“禁摩限电”效果综合分析问题-数学建模大赛.doc

“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 “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。 1.问题重述 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） 3.符号说明 符号 说明 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 ω 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1.75m N===（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=vt l=cv 其中c是与车辆自重、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