交通拥挤的原因和解决办法

1、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

2、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

3、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。

4、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X评价因素集Z五种服务标准评判集W各指标所占权重Y最大特征值耳交通拥堵指数V车流速度§某一个问题的分值K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

5、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。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

6、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1。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1;表 1各个影响因素分值的概率分布§012345678910p no ni 112 ng 114 n5 116 n7 118 n9 i110NNNNNNNNNNN其中Bi是打分

7、值§=§的人数，N为调查者总人数。 i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立交桥少，没有地铁5地卜信道少5停车场少7十字路II面积小7公交专用车道少5 公交站设置不合理7 未明确公交优先原则3公交车内环境差1占道经营9乱闯马路9在路上发传单7攀爬护栏9绿灯亮时乍抢行9逆行行驶9车辆乱停乱放9车辆不按秩序行驶9车不按规定车道行驶9根据数学期望的定义弓I，我们有离散型随机变量的数学期望为:E§N / §.Pi 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

8、分表，如表 2所示1. 2 模型的求解1. 2. 1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 二=0, 1, 2,)，为了克服两两比较的困难， 我们以ajj表示Bi和Bj对A的影响之比，亦即aE§Bi/ E§Bj则它 们构成了成对比较矩阵AR%)111n , ajj满足:c1殉0, %葛丹=1我们得到了准则层对Fl标层的成对比较矩阵为： 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。

9、112 1/2112 1/2 1/22 1 1/22 2 2 1 2 2 2 1112 1/212 211/2 1/2 1 1/2 1/5 1/5 3 1/7 222122322221223222322232223222321/2 1 1/21/2 1 1/21/2 1/21/21211112 5 1/22 5 1/21 3 1/22 7 13 7 13 712 711/2 1/2 1/21/2 1/2 1/21/3 1/2 1/31/211/21/2 11/21/2 1/21/3 1111/2 1/21/2 1/21/3 1/31/2 1/21/2 1/21/2 1/21 11/21/21/

10、2 1/21/31/31/21/211/21/21/21/3 1/3 1/21 31/2 1/3 1/2 1/3 1/3 1/3 1/51/7 1/7 1/71/311/7 1/9 1/7 1/91/9 1/9 1/71/31/91112211212312212211212212 713922713923923925713921/2 11/21/2 1/2 11/212111211/211/21/2 1/2 11/212111211211111121111/2 11/2 12121112111111. 2. 2计算权向量并作一致性检验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

11、为权向量。事实上，对于矩阵A,我们得到它的最大特征值Y =18. 0309,而对应于丫的特征向量为；叫w（2）二（0 039, 0. 039, 0. 029, 0. 056, 0. 046, 0, 065, 0. 025,0. 013, 0. 055, 0. 091, 0. 058, 0. 087, 0. 087, 0. 084, 0. 085,0. 087, 0. 0552）T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二匕；1112）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=C算RI.当CR<0. 10时，认为判断矩阵的

12、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、433(T 104(T 2060，2380，0040，723CRCT 122(T 156(T 14500 487(T 169(T 2310. 2670，1630 241Y4 3274 4184. 3874. 0134.3124. 6204.7134. 0124.2171. 5431. 6431. 6671. 6581. 5681. 7271. 70

13、81.6781.654w1. 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. 717k1011121314151617CI0* 004(T 373(T 1040，137CT 1750，5730，747(T 05700 064CR0- 0050. 4190.117ACT 15400 197(T 644(T 839(T 0640，031Y4. 0

14、120 1124，3134. 4124. 525“1720 2244 > 17118. 03经检验，所有矩阵的一致性检验均通过，因此得到的w£）可以作为权 向量。1. 2. 3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w步，对于解堵策略1,它在17个准则层中权重用W?）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） K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W（3）= W，）W9。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：1.6386664； C

15、2在目标中权重分别为:1. 5428096；C3在目标中权重分别为：1.7276669； C4在目标中权重分别为:1. 7268754。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。）二0. 0431+0. 0309=0. 078778<0. 1,组合一致性检验也通过, 故前面得到的组合权向量w可以作为决策的依据。1. 3模型结果分析由以上组合权向量的计算结果，我们得到结论：“C1城市建设”，“C2 公共事业”，“C3行人行为”和“C4司机行为”对导致交通拥堵的“影 响”原因大小排序为：C3

16、C4>C1>C2,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(45,+oo)(35,45)(25,35)(15,25

17、)(0,15)表1平均行程速度评判标准单位：km/h（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:y = 0.1213x 12.275肝309.7，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)(150,-ko)（3）路段饱和度评判

18、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（JTGB01-2003） 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指常顺畅顺畅缓慢拥堵严重拥堵主干道（0.04）（0 4,0 6）（0 6,0 7）（0 7.0 8）（0 8,-Ko）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 x = 8,%,均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，确定评判集工二也多多多,4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

19、本矩阵x玲=菁,对原始数据进行标准 化处理，得到数据矩阵x* = x；,x：,.,x；oC）统计的特征根和相应的特征向量L，将特征根按大小顺 序排列，则第k个主成分的方差贡献率为，前k个主成分的累计贡献 率为24住4）。i=l 1=1>d）选择m个主成分，际中通常所取得累计贡85%以上，即 24仕/15%； 1=1 1-1 Je）前m个主成分对总体方差的贡献矩阵a=（4人），同时得 到各指标在前m个主成分上的贡献矩阵L=（l&,4），则各指标对总体方差的贡献率矩阵为：W= A L=( % %,4)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

20、里程平均延误和饱和度三个指标的权重 向量为：W = (0.42 0.30 0.28)(3)模糊综合评价通过以上分析，确定的模糊评价矩阵为：、V2v3v4必、R= tit3t4t5jqm?m3m4叫,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：% v2v3v4v/B = W D =(0.420.30 0.28) t2t3t4t5=色也也息)'叫i吗m3 m4叫,式中,0=之鹤。1=1令A =1 -niaxU，鸟M也也,取值为0, 1, b1t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

21、非常顺畅顺畅缓慢拥堵严重拥堵拥堵指数0,0 2)02,04)0 4,0 6)06,08)0 8,102. 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0:00-5:005:00-7:007:00-9:009:00-11:0011:00-13:0013:00-16:0016:0018:0018:00-20:0020:00-23:00拥挤 度0. 150.20.80.90.70.890.90.40.35评价非常顺畅严重拥严重拥拥堵严重拥严重拥缓慢顺畅顺畅堵堵堵堵其图像表示为:根据以上模型可知，在以后的研究关

22、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 统计等五庄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

23、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1条半车道供进关车

24、 辆通过，在大家都争抢的情况下，难免发生碰究，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

25、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

26、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