“禁摩限电”效果综合分析问题-数学建模大赛

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1、“禁摩限电”效果综合分析问题系别：经济与管理系专业班级：物流152班姓名：完成时间：2016年6月5日29“禁摩限电”效果综合分析问题摘要本文通过分别计算和分析道路通行能力，从深圳的实际出发。以交通量与行车速度计算了深圳的道路通行能力，来说明对实行“禁摩限电”政策的联系；以深圳城市出行方式的构成，通过两组线性回归计算来通过交通需求结构来分析“禁摩限电”政策对居民出行的影响，得出随着年份的增加，居民对机动车的需求率超过非电动车的需求率，会影响交通的容量，而且也容易发生交通事故。再分析摩托车的污染程度，用SPSS软件以回归分析和拟合系数分析看出污染比重逐年上升，来充分说明“禁摩限电”政策的合理

2、性。关键词：道路交通能力水平、交通流（交通量）、回归分析、拟合度、预测法、安全距离。291.问题重述1.1.问题背景近几年，各个城市的电动自行车和三轮车保有量在不断的增加。根据交管部门提供的数据显示，电动车确实极易造成交通事故。基于电动车引发事故的急遽上升态势、较高死伤率，及其逆行、超速、无牌照等乱象受到的约束欠缺。自2016年3月21日以来，深圳开展了一场更为严厉的“禁摩限电”专项整治行动，重点打击在地铁口、公交站点和商业区等地非法拉客的违法行为。1.2模型问题的提出我们搜集了相关数据，建立了数学模型研究了以下问题：问题一：分析通行能力对实行“禁摩限电”政策的联系问题二：通过交通需求结构

3、来分析“禁摩限电”政策对居民出行的影响问题三：分析交通工具效率来说明“禁摩限电”的合理性问题四：分析“禁摩限电”对安全和环境的影响2.模型假设（1）假设路口不发生事故，且所有司机都遵守交通规则。（2）假设路面状况良好。（3）信号灯转为绿灯时，车发动时间忽略不计。（4）只考虑红绿灯对车的影响。（5）交叉口无人行道。293.符号说明符号说明N单位时间通过道路的最大车辆数t刹车时司机在反应时间l刹车时司机在反应时间t内汽车行驶的距离v速度l刹车时从制动器开始起作用到汽车完全停止行驶的距离l两车之间的安全距离l车辆的标准长度c与车辆自重、路面阻力、湿度等诸多因素有关的系数Q路段的车流量K路段车流密

4、度V路段行车速度K1最大交通密度V自由流行驶时的行车速度路段拥堵到流量为0时的车流密度l路段长度s路程T时间U单一出行方式的出行时间成本总和u平均出行时间成本q出行量W人均小时工资m出行方式对应的出行目的构成比例n居民出行目的的类型个数ω29不同出行目的对出行成本的调节影响因子θ出行者收入的影响因子S收入等级数bi等级i对应的平均值ηi等级i对应的人群比例Q1居民出行总量p出行方式在居民出行中所占的比例C1总的居民出行时间成本R居民出行方式的分类数C2居民平均出行时间成本4.问题一的建立与求解4.1问题一的分析与建模道路通行能力是表示道路所能承担车辆通过的能力。当道路上实际交通量小于其通行

5、能力时，道路上行驶车辆处于自由行驶状态，车速较高，交通密度较小，车头时距分布规律符合负指数分布，车辆能实行超车；当道路上实际交通量接近或等于其通行能力时，道路上行驶的车辆用接近匀速的车速跟踪行驶，出现车队行驶现象，车头时距分布接近均数值；当道路上实际交通量超过其通行能力时，道路上行驶车辆密度增大，车速降低，出现交通拥挤和阻塞现象。4.1.1运用等效通行方法来估计实际道路通行能力等效通行能力方法是基于将路段和交叉口综合考虑的这种思想，基本概念是：将城市中由多个路段和分叉口组成的一条道路等效成一条没有交叉的道路，并按一整条道路来评价。在这里交叉路口不再是几何意义上的交叉口，所表达的虚拟道路的通

6、行能力就代表实际道路通行能力。因为没有大量的实测资料，我们只好通过基本初等函数计算出最小的车头间距来得到理想通行能力以及用等效通行方法来以城市干路的通行能力来进行估计。理想条件设车道宽度应不少于3.65m，路边的侧面余宽不小于1.75m29N===（辆/h）N是在理想的道路和交通条件下，两车最小车头间距连续行驶时，单位时间通过道路的最大车辆数。最小车头间隔主要有刹车距离决定，而刹车距离又与车速度v密切相关l=l+l+l+l其中l是刹车时司机在反应时间t内汽车行驶的距离，l是刹车时从制动器开始起作用到汽车完全停止行驶的距离，l是两车之间的安全距离，l是车辆的标准长度l=vtl=cv其中c是与

7、车辆自重、路面阻力、湿度等诸多因素有关的系数综合，可得N=4.1.2实行“禁摩限电”政策的背景分析及模型建立这些年来深圳市机动车增长迅猛，交通拥堵、交通污染等问题日趋严峻。截至2014年12月20日，深圳市机动车保有量超过314万辆，近5年年均增长率约16%，每公里道路机动车约500辆，车辆密度全国第一。其中，2013年，新增约37万辆，增速达16.5%；2014年新增约55万辆，增速达20.9%；2015年深圳市机动车