数学建模论文--“禁摩限电”效果综合分析问题

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1、“禁摩限电”效果综合分析问题摘要本文针对深圳市“禁摩限电”政策的评估与改进问题，为求解题目所要求的深圳市交通资源总量、交通需求结构、交通工具效率及对安全和环境的影响，进行了大量的数据挖掘，以层次分析法、多元非集计模型（Logit模型）、多元线性规划等方法为理论基础进行了完整的建模工作，运用SPSS、Matlab、LINGO、Mathematica等软件进行了统计分析，最后应用灰色关联分析模型对系统进行评价，并提出“禁摩限电”后转移交通量的合理引导方案。我们将问题划分为六个子问题，（1）首先建立摩托

2、车危害现状评价系统，以说明“禁摩限电”的必要性；（2）建立模型说明交通需求结构的变化预测，即禁摩后摩托车交通量的转移。为了引导城市交通结构合理发展，使其在满足社会经济发展所产生的交通需求的前提下，最大程度地减少交通系统所造成的环境质量、生命安全和能源使用的负面影响，因此建立各出行方式（3）环境模型（4）安全模型（5）效率模型；（6）通过对上述三个模型所得最优值和调查数据的分析，完成交通运行状况综合评价模型的建立及单指标改善对交通运行状况贡献率的计算。根据以上六个模型，提出“禁摩限电”政策背景下各交

3、通方式引导方案。针对问题一：分析摩托车危害现状影响因素，建立因素集。通过对问卷调查数据的处理，得到各因素所对应的权向量，建立模糊综合评价模型，计算出各个影响因素的数学期望之和，并对照评价指数表进行评价。针对问题二：建立多元非集计模型预测交通需求结构的变化，首先确定效用函数的形式及特性变量，并以此通过问卷调查采集所需数据，然后运用极大似然估计法标定参数，采用NR逐次逼近法求解对数似然函数达最大值时的参数，得到模型中各影响变量的偏回归系数和模型的主要统计量，根据回归结论得到禁摩后摩托车交通量向其它7种

4、交通出行方式转移的概率。针对问题三：以我国对城市大气污染物的CO和‴浓度限定值、深圳市全方式客运交通能耗上限及下限为约束条件，深圳市各种交通方式能源消耗因子为系数，建立以各交通方式相对排放量为目标函数的线性规划模型，求解在满足所有约束的条件下，使总污染物排放量最小的交通流引导方案。针对问题四：分析交通安全的影响因素，建立因素集。利用层次分析模型，通过对数据的处理，得到各因素对应的权向量。将影响因素权重与对应各交通方式年事故数、年事故死亡人数、年事故受伤人数数值相乘作为目标函数，构建线性规划模型

5、，求解在满足所有约束的条件下，使综合发生事故可能性与危害性最小的交通流引导方案。针对问题五：根据各种交通方式动态占地及各种交通方式的单车平均载客量计算各种交通方式的运行效率，建立线性规划模型，求解使综合通行效率最高的交通流引导方案。针对问题六：利用灰色关联分析法计算以上三个方面单指标改善对交通运行状况的贡献率。首先建立指标集并对指标进行规范化处理，计算关联系数，最终求得环境、安全和交通效率的配比。关键词：层次分析非集计模型灰色关联分析法转移交通量引导1一、问题重述1.1引言随着社会、经济的发展，城

6、市道路交通问题越来越复杂也越来越引入关注。城市道路交通资源是有限的，各种交通工具，特别是机动车（包括摩托车、电动三轮车等)，对安全和环境的影响必须得到控制，而人们出行的需求是不断增长的，出行方式也是多种多样的，包括使用公共交通工具。因此，不加限制地满足所有人的要求和愿望是不现实的，也是难以为继的，必须有所倡导、有所发展、有所限制。不少城市采取的限牌、限号、收取局部区域拥堵费、淘汰污染超标车辆及其他管理措施收到了较好的效果，也得到了公众的理解。为了让一项政策，如“禁摩限电”，得到大多数人的支持，对它

7、进行科学的、不带意识形态的论证是必要的。1.2问题的提出随着经济的发展，我国摩托车保有量和使用率逐年增加，交通事故也居高不下。我们将从深圳的交通资源总量（即道路通行能力）、交通需求结构、各种交通工具的效率及对安全和环境的影响等因素和指标出发，建立数学模型并进行定量分析，提出一个可行的方案。为建立综合评价系统，本文依次提出以下问题：（1）建立摩托车危害现状评价系统，以说明“禁摩限电”的必要性；（2）建立模型说明交通需求结构的变化预测，即“禁摩”后摩托车出行方式的转移；“禁摩”政策实行后，为了引导城市

8、交通结构发展，使其在满足社会经济发展所产生的基本交通需求、符合城市现阶段发展能力的前提下，最大程度地减少交通系统所造成的环境质量、能源使用和生命安全的负面影响。因此，本文建立各出行方式综合环境、安全、效率模型，凭借模型给出三个方面最优转移交通流引导方案，最后给出综合评价体系。（1）建立各出行方式综合环境模型，计算在已经实施“禁摩限电”政策的背景下，如何引导原摩托车交通量向其它交通方式的转移，以求得实现最优环境指数的交通流引导方案；（2）建立各出行方式综合安全模型，计算在已经实施“禁