.4517273、松白路白芒检查站入-北-战略y = -6.7531x2+123.76x+742.47（0x7.5）y = 38.240（x-7.5）2-291.24x+610.41(7.5x23)拥堵系数：平均车流量 807.0633834、清坪快速清水河联检站出口北行-南-战略y = 30.722x2-294.72x+937.79（0x7.5）y = -13.647（x-7.5）2+263.41x+757.31(7.5x23)拥堵系数：平均车流量 1326.3921195、清坪

8、快速清水河联检站入口南行-北-战略y = 51.833x2-374.70x+607.87（0x7.5）y = -4.4649（x-7.5）2+80.09A6x+776.93(7.5x23)拥堵系数：平均车流量 730.15816336、保洁路清水河检查站出-南-战略y = 26.327x2-235.02x+648.67（0x7.5）y = -5.5767（x-7.5）2+104.41x+445.06(7.5x23)拥堵系数：平均车流量 577.59536897、西环路清水河检查站入-北-战略y = 18.934x2-149.09x+331.61（0x7.5）y = -1.5068（x-7.5）

9、x2+27.371x+295.59(7.5x23)拥堵系数：平均车流量 286.97252758、丹沙路沙湾检查站入-北-战略y = 31.586x2-275.83x+892.33（0x7.5）y = -2.5456（x-7.5）2+46.970x+608.66(7.5x23)拥堵系数：平均车流量616.51667979、沙湾路沙湾检查站出-南-战略y = 1.6139x2-9.8384x+198.83（0x7.5）y = -2.2253（x-7.5）2+45.229x+232.58(7.5x7.5后，则在x=23时得到的通量最小，所以应该将交通时间向交通畅通时间进行靠拢。五、符号说明x-时间

10、；y-通量六、模型的建立与求解车速流量关系一般形式，当交通量较小时，车辆之间的干扰不大，高速行驶的车辆超车机会较多，此时，车辆行驶的速度主要取决于其机械性能和道路几何特 性，我们称这时交通流状态为自由状态。随着流量的增大，车速也随之降低，开始时，降低的速度不是很大，当交通量接近道路的通行能力时，降低的速度增大。当 交通量达到通行能力时，车流量达到最大值。当更多的车辆试图进入道路时，交通流变得不稳定，流量开始下降，同时车速也会进一步下降。1对车速流量关系产生影响的主要因素包括：(1)地形及道路几何特性，如平纵线型、视距等；(2)车辆特性；(3)非机动车的混入；(4)路边“摩阻”车速流量关系的型式

11、多车道汽车专用公路与单车道或双车道普通公路 的主要区别在于超车机会。对单车道或双车道普通公路而言，车辆的超车机会取决于双向流量以及车速的分布，当超车视距不够时，所有希望超车的车辆形成一个车 队，其行驶速度受车队中速度最慢的车辆控制。因此，在道路的通行能力尚未达到时，不同车型车辆的行驶速度即趋一致。对多车道公路而言，一个方向至少有两个 车道，超车可以在一个行驶方向完成，超车所需要的车头间距将小很多。因此，只有在交通量接近通行能力时不同车型的车速才能趋一致。 二级汽车 专用公路及普通公路、多车道汽车专用公路的车速流量的一般关系。每条曲线代表一种车型的车速流量关系。从中可以看出，单、双车道普通公路及

12、二级汽车专 用公路的车辆的行驶车速随交通量增大而降低，当交通量达到一定水平(未达到通行能力)时不同车辆的行驶速度趋于一致，然后各种车辆以相同的车速行驶直至达 到通行能力。我们将车速趋于一致时的交通量定义为收敛交通量，相应的车速为收敛车速；达到通行能力时的交通量为饱和交通量，相应的车速为饱和车速。对于汽 车专用公路而言，当交通量较小时，不同的车型其行驶速度也有所不同，随着交通量的增大，所有的车速均有所下降，当交通量达到通行能力时，所有的车辆均以饱和车速行驶。七、模型的检验带入路口的其他日期的通量和时间的关系基本吻合。八、模型的优缺点分析优点：1、原创性很强，文章中的大部分模型都是自行推导建立的；

13、2、建立的规划模型能与实际紧密联系，结合实际情况对问题进行求解，使得模型具有很好的通用性和推广性；3、模型的计算采用专业的数学软件，可信度较高；4、对附件中的众多表格进行了处理，找出了许多变量之间的潜在关系；5、对模型中涉及到的众多影响因素进行了量化分析，使得论文有说服力。缺点：1、规划模型的约束条件有点简单；2、没有很好地把握论文的重心，让人感觉论文有点散。九、问题求解1、首先，南头关是深圳西部的交通咽喉，是除了广深高速上同乐关之外特区进出宝安的唯一通道。市内的深南大道、北环大道、滨海大道等几条主要交通动脉一起在这里交汇，由此带来了庞大的车流，而且车流中50以上是体型巨大、车速较慢的货柜车。

14、其次，从去年开始，有关部门为了让从关口北面逆道而来的一小部分车辆在关口前面路段分流而设置了一组红绿灯。这组红绿灯交换时间长达600秒，由于车流量太大，每次红灯一亮，车队立刻排起长龙。记者通过粗略测算，每次红灯亮一分钟，就会增加200辆车排队等候。其三，在过关以后，90以上的车要左转驶上107国道，10的车要直行经一条小路进入宝城。但因为从出关开始一直没有导向车道分流，车辆常常互相穿插。其四，在南头关设立站牌的有301、311等十多路公交车。数量如此众多的公交车在此交汇，让原本并不宽敞的关口前方停车处拥挤不堪。2、治理深圳城市交通拥堵的对策与建议加强深圳城市交通治理，对于改善城市交通环境、方便人

15、民群众出行以及促进经济社会发展有着十分重要意义，有利于提高深圳城市品位和整体对外形象。因此，治理深圳城市交通拥堵刻不容缓。我们特提出如下的对策与建议：1调整和优化城市功能分区。建议重新调节和优化城市中心区的功能分区。2推行公交优先发展政策。国内北京、上海等城市的交通堵塞现状提醒我们，仅靠拓宽马路不能根本解决城市的交通问题。公交优先是解决交通拥堵的根本途径。城市公共交通优先即“人民大众优先”，优先发展公共交通，提高公共汽车运行效率，确保市民上班、购物、入学时都能乘上快速、便捷的公交车，用有限的路面乘载尽可能多的交通参与者。只要公交车做到方便、快捷、安全、舒适、价廉，深圳的公交车的发展一定会进入良

16、性循环，而进入良性循环后的公交，一定会大大缓解深圳城市交通堵塞问题。3搞好规划，完善路网建设。在完善制定城市发展总体规划的同时，要加快制定深圳城市交通管理发展专项规划，其中应包括路网结构规划、交通规划、交通安全管理规划、公交规划、停车规划等。4完善和恢复停车场功能，提高利用率。在深圳交通拥堵的重点区域新建地下停车场或重点恢复挪作他 用的大型地下停车场的停车功能；加强和规范现有停车场的管理，改善原有配建地下停车场进出口标识，提高现有停车场的利用率；鼓励临街单位开放内部停车场接纳社会车辆停放，解决停车难和乱停乱放等问题，并根据不同的路段或区域，制定不同停车服务价格，同时推行分时段弹性停车收费制度，

17、督促车辆快速流动，减少拥挤的路段和停车场的压力。根据不同的道路状况及交通流量设置路边临时停车场，但要严禁主干道停车；严格限制次干道停车；支道停车应保证机动车、非机动车和行人足够的通行空间。我们认为规范市区停车是合理使用道路资源缓解市区交通拥堵的有效举措，也是公平使用公共道路资源，保障行人公平共享行路权的公平举措。5正确设置步行街和单行道正确设置步行街和单行道不失为一种减少城市交通堵塞可行的方法，问题是要正确设置，其宗旨应是方便老百姓而不是管理者。6合理设置交通信号7尽快推行错时上下班制实行错时上下班是解决交通拥堵的一种手段。但哪些单位适合错时上下班？错时上下班会给哪些单位或行业带来不便？需要有

18、关部门提前进行调研。我们建议实行错时上下班，企业单位上下班时间适当提前，商业单位上下班时间延后，政府机关、事业单位、学校、医院上下班时间维持现状不变。错时上下班虽然对于缓解交通拥堵是一个比较好的办法，但真要解决问题，关键还是要在减少机动车使用量的同时，完善城市和交通规划与布局，大力发展方便快捷的公交系统，可以适当增加公交车数量，错时上下班高峰时间，让所有公交全部上路。造成各关口拥堵的深层原因是私家车增多、人们越来越倾向于自驾上班而放弃选乘公共交通、立交桥对缓解梅林关路段拥堵未起很大作用。3、有关部门应从主干道的通畅和多数司机的方便考虑，取消南头关的红绿灯；关口应提前设置导向车道，出关后增加交通

19、栏杆，杜绝乱变道、穿插现象；规范公交车、出租车上下客秩序。而从新洲路到彩田路有2.5公里长的北环大道上却只有两座跨越北环大道的立交桥（新洲立交、彩田立交），而仅有的两座立交桥东行出梅林和从西边来入梅林都仅仅只有一个车道的出口（入口），由此很容易地看出，是靓丽而悠长的北环大道卡住了梅林片区的咽喉要道，使梅林变成了一个肚子大而嘴小嘴少的口袋，里面的滚滚车流出不来，外面反方向的滚滚车流又进不去，而跨越滨河大道的四座立交桥间距只有600米，并且都是超宽体（8-12车道）的立交桥，疏解了滨河大道以南片区大量的南北走向的车流解决梅林片区交通拥堵的最根本、最有效手段就是再修建两座跨越2.5公里长北环大道这一

20、交通屏障的南北向宽体立交桥和地下宽体隧道，以此来改变梅林片区肚子大嘴小嘴少的严重弊端。梅林片区基础设施的现状出梅林东行方向是去往城市主城区的方向，是车流量最大的方向，然而在梅林东出口出梅林东行是一个车道的出口，西出口出梅林东行也是一个车道的出口（另一个方向进林也是如此），根据用度系数可知107国道，和清平快速两路口拥堵严重，尤其是107国道十、合理化建议1: 用动态的收费方式让车辆主动避让高峰路段和时段 每10分钟计算一次，根据各路段的车辆保有量和通行速度评估拥堵的程度来确定拥堵系数，根据拥堵系数来收费，如果能够追踪每辆车经过的路口的次数或在各路段的停留时间来打分计算拥堵费，技术手段上可以用卫

21、星定位系统，通行证、车牌录像识别方式来判断。 拥堵系数的收费标准可根据拥堵改善的程度进行调整，尽量以最少的收费达到尽量好的效果。时刻播报前10大拥堵区的拥堵系数，也可让行车者通过电话、短信、网络查阅当前、历史、预测的拥堵系数和收费，让开车者尽量绕行拥堵区。2：对于居住在附近地区的车主在该地区通行时可减免一定的拥堵费，减少回家要多付费的抱怨。根据实际情况豁免或减免公共交通和一些急救车辆的拥堵费，豁免或减免的情况要公示。节能车辆和电动车可以减免部分拥堵费，减少拥堵时的废气排放。3：交通事故收取拥堵费，根据拥堵时间和道路拥堵系数加数倍收取双方的费用，鼓励尽快协商解决，无过错方拥堵费至少也要收30%。

22、费用不一定高，关键是一种舆论导向作用，现场处理的交警可以有权利现场确定。4：高峰期可考虑增加拥堵区的停车收费标准5：每辆车建立拥堵数据库，为保护隐私不需要公布详细的收费（除非自己特别申请），网络可查每天每辆车的拥堵费用支出，车主根据自己的行车路线和拥堵系数可以来估计收费是否合理。6：拥堵费的收入只能用于改善拥堵情况的支出，进行一定程度的公示7：对于容易引起拥堵的盈利性单位因为管理不够到位可以收取一定的费用，用于改善周边的交通状况。对于关系民生的学校和医院等拥堵情况可派专人提出改善意见，并补助资金改善拥堵情况，如增加车位或改善交通管理，增派人员改善拥堵时的交通管理，提高交通效率。8：跟踪测算路面

23、车辆数和车速，用一定的数学算法减少红灯排队现象。提高行人自行车管理，避免人车不分的低效率交通，无车辆时路口车行道可以全部成红灯，车靠近时显示绿灯，提高行人自行车的交通效率，同时也会减少有车时的红灯，加快车速，减少汽车尾气排放。9：拥堵区外围多建低价停车场，拥堵区内鼓励使用免费自行车等公共交通作为替代交通工具。10：根据车牌号和每周七天的轮流方案，可规定一定日期在不同景区或不同拥堵区费用的豁免或减免，尽量能保障公平性和减少拥堵费的收取。11：根据城市的分区功能，可以将工作区尽量和生活区设立在路口数目多的地方，避免丘陵地带和山区。12：将路建到东西走向，缓解梅林关的交通拥堵。13：增加了东往南的独立匝道，通过新增匝道极大程度上减少了过渡区的交织，提高了立交通行能力。十、参考文献：1 张剑飞，公路通行能力的测算和车速 流量关系的建立，中国论文下载中心，2013年5月22日