杭电暑期数学建模集训6城市交通流优化配置与调整问题 终极版.pdfVIP

杭电通信工程hotyouthy 数模学习交流 城市交通流优化配置与调整问题 摘要 随着人们生活水平的提高，购买能力也越来越强，个人拥有车辆数在人群中 的比例也越来越大。自驾出行虽然方便自己，但是道路拥堵却多的时间都浪费进 去了，极大不方便出行。杭州市虽然有四纵五横的规划，但是随着规划的逐步完 善，收益却甚微。造成这种原因是因为管理技术的研究滞后，而本文就此给出对 杭州市四纵五横交通流的优化模型布置。 针对问题一：由高德地图给出的高德指数得到杭州市四纵五横路段一天的早 高峰和晚高峰以及最近 7 天平均每天车流量统计，经过统计得出了最拥堵的路 段，然后我们通过2 个方面来减少主路车流量。第一个方面如5.1.2 所述，通过 基于元胞传输模型得到快速路出口匝道区域辅导不发生拥堵的情况下主路所能 承受的最大车流量为：快速路的车流量为2000veh/h，自由流速度为80km/h ；城 市道路车流量为1800veh/h，自由流速度为50km/h 。若监控的主路区域超过这一 车流量，我们就在对应的节点处设置车辆绕行提示。另一方面如5.1.3，通过控制 交通登的时间来使车流量尽量少停留，确保车辆能以最快时间通过最堵路段。其 次利用ALINEA 控制算法优化控制快速路各个出口的交通灯的信号周期及绿信比， 尽量减缓在出口闸道处造成的车辆拥挤。 针对问题二：我们选取选取影响范围、事发位置、事发时间等作为评判指标， 运用模糊综合评价法对事件的应急等级进行判定，并根据应急等级制定相应的组 织预案，为交通应急管理部门快速处置交通突发事件提供科学有效的方法。最后， 论文假设杭州市下城区中河高架和庆春路交叉口某处发生公交车自燃，根据研究 对事件实施应急交通组织，采用了Ⅱ级应急方案，并给出了相应的交通疏导图。 关键词：元胞传输模型 ALINEA 控制算法 模糊综合评价法 应急等级 交通应急预案 一、问题重述 城市交通拥堵是一个世界性的难题。许多业内专家认为，交通拥堵的主因 是汽车过多，新的道路建设的速度又跟不上车流量增加的速度（道路容量不 足），而且道路交会过多等等。毋容置疑，这些都是导致交通拥挤的重要原因。 然而，导致交通拥堵另一重要因素-城市交通的管理与优化不到位-还没有引起 人们的足够重视。 交通流优化配置与调整问题是一个十分复杂研究的课题。杭州市早就规划 了“四纵五横”的交通干道计划并逐步完工。但是，交通拥堵问题的改善往往 不尽如人意。 例如，人们原来期待秋石高架的开通将大大缓解市区南北向的交 通状况的愿望在并未实现，甚至导致东西向的德胜快速路更加拥堵。这不能不 说是管理技术的研究滞后所致。通俗的说，就是硬件已经更新而没有更新相应 的软件。 为减少拥堵，使得交通快捷、流畅，试建立数学模型研究如下交通流优化 配置与调整问题 1. 考虑杭州市区的“四纵五横”（见图1）， 假设其全部完工。那么如何在 现有道路及车辆拥有条件下实现交通流的优化配置。 2. 在道路变化的情形下（见注1）如何快速调整原来的布局达到优化配 置。 3. 除了“四纵五横”，再同时考虑杭州市区的的其他若干主要交通要道， 研究1、2 中的问题。 （图1） 注1 道路变化的情况很多，例如（新建道路的开通、高架桥、地铁线路的增 加，道路管控（重大活动如G20。奥运会期间可能在某些道路临时采取禁行、 禁左等等） 注2 优化的指标可有有多个选项、如流量大，安全度高、便民性（满意度）好 等等，这些指标有的还是互相关联。建议各队独立思考确定自己的优化指标。 注3.所需要的数据最好能搜集到，如有难度，可以考虑模拟或自己合理假设。 二、问题分析 针对问题一：题目要求我们给出针对杭州四纵五横路段合理的交通流优化模 型，我们打算建立元胞传输模型以及交通灯控制模型来得到使快速路不产生严重 拥堵情况下的最大车流量。若某些路段发生拥堵，则在节点处设置提醒并且在辅 路交通灯处延长绿灯时间使得车辆在最短时间内通过。 针对问题二：我们打算考虑在市区发生紧急情况下，交通应该怎么分流的情 况，并且打算画出分流图来详细说明。