交通拥挤的原因和解决办法.docx

交通拥挤的原因和解决办法摘要：一、问题的重述1，背景随着时间的推移时代的变迁，人们的经济收入不断提高，生活水平也是更上一层楼。与此同时，交通拥堵的严重性逐渐成了一个很严重的社会问题。1）交通拥挤造成了大量的时间浪费和资源浪费，使人们的生活受到一定的影响。2）汽车的数量逐渐增加，人们的生活节奏不断加快，从而引发一系列的交通事故。3）汽车排放的燃烧不充分的尾气含有很多有害物质，以及汽车发动机和鸣笛所产生的噪音，造成环境污染，噪音污染，给日常生活造成了很坏的影响。4）随着世界能源的不断消耗，国际组织不断呼吁节约能源，交通拥堵造成能源的利用变得毫无用处。5）私家车的不断增加，能源的浪费，从而引发新的社会问题。 2，原因交通拥堵的主要原因有四个：1）道路施工为交通添堵。2）城市飞速发展，车流量剧增。3）公交车停泊时占道。4）部分人们交通安全意识不够。5）交通规划滞后。3，问题车辆的流动问题与交通状况的关系：1）车辆通过路口的时间越短，交通状况越好。2）车流量大时，车辆滞留长度越短，交通状况越好。3）道路通过车流量越大，交通状况越好。二、交通拥堵的解决办法通过上述对交通原因的分析，解决方法如下：1）国家公路有关部门在维修或重建道路时，应综合考虑，把可能引发的交通问题最小化。2）鼓励公交出行，地铁出行，多乘用公交措施，减少能源的消耗，减缓道路的拥堵，减免事故发生。3）对于规划不合理的公交路线进行重新整顿，尽可能减少公交车停泊时对道路车流量的影响。规范公交站牌的设置，对于重要路口，重要地段，应增加路口与站台的距离。4）让部分人们深刻意识到交通安全问题。5）交通指示灯，作为交通的指挥棒，对交通工作的影响起着决定性作用。交通指示灯的设置，不仅保证了交通秩序，还保障了人身安全。不同路口不同时段应有所不同，避免路口空荡荡的状况下，车辆还需要长时间等待。交通指示灯的设置，应以车流量为基准，据此合理分配红绿灯的时间。下面，我们针对不同路段不同时间的交通指示灯的设置研究出合理方案。研究分为三个方面：一、指示灯的设置；二、一周内的绿灯信号的响应时间；三、信号灯对路口的控制能力。三、模型的基本假设1）车辆流体思考问题时，为了便于建立模型和计算，把汽车当做一个流体质点。道路上行驶的汽车看成一个个流动的质点，相邻两质点之间的距离认定是固定不变的。2）道路直线化把不同的道路理想化为同样的，这样避免了因为道路路况不同宽度不同引发车流量不同的问题。这样一来车辆的行驶看作质点在直线的运动，把实际问题物理化，从而利用物理知识和数学知识求解。三 符号约定符号符号说明评价因素集五种服务标准评判集各指标所占权重最大特征值交通拥堵指数车流速度某一个问题的分值车流密度CI 一致性指针 CR一致性比例四 问题分析与模型建立本题是一个较为复杂的交通拥堵问题，因为原题中没有明确的衡量标准，所以需要做一些相对多的合理假设，即通过对给定数据的统计和分析，对交通拥堵进行解释并提出合理的解决方案。交通拥挤的概念及具体分析 交通拥阻是指交通需求（一定时间内想要通过某道路的车辆台数）超过某道路的交通容量（一定时间内该道路所能通过的最大车辆台数）时，超过部分交通滞留在道路上的交通现象。 随着交通需求增加，当交通需求超过了行走路径上的交通容量最小地点（瓶颈）的交通容量时，来自上流的交通需求中超过的部分，即超过需求将无法通过瓶颈，在瓶颈处形成等待行列1 梅林关口拥堵的深层原因。方案层C准则层B目标层A司机行为C4行人行为C3公交事业C2城市建设C1主干道少B1立交桥少，没有地铁B2地下信道少B3停车场少B4十字路口面积小B5公交专用车道少B6公交站点设置不合理B7未明确公交优先原则B8公交车内环境差B9占道经营B10乱闯马路B11在路上发传单B12逆向行驶B13车辆乱停乱放B14车辆不按秩序行驶B15车里不按规定车道行驶B16绿灯亮是车辆抢行B17交通拥堵状况评估根据层次分析法的需要，我们必须两两比较每层各个因素对于上层各因素影响的重要性，才能构造出成对比较矩阵。但是，由于这种两两比较通常存在着一定的困难，故我们通过设计评分调查表，让不同的人群(司机，行人，交警和交通科技人员)对以上各层因素对上层因素影响的重要性问题进行打分(满分为1o分)，得到每项评分都服从离散型分布，再结合数学期望和比较尺度构造出成对比较矩阵，最后计算给出权向量。现设表示某一个问题的分值，根据被调查者对同一个问题的打分情况，利用概率的定义，我们得到主服从离散型分布如下表l；表1各个影响因素分值的概率分布 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10P n0N n1N n2N n3N n4N n5N n6N n7N n8N n9N n10N其中ni是打分值=i的人数，N为调查者总人数。表2梅林关交通拥堵状况的整体分析评分城市建设 公交事业 行人行为 司机行为主干道少5公交专用车道少5占道经营9逆行行驶9立交桥少，没有地铁5公交站设置不合理7乱闯马路9 车辆乱停乱放9地下信道少5未明确公交优先原则3 在路上发传单7 车辆不按秩序行驶9停车场少7公交车内环境差1攀爬护栏9 车不按规定车道十字路口面积小7绿灯亮时车抢行9行驶9根据数学期望的定义 引，我们有离散型随机变量 的数学期望为： E=i=010ipi (1)由被调查者对不同问题的打分处理得到 的概率分布，进而由(1)计算出平均分值，我们得到梅林关交通拥堵状况的整体分析评分表，如表2所示12模型的求解121构造成对比较矩阵要比较准则层B中各个因素Bi 对目标层的影响，我们每次取B层中的两个因素，Bi，Bj(i,j =0，1，2，)，为了克服两两比较的困难，我们以aij表示Bi 和Bj 对A的影响之比，亦即aij=EBi/ EBj则它们构成了成对比较矩阵A=(aij)mn，aij满足：aij0, aij=1aij,aii=1我们得到了准则层对目标层的成对比较矩阵为： 1 1 2 1/2 1/2 1 1/2 2 5 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/21 1 2 1/2 1/2 1 1/2 2 5 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/21/22 1 1/2 1/2 1/2 1/2 1 3 1/2 1/3 1/2 1/3 1/3 1/3 1/3 1/32 2 2 1 1 2 1 2 7 1 1/2 1 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 2 2 2 1 1 1 1 3 7 1 1/2 1 1/2 1/2 1/2 1 1/21 1 2 1/2 1 1 1 3 7 1 1/2 1/2 1/3 1/2 1/2 1/2 1/2 1 2 2 1 1 1 1 2 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1/2 1/2 1 1/2 1/3 1/3 1/2 1 3 1/2 1/3 1/2 1/3 1/3 1/3 1/5 1/31/5 1/5 3 1/7 1/7 1/7 1/7 1/3 1 1/7 1/9 1/7 1/9 1/9 1/9 1/7 1/92 2 2 1 1 1 1 2 7 1 1/2 1 1/2 1/2 1/2 1 1/2 2 2 3 2 2 2 1 3 9 2 1 2 1 1 1 2 1 2 2 2 1 1 2 1 2 7 1 1/2 1 1/2 1/2 1/2 1 1/2 2 2 3 2 2 3 1 3 9 2 1 2 1 1 1 2 12 2 3 2 2 2 1 3 9 2 1 2 1 1 1 1 1 2 2 3 2 2 2 1 3 9 2 1 2 1 1 1 1/2 12 2 3 2 1 2 1 5 7 1 1/2 1 2 1 2 1 12 2 3 2 2 2 1 3 9 2 1 2 1 1 1 1 1上述矩阵中， a12=1表示“主干道少”和“立交桥少”对交通影响相同，其它元素的含义可作类似解释。同样，我们也可以构造得出方案层对准则层的17个4阶成对比较矩阵。122计算权向量并作一致性检验(1)计算权向量我们用对应于矩阵的最大特征值( )的规一化特征向量作为权向量。事实上，对于矩阵A，我们得到它的最大特征值 =180309，而对应于 的特征向量为；叫w(2)=(O039，0039，0029，0056，0046，0065，0025，0013，0055，0091，0058，0087，0087，0084，0085，0087，00552)T(2)一致性检验下面，我们按如下步骤对成对比较矩阵进行一致性检验：1)计算一致性指针CI ：CI=Y-nn-1 ；2)查找相应的平均随机一致性指针RI ；3)计算一致性比例CR：CR=CI/RI当 CR010时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应该对判断矩阵作适当修正。通过计算，我们得到了各个矩阵的最大特征值，一致性比率，一致性指针及特征向量如表3表3各个矩阵的最大特征值一致性比率及特征向量k123456789CI0.1090， 1390， 1290 4330 1040 2060， 2380， 0040， 723CR0 1220 1560 1450 4870 1690 2310.2670， 1630 2414 3274 4184.3874.0134.3124.6204.7134.0124.2171. 5431. 6431. 6671. 6581. 5681. 7271. 7081.6781.654W1. 5021. 6031. 6431. 5841. 5051.6981. 7001.4321. 5421. 7321.7121. 7281. 7171. 7271. 8231. 7891. 7731.7221. 7121. 7101. 7191. 6981. 7071. 7791. 7781. 7731. 717k1011121314151617CI 0 0040 3730 1040， 1370 1750， 5730， 7470 0570 064CR0 0050.4190.117 0 1540 1970 6440 8390 0640， 0314.012 1124， 3134.4124.525 172 2244， 17118. 03经检验，所有矩阵的一致性检验均通过，因此得到的 wk(3)可以作为权向量。123计算组合权向量并作组合一致性检验(1)计算组合权向量记组合权向量为叫wk(3)，对于解堵策略l，它在17个准则层中权重用wk(3) 的第一个向量表示。而准则层对于目标的组合权向量用叫w(3) 表示，所以策略层对于目标的组合权向量应为它们对应项的两两乘积之和，即：叫w(3)=W(3)w(2)，其中w3=w13,w17(3)。由此，我们得到了策略层关于目标层的组合权重分别为：CI在目标中权重分别为：16386664；C2在目标中权重分别为：15428096；C3在目标中权重分别为：17276669；C4在目标中权重分别为：17268754。为进一步确定组合权向量是否可以作为最终决策依据，我们还要进行组合一致性检验(2)组合一致性检验通过细致计算，得到CR(*)=CR(3)+ CR(2)=00431+00309=0078778C1C2，这就说明“行人和司机”的不遵守交通法规的行为对交通拥堵的“影响”最大，“城市建设”其次，“公交事业”则排在最后，所以梅林关交通拥堵的深层次原因是行人和司机不遵守交通法规的行为造成的。2关口广场各连接道路拥堵指数模型由于关口广场各连接道路是城市内部主干道，因此提出三个评价指标作为主干道的评判标准。（1）路段不同时段平均行程速度评判标准为了确定路段不同时段平均行程速度的评判标准，根据车速调查相关理论和交通流参数之间的关系可得出主干道平均行程速度的评判标准（见表1）。服务等级非常顺畅顺畅缓慢拥堵严重拥堵主干道（35,45）（25,35）（15,25）（0,15）表1 平均行程速度评判标准单位：（2）路段单位里程平均延误评判标准由于单位里程平均延误取决于路段平均行程速度和自由流速度，为使评价结果具有一致性，利用浮动车调查数据进行平均行程速度与单位里程平均行程延误回归拟合分析。主干道的回归拟合方程如下：依据平均行程速度评判标准的划分，确定不同的单位里程平均行程延误所对应的拥堵级别，具体结果如表2所示。表2 单位里程平均延误评判标准单位： s/（km辆）服务等级非常顺畅顺畅缓慢拥堵严重拥堵主干道0（0,30）（30,80）（80,150）（3）路段饱和度评判标准主要参考美国道路通行能力手册5、公路工程技术标准（JTG B012003）6，以及相关科研院所的研究结论，确定路段饱和度评判标准（见表3）表3 路段饱和度评判标准服务等级非常顺畅顺畅缓慢拥堵严重拥堵主干道2.1模型的建立(1) 确定评价因素集与评语集根据以上评价指标的选取和拥堵级别的划分，确定评价因素集为分别对应于平均行程速度、单位里程平均延误和饱和度。同时，确定评判集分别对应于非常顺畅、顺畅、缓慢、拥堵和严重拥堵五种评价等级。(2) 确定评价指标权重向量a）给定初始的样本矩阵，对原始数据进行标准化处理，得到数据矩阵。c）统计的特征根和相应的特征向量，将特征根按大小顺序排列，则第个主成分的方差贡献率为,前个主成分的累计贡献率为。d）选择个主成分，际中通常所取得累计贡85%以上，即;e）前个主成分对总体方差的贡献矩阵，同时得到各指标在前个主成分上的贡献矩阵，则各指标对总体方差的贡献率矩阵为：W中各元素的值即为相应指标的权重。根据以上权重确定方法，计算路段平均行程速度、单位里程平均延误和饱和度三个指标的权重向量为：(3) 模糊综合评价通过以上分析， 确定的模糊评价矩阵为：在模糊评价矩阵构建的基础上， 对所得矩阵和权重向量做合成运算，最终得到：式中，。令，取值为0，1，越接近1，道路越拥堵；反之，道路越顺畅。其中拥堵指数与拥堵程度的对应关系如表4所示：表4 拥堵指数与拥堵程度对应关系评价指标非常顺畅顺畅缓慢拥堵严重拥堵拥堵指数2.3 模型的求解梅林关口车辆流量图根据检测的数据，我们将其分为0:005:00,5:00-7:00,7:00-9:00等9个阶段来分析。时间0:00-5:005:00-7:007:00-9:009:00-11:0011:00-13:0013:00-16:0016:00-18:0018:00-20:0020:00-23:00拥挤度0.150.20.80.90.70.890.90.40.35评价非常顺畅顺畅严重拥堵严重拥堵拥堵严重拥堵严重拥堵缓慢顺畅其图像表示为： 根据以上模型可知，在以后的研究关口广场拥堵问题所需交通数据的采集侧重点是路段单位里程平均延误、路段不同时段平均行程速度、路段饱和度，以及各路段交通拥堵时间长短的统计等五在不增加关内外通道数量的情况下，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方案。1.梅林关出关车道：货柜车从皇岗路来与彩田路交会后，出关货柜车在上坡途中要从左道交换到右道以便从右边货车道出关，出关后在不到100米的路段，货柜车和驶向梅关高速的车要挤到左道(根本没办法换道, 只能硬挤)。梅林关公交总站开出的公共汽车从最左边开上梅观高速路段, 马上就与出关车辆相挤,向右停靠民乐公共汽车站，加上出关公共汽车,在民乐公共汽车站常常扭成个大麻花，交通事故不断，拥堵更甚。解决方案1： 立交通过。可行性为“非常难”：工程大，能占用的土地少。解决方案2：将货车与客车的车道交换，使上民乐匝道的车辆提早与上梅观高速车辆分。但货车道与海关、货柜堆场的衔接以及公共汽车站衔接问题要作进一步解决。解决方案3： 在梅林出关，开一分支通道直通民乐村，分流车辆，关闭现民乐公交车站边的车辆入口，只保留出口。2.双方向民乐公共汽车站的设计民乐公共汽车站缺陷设置是造成进出梅林关拥堵的主要原因：进关方向的公交站设置在3条车龙交会处，随着公交车和乘搭公交车乘客的不断增加，公交车占道，早上有时只剩下条半车道供进关车辆通过，在大家都争抢的情况下，难免发生碰瓷，那就雪上加霜了进关方向拥堵高峰时间： 现阶段前后的时间都有所增加。出关方向的公交站由于就设在在油站出口、货车出关车道，梅观高速入口与民乐匝道，民乐村车辆进出口的交汇处，所有出关车辆一出关马上就像扭麻花一样参合在一起，事故，阻挡拥挤，交通状况简直一塌糊涂。交通拥堵高峰期： 利用货车道出关会顺利一些，但有时交警会阻拦，要小心就是。解决方案，应该较好解决：进关：将公共汽车站根据当地社区的分布，更改布置在梅龙路（潜龙公寓的居民）， 莹水山庄（民乐，万家灯火的居民）。出关：梅林关总站（A.民乐村居民，关口人行天桥已建好，可以直通民乐村。B.方便其他乘客在梅林关口转乘关外公共汽车）， 民乐村，梅龙路（但要增加公共汽车站靠点，否则将会引起梅龙路的塞车）3. 民乐立交断头桥的规划从坂田方向来车到断头桥是，原来需要作180度掉头，与梅龙路开来的车龙交会在一起，大大降慢了通行速度。现阶段警察是将左传方向封闭，加宽梅龙路与梅观高速交会匝道的路宽，从坂田方向来的车辆到梅龙路掉头，或经民治路会到公共汽车站与梅龙路车流会合。 此措施有一定作用，但有很大问题，其一，是将拥堵点从断头桥处更改到梅龙路掉头处，周三拥堵就是这个原因，其二、由于从民治路过来交会梅观高速的第一个入口被封住，这样保证了梅观高速车辆的通行，但是如果不处理公共汽车站， 后果还将仍然拥堵的非常厉害。解决方案：原来在梅观高速收费站右恻有一个供车辆经桥底掉头的通道，自上周拥堵发生后，被警察合高速公路封闭了，少了一个分流的渠道， 如果能够重开此通道，或者从莹水山庄巨龙雕像边开一通道下来，同时加宽，拉直道路，单方向通行供坂田，民乐车辆掉头，就分流车辆同时也可以提高通行效率，拥堵情况也会大大降低。4.改造皇岗路为城市快速路在坂银新通道或南坪与梅林之间隧道两项目其中之一完工后着手改造。5.拓宽改造梅观高速6.精细化管理公交通道目前公交专用道的利用率偏低，高峰期可适当开放社会车辆进入。如周一尾数为1、9的进入，周二尾数为2、8的进入，周三尾数为3、7的进入，周四尾数为4、6的进入，周五尾数为5和字母的进入。7.增加交通警力，提高交通事故快速处理能力以及对乱停车、交通违章及非法营运，加大处罚力度。8.北移梅林收费站梅观高速主要承担深圳中部地区对外交通及中部地区与特区组团中心间的快速交通联系。梅林关口的梅林收费站北移约公里至梅观高速与机