13深圳杯数模竞赛--深圳市交通拥堵原因分析
2023深圳杯数学建模a题

2023深圳杯数学建模a题2023深圳杯数学建模A题:城市交通拥堵问题随着城市化进程的加快,交通拥堵已成为许多城市面临的严峻问题之一。
在深圳这座快速发展的现代化城市中,交通拥堵问题亟待解决。
本文将围绕2023深圳杯数学建模A题展开讨论,探索城市交通拥堵问题的原因与解决方案。
一、问题背景深圳市作为中国的特区城市,经济繁荣,人口众多。
随着城市建设的不断扩张,交通流量不断增加,导致交通拥堵日益严重。
这一问题不仅给市民的出行带来了困扰,也对城市的经济和环境造成了负面影响。
二、问题分析1. 交通拥堵原因分析(1)道路网络不完善:深圳市快速发展,但道路建设滞后于经济发展,导致道路网络不完善,无法满足日益增长的交通需求。
(2)交通信号灯控制不合理:部分交通信号灯设置不合理,导致交通流量无法得到有效控制,加剧了交通拥堵。
(3)交通事故频发:交通事故不仅造成人员伤亡和财产损失,还会引发道路封闭等交通瘫痪情况,进一步加剧交通拥堵。
2. 解决方案分析(1)优化道路规划:加大投入,加强道路建设,完善道路网络布局,提高道路通行能力。
(2)智能交通系统:利用现代科技手段,建立智能交通系统,通过实时监测交通状况,优化信号灯控制,提高交通效率。
(3)加强交通安全管理:加大对交通事故的预防和处罚力度,提高交通参与者的交通安全意识,减少交通事故发生,减轻交通拥堵。
三、解决方案实施1. 道路规划优化(1)加大投入:政府应加大对道路建设的投入,提高道路建设的速度和质量。
(2)合理规划:根据交通流量分布情况,合理规划道路布局,避免拥堵点集中。
(3)提高道路通行能力:考虑增加车道数、建设立交桥和地下通道等措施,提高道路通行能力。
2. 智能交通系统建设(1)实时监测:通过交通监控设备,实时监测道路交通状况,及时发现并疏导拥堵点。
(2)信号灯优化:利用智能交通系统优化信号灯控制,根据实时交通情况调整信号灯的时间间隔,提高交通效率。
(3)信息发布:利用智能交通系统发布实时交通信息,提醒市民选择合适的出行路线,减少拥堵。
2023年深圳杯数学建模题目

2023年深圳杯数学建模题目序号:01题目:2023年深圳杯数学建模题目概述在2023年深圳杯数学建模大赛中,参赛选手将面临多个具有挑战性的数学建模题目。
这些题目涉及到现实生活中的复杂问题,要求选手能够综合运用数学知识以及计算机技术进行分析和解决。
本次比赛将以个人和团队两种形式进行,选手们需要在规定的时间内完成题目并提交解决方案。
以下将对本次比赛的题目进行介绍和分析。
序号:02题目一:城市交通拥堵问题的研究和优化本题目要求选手分析深圳市的交通拥堵问题,利用数学建模方法找出造成拥堵的主要原因,并提出相应的优化方案。
选手需要考虑城市道路网络结构、车辆流量分布、交通信号灯配时等因素,提出相应的数学模型,并给出有效的优化建议。
此题目需要选手具有较强的数学建模能力和综合分析能力。
序号:03题目二:气候变化对生态系统的影响预测本题目要求选手通过分析气候变化对生态系统的影响,建立相应的数学模型,并预测未来几十年内生态系统的变化情况。
选手需要考虑气候因素对植被、动物种裙分布、生态平衡等方面的影响,利用数学方法进行预测和分析。
此题目需要选手具有较强的统计分析和预测能力。
序号:04题目三:金融风险管理与评估本题目要求选手研究金融市场的风险管理问题,利用数学建模方法分析金融市场的波动性和风险特征,并提出相应的风险管理策略。
选手需要考虑市场行情数据、投资组合配置、资产负债结构等因素,建立相应的数学模型,并给出风险评估和管理方面的创新性建议。
此题目需要选手具有较强的金融数学知识和风险管理能力。
序号:05结语在本文中,我们对2023年深圳杯数学建模大赛的题目进行了简要介绍和分析。
这些题目涉及到不同领域的实际问题,要求选手具有较强的数学建模能力和创新思维能力。
参赛选手需要在比赛中充分发挥自己的专业知识和团队合作能力,迎接挑战,展现出数学建模的魅力和力量。
希望本次比赛能够激发更多年轻人对数学建模的兴趣,推动科技进步和社会发展。
2023深圳杯数学建模竞赛题目

2023深圳杯数学建模竞赛题目1. 介绍2023深圳杯数学建模竞赛是一个重要的数学竞赛活动,旨在鼓励青少年学子对数学的研究和应用,培养他们的创新思维和团队合作能力。
竞赛题目涉及到各种实际问题和数学模型,参赛者需要通过建模和求解,为实际问题提供合理的解决方案。
在本文中,我们将深入探讨2023深圳杯数学建模竞赛题目,并分析解决问题的方法和技巧。
2. 题目一:城市交通优化第一个题目涉及到城市交通的优化问题。
参赛者需要分析城市道路网的结构特点,提出有效的交通优化方案。
在解决这个问题时,我们可以采用图论和网络优化的方法,通过建立数学模型,分析交通流量和拥堵状况,提出合理的交通管控方案。
还可以结合实际数据进行验证,以评估方案的可行性和效果。
3. 题目二:生态环境保护第二个题目涉及到生态环境保护的问题。
参赛者需要分析生态系统的发展规律和环境变化的影响,提出保护生态环境的有效措施。
在解决这个问题时,我们可以采用微分方程和环境科学的方法,建立生态系统动力学模型,分析各种因素对生态环境的影响,提出可持续发展的保护策略。
需要考虑生态系统的复杂性和不确定性,以及人类活动对生态环境的影响。
4. 题目三:金融风险管理第三个题目涉及到金融风险管理的问题。
参赛者需要分析金融市场的波动特点和风险因素,提出有效的风险管理策略。
在解决这个问题时,我们可以采用随机过程和风险管理的方法,建立金融市场模型,分析各种金融产品的价格波动和风险暴露,提出合理的风险对冲和资产配置方案。
需要考虑金融市场的复杂性和波动性,以及全球经济的相互影响。
5. 总结与展望2023深圳杯数学建模竞赛涉及到多个与实际问题相关的数学建模题目,需要参赛者通过深入分析和综合运用数学和科学知识,提出创新的解决方案。
在解决这些问题时,需要注重数据的搜集和分析,建立合理的数学模型,运用适当的工具和技巧进行求解,并对结果进行验证和评估。
值得一提的是,数学建模竞赛不仅是理论知识的检验,更是创新能力和团队合作精神的锻炼,未来的数学建模竞赛将更加注重实际问题的应用和解决方案的可行性。
深圳杯数学建模a题

深圳杯数学建模A题回答:一、问题理解深圳杯数学建模A题主要关注了现实生活中的一种特定场景,要求参赛者运用数学建模的知识和方法,分析问题和提出解决方案。
下面是对该问题的详细理解:1. 问题背景:深圳市作为中国的一座大型城市,其交通问题一直是市民关注的焦点。
特别是在早晚高峰时期,交通拥堵问题尤为严重。
因此,需要建立一个数学模型,以分析和解决深圳市的交通拥堵问题。
2. 关键问题:a. 确定导致交通拥堵的主要因素;b. 分析这些因素如何影响交通流量;c. 提出有效的解决方案来缓解交通拥堵。
3. 建模目标:建立数学模型,以预测深圳市交通流量,并制定相应的解决方案,以缓解交通拥堵。
二、分析问题和提出解决方案1. 因素分析:a. 交通基础设施:分析深圳市的交通基础设施是否满足市民的出行需求,如道路宽度、路口数量、公交车站等。
b. 交通流量:了解深圳市不同时间段内的交通流量情况,如早晚高峰、平峰期等。
c. 交通政策:分析深圳市的交通政策是否合理,如限行、限号、公交优先等政策对交通流量的影响。
d. 天气因素:考虑天气变化对交通流量和拥堵程度的影响。
2. 解决方案:根据以上分析,提出以下解决方案:a. 优化交通基础设施:增加道路宽度、优化路口设计、增设公交车站等措施,提高交通通行效率。
b. 调整交通政策:实施合理的限行、限号政策,同时鼓励市民使用公共交通工具,减少私家车出行。
c. 加强交通管理:提高交通执法力度,打击交通违法行为,减少交通拥堵的诱因。
d. 推广智能交通系统:利用现代信息技术,推广智能交通系统,如智能信号灯、电子警察等,提高交通管理的智能化水平。
三、模型建立与求解1. 建立数学模型:根据以上分析,可以建立如下数学模型:y = f(x1, x2, x3, ..., xn)其中y为深圳市的交通流量,x1, x2, x3, ... , xn为影响交通流量的各种因素。
2. 参数求解:根据深圳市的实际情况,对各个影响因素进行参数求解。
2023深圳杯数学建模题目

2023深圳杯数学建模题目在2023深圳杯数学建模竞赛中,参赛者需要解决以下数学建模题目。
这些题目涉及到概率、统计、数学建模等数学领域,需要参赛者具备一定的数学知识和建模能力。
题目一:交通堵塞预测模型假设有一个城市,城市中有多个交叉路口,每个交叉路口有不同的车流量。
请设计一个交通堵塞预测模型,该模型能够根据每个交叉路口的车流量预测未来某个时间段内交通堵塞的情况。
参赛者需要考虑交通流的特点,如车辆速度、道路容量等因素,并利用概率统计方法建立模型。
题目二:气候变化模型气候变化是当前全球关注的重要问题之一。
请参赛者基于历史气候数据,设计一个气候变化模型,能够预测未来一段时间内的气候情况。
模型应考虑多个气候因素,如温度、降雨量、湿度等,并使用数学建模的方法进行分析和预测。
题目三:股票价格预测模型股票价格的波动性对投资者来说是一个重要的信息。
请设计一个股票价格预测模型,该模型能够根据历史股票数据预测未来某个时间段内股票价格的走势。
参赛者需要考虑多个影响股票价格的因素,如市场趋势、公司财务数据等,并运用数学建模的方法来构建预测模型。
题目四:物流路径优化模型物流路径的优化对于物流公司来说是一项重要任务。
请设计一个物流路径优化模型,该模型能够根据物流需求和资源分布情况,找到最优的物流路径。
参赛者需要考虑多个因素,如物流成本、运输时间、路况等,并运用数学建模的方法进行路径优化。
题目五:社交网络分析模型社交网络已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
请设计一个社交网络分析模型,该模型能够分析社交网络中的信息传播、影响力等指标。
参赛者需要考虑社交网络的拓扑结构、用户行为等因素,并使用数学建模的方法进行分析。
在解决以上题目的过程中,参赛者需要灵活运用数学知识和建模技巧,结合实际问题进行分析和求解。
同时,参赛者还需要合理假设和简化问题,使问题能够在给定的条件下得以解决。
最终,参赛者需要给出详细的模型建立过程和求解结果,并进行合理的解释和分析。
深圳交通拥堵情况

深圳关内外交通拥堵探究与治理摘要关内外的交通拥堵是困扰深圳城市发展的长期问题,其中各关口进出通道经常成为最拥堵的地方,需要对拥堵原因进行探究并针对性的提出解决拥堵的方案。
本文主要通过层次分析法和模糊综合评判模型对深圳市的关内外交通拥堵问题进行了分析与研究,并针对性地提出了解决方案。
问题一中,以梅林关为例,我们采用层次分析法,先求出各评判因素的权重W,然后结合模糊综合评价模型对各道路进行深层的分析,算出各道路的拥堵指数b,根据拥堵指数与拥堵程度的对应关系确定各道路的拥堵情况,关口广场j各道路对应的拥堵指数见表6;其次,根据《深圳市统计年鉴》[1]历年的数据对造成各关口拥堵的深层原因如人口快速增长、机动车快速增加结合图形进行分析,通过分析附件一所给的各道路一周内的流量和车度,探究造成高峰期关口拥堵的直接原因,主要包括城市布局和功能分区以及城市交通时间上、空间上的不均衡。
问题二中,在分析得到的深层原因与直接原因和不增加关内通道数量的前提下,我们采用最优化法合理分配区域的功能,加快深圳市交通道路建设,加大城市交通承载量以及落实公交优先,增加公共交通建设等方法来优化交通拥堵状况,提出了相应问题的解决方案。
问题三中,关键字层次分析法模糊综合评判模型拥堵指数一、问题重述交通拥堵的现象是备受人们关注的热点话题之一,它影响了人们的出行,目前各大城市都或多或少困扰于这个问题。
造成拥堵的因素不一,现在在已拥有的数据资料下,以深圳市为例建立数学模型,对深圳市的交通情况(包括关内外汽车)以不同时间段、不同地区等因素进行统计,以期得出比较完善的信息,加强交通管控,通过优化城市的交通布局,改善城市出现交通拥堵的现象。
1.通过分析已有的数据探究造成各关口拥堵现象的深层原因。
以梅林关为例建立关口交通数学模型,分析关口广场区域在高峰期出现拥堵的直接原因,对各关口广场的连接道路进行分类以及定出拥堵指数;根据建立的模型参数,给出进一步研究造成关口广场拥堵的问题需要的交通数据采集及侧重内容建议。
深圳杯数学建模2023d题

深圳杯数学建模2023d题数学建模竞赛一直以来都是学生们展示自己数学能力和解决实际问题的平台。
深圳杯数学建模2023D题是今年比赛的一道难题,要求参赛者运用数学知识和建模技巧,解决一个与深圳城市规划相关的问题。
本文将从问题描述、模型建立、求解方法和结果分析等方面进行论述。
问题描述:深圳市规划局希望对城市的交通拥堵情况进行研究和改善。
为了更好地了解交通拥堵的原因和解决方案,规划局需要建立一个数学模型来分析深圳市的交通流量和道路网络。
请你根据提供的数据和要求,建立一个数学模型,预测未来某一天深圳市各个路段的交通流量,并提出相应的改善方案。
模型建立:首先,我们需要收集深圳市各个路段的交通流量数据。
可以通过交通摄像头、车辆GPS等方式获取实时数据,并结合历史数据进行分析。
然后,我们可以将深圳市的道路网络抽象成一个有向图,每个路段表示图中的一条边,路段之间的交通流量表示边的权重。
接下来,我们可以使用图论中的最短路径算法,如Dijkstra算法或Floyd-Warshall算法,来计算出深圳市各个路段之间的最短路径和最短距离。
最后,我们可以根据最短路径和最短距离,结合交通流量数据,建立一个数学模型来预测未来某一天深圳市各个路段的交通流量。
求解方法:为了求解这个数学模型,我们可以使用数值计算方法,如迭代法或优化算法。
首先,我们可以根据历史数据和实时数据,估计出深圳市各个路段的交通流量函数。
然后,我们可以使用迭代法来求解这个函数的解,直到满足一定的收敛条件。
另外,我们还可以使用优化算法,如遗传算法或模拟退火算法,来寻找交通流量函数的最优解。
通过这些方法,我们可以得到未来某一天深圳市各个路段的交通流量预测结果。
结果分析:根据我们建立的数学模型和求解方法,我们可以得到未来某一天深圳市各个路段的交通流量预测结果。
通过对这些结果的分析,我们可以发现交通拥堵的主要原因和瓶颈路段。
然后,我们可以提出相应的改善方案,如增加道路容量、优化信号灯配时、引导交通等。
深圳市交通拥堵问题分析_数学建模论文 精品

一摘要本文主要针对深圳市交通拥堵问题进行分析。
首先,我们对深圳市整体道路网的建设及其发展趋势进行分析,以梅林关、布吉关等关口局部为例,对交通量进行分析,并建立模型,从多方面分析了造成深圳市交通拥堵的原因。
然后,在深圳市的城市功能分区对交通拥堵的原因研究中,采用了空间聚类方法分析城市功能分区的影响因素,并试图通过研究结果调整深圳市的城市功能分区来解决交通拥堵问题。
但数据有限,仅以部分区域进行了空间聚类方法说明。
最后,对解决深圳市交通拥堵问题给出合理建议。
最后,我们充分正视该模型的缺点,并对问题进行了进一步思考。
关键词深圳市交通拥堵城市功能区划缓解措施二问题重述近年来,随着国家经济的快速发展,特别是国家政策对汽车行业发展的扶持,小汽车保有量急剧增加。
另外城市化进程加快,但是交通基础设施建设跟不上,进一步加剧供需矛盾,由此我国各大中城市又出现了新一轮的交通拥堵,而且有进一步发展和恶化的趋势。
深圳市干线道路示意图虽然城市规划、建设、管理等部门做了大量的工作,但是交通拥堵问题仍然存在。
我们现阶段需要做的,是在总结治理交通拥堵经验的基础上,探索如何更好的缓解城市交通拥堵。
表1:北京、上海、天津、杭州、广州、深圳道路交通管理基础数据对比表从上表可以看出,深圳的机动车密度高居全国之首,为了缓解交通拥堵,深圳采取了一系列交通管理措施,政府在道路建设上也投入了大量的资金。
这些措施一定程度上代表了国内大多城市在解决交通拥堵中的普遍做法,但是并没有从根本上解决深圳市交通拥挤的问题。
针对这一矛盾,我们主要研究以下三个问题:(1)以梅林关为例,通过对深圳市路网结构和已知数据的研究,分析造成深圳市交通拥堵的深层原因,并对研究以后的交通拥堵问题应采集的数据提出建议。
(2)对深圳市的城市功能区划进行解剖,分析其造成拥堵的原因,通过合理的功能分区,提出建议来解决拥堵问题。
(3)针对拥堵问题提出合理的措施,主要包含两个方面,一是在交通管控方面采取措施,二是通过经济杠杆手段调整汽车供求关系,三是增建道路来缓解交通拥堵问题。
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深圳关内外交通拥堵探究与治理摘要深圳市的交通拥堵问题由来已久,其中各个关口的拥堵问题尤为突出。
严重的交通拥堵不仅影响了人们的正常出行,也成为了阻碍城市长期发展的绊脚石,治理城市交通拥堵刻不容缓。
然而,要想有效地解决交通拥堵,就要对深圳市各关口的道路通行状况进行分析。
因此,因此,本文基于关口交通数据,利用数学模型对关口交通状况及影响因素进行了定量分析,并在此基础上提出了针对关内外交通拥堵问题的治理方案。
问题一要求分析各关口拥堵的深层原因。
本文首先根据车速制定拥堵指数 ,并通过模糊聚类得到了全市道路通行状况R的4级评价标准。
其次,计算ij出关口附近的各条道路早晚高峰期的通行状况等级R。
对于数据缺失的路段,本文采用绝对信息量不完备信息系统的数据补齐算法对数据进行补齐。
最后,根据上述计算结果,结合关口附近区域的人口密度及经济发展状况,分析各个关口拥堵的原因并给出了采集数据方面的建议。
其中,梅林关的拥堵最为严重,这是由于梅观路特殊的地理位置使得梅林关成为了由关外进入深圳市的核心区域——福田区、罗湖区的必经关口;布吉关和清水河的拥堵问题也较为突出。
这不仅因为布吉关也是通往福田区、梅林区的重要通道,清水河关口的人口密度大也是加剧上下班高峰期拥堵的一大原因。
其他路段的拥堵原因在文中也作了具体分析。
问题二要求通过调整区域、关口的功能,制定交通管制措施改善拥堵状况。
要调整城市的分区功能,首先要了解现有的分区功能。
因此本文建立交通-产业吸引力方程,通过SPSS进行线性回归,定量分析三种产业每亿元GDP与吸引车流量大小之间的关系。
根据交通-产业吸引力方程,建议将福田区和罗湖区的第二产业整体迁移至南山区。
此外,结合深圳市实际情况,本文建议将政府部门由拥堵最严重的福田区北迁至龙岗区;鉴于清水河作为关口的交通枢纽作用,建议改变此处的关口功能区域架构,将清水河的居民迁至龙岗区其他位置。
最后,本文结合人们日常出行方式及深圳市繁荣的的物流业对交通的影响制定了一些交通管制措施,以期改善交通拥堵状况。
问题三要求在关内增加通道改善拥堵状况。
本文认为,改善拥堵最有效的方案就是在易拥堵道路上增加岔路口,司机可以根据当前的道路出行状况合理调整自己的行车路线,这样就可以将部分车辆引流至其他通行顺畅的道路,极大程度的缓解易拥堵道路的通行压力。
因此,本文首先绘制了当前深圳市关内主要道路的示意图,对拥堵问题最严重的梅林关和布吉关连接的道路进行分析,选出邻近的畅通道路,并结合实际情况新建了两条关内通道,具体路线见图5-5。
关键词:深圳市交通拥堵数据补齐算法调整城市分区功能线性回归一、问题重述交通拥堵是目前中国各大城市面临的共同难题,但拥堵的成因各不相同,因而需要在摸清规律的基础上有针对性地提出解决方案。
由于历史的原因,深圳由关内关外两个区域组成。
由于有相当的一部分人口在关外居住,在关内上班,导致在上下班高峰期各关口进出通道经常成为交通最拥堵的地方,尤其以布吉关、梅林关等处为甚,在高峰期发生道路交通事故更会严重影响到广大市民的工作和生活。
为了解决这一长期困扰深圳发展的问题,政府在道路建设上投入了大量的资源。
目前,主要关口道路的互联互通程度越来越高,直接增加了关口交通管控工作的复杂度。
与此同时,大规模的基础设施建设也对交通信息采集设备的完好性和可靠性造成了不良影响,从而使关口交通管控和事故应急处理决策愈加困难。
因此,使用数学方法对不完整的交通信息进行建模分析,就成为定量分析关口交通特性及构成要素的重要手段。
如果能在不断修正、调整的基础上取得较可靠的分析结果,将对制定有效、合理的交通管控及事故应对方案提供有益的帮助。
请根据附件数据以及你收集到的深圳城市功能分区规划、以及实际城市发展等方面的相关资料分析以下问题:(1)分析造成各关口拥堵的深层原因。
以梅林关为例,考虑信息不完备的影响因素构建关口交通模型,分析造成关口广场区域高峰期拥堵的直接原因,对关口广场各连接道路进行分类或定出拥堵指数;根据你的模型参数,给出今后进一步研究关口广场拥堵问题所需交通数据的采集侧重内容建议。
(2)在不增加关内外通道数量的情况下,能否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。
(3)如果可以增加关内通道,试问应选在哪些地方(不考虑建设成本)。
二、问题分析2.1 问题一本问题要求分析各关口拥堵的深层原因。
考虑实际情况:在道路拥堵的情况下,车流量大而车速低;但在道路畅通的情况下,车速通常较高,此时车流量可大可小,是一个随机值。
可见,车流量大小并不能反映出道路的拥堵状况,车速ρ,通才是衡量道路是否拥堵的标准。
因此,本文首先根据车速制定拥堵指数ijρ进行模糊聚类,将全市道路通行状况分为4级,并给出了分级过对拥堵指数ij标准。
其次,根据关口附近的各条道路早晚高峰期的道路通行状况R,对各道路的拥堵状况进行评价。
对于信息不完备的路段,本文采用绝对信息量不完备信息系统的数据补齐算法,给出这些路段的通行状况等级R。
最后,结合各区的GDP 及城市的功能分区情况,进一步分析造成拥堵的深层原因。
2.2 问题二调整城市分区功能的前提是充分了解现有的城市分区功能。
一方面要知道一个地区三种产业的发展状况;另一方面也要分析城区的产业发展对周边道路通行状况的影响。
为此我们利用SPSS建立交通-产业吸引力的回归方程,定量分析不同产业对区域车流量的影响。
由问题一我们已经得出,拥堵问题最突出的关口是梅林关和布吉关,与这两个关口相连的福田区和罗湖区则是拥堵较为严重的区域(和梅林关相连的福田区是全市最拥堵的区域),而周边的南山区和盐田区交通压力较小。
因此,我们考虑对福田区和罗湖区的功能进行调整,将部分产业集中迁移至周边区域。
利用交通-产业吸引力回归方程重新计算这两个区产业迁移后的车流量,如果该区域仍旧拥堵,再通过改变关口区域功能架构和改善交通管制措施来缓解交通压力。
2.3 问题三要缓解城市的交通压力,缓解拥堵状况,就要求新增的关内通道能对经过易拥堵道路的车辆进行引流。
如果在易拥堵的道路上设有多个通往临近其他道路的岔路口,司机就可以根据当前的道路出行状况合理调整自己的行车路线,选择车流量较小的道路,这样就可以极大程度的缓解易拥堵道路的通行压力。
基于这样的思路,我们绘制出了当前深圳市关内主要道路的示意图,并对每条道路的通行状况进行分析。
选出关内的易拥堵道路及邻近的畅通道路,并结合实际情况在两者之间新建关内通道,从而实现缓解关内交通拥堵状况的目标。
三、问题假设(1)每条车道的通行能力相同;(2)各条道路没有因交通事故而造成拥堵;(3)附录中车流量和速度数据没有受到天气的影响;(4)采集的有效数据真实、可靠。
四、符号说明i道路编号j整点时刻v第i条道路在j点钟时的平均车速ijV第i条道路7天内的最大车速i表示第i条道路在j点钟时的拥堵指数ijR道路通行状况等级y某个区域内经过所有道路断面的日均车流量总和px第k产业的年GDP总和k其他变量在文中出现处给出具体定义。
五、模型的建立与求解5.1 问题一5.1.1道路拥堵指数ij ρ的确定(1)数据处理首先检查附件1所给数据,去除无效及不完整数据。
其次,运用Excel 对有效数据进行处理,计算出7天内深圳市各道路各整点时刻的平均车速ij v 及7天内各车道出现的最大车速i V 。
(2)拥堵指数ij ρ的计算方法由于不同道路的最高限速以及路况各不相同,如果单纯比较每条道路的车速的最大值或平均值均不能准确的反映出道路的拥堵状况。
因此,通过计算实际速度ij v 与最大车速的比值,就可以使得不同道路之间具有可比性。
由于不同道路的路况不同,很多道路根本不可能达到理论的最大车速,因此我们在计算最大车速时,选择7天内该条道路实际出现过的最大车速i V 。
即iij ij V v =ρ(3)通过模糊聚类对城市道路通行状况分级通过筛选有效数据,我们一共计算出8条道路在24个整点的拥堵指数ij ρ。
对这192个数据进行模糊聚类(程序见附录1),可以将城市道路通行状况分为如下四个等级:1 非常拥堵 [0.000,0.647]2 拥堵 [0.647,0.732]3 基本畅通 [0.732,0.888] 4畅通[0.888,1.000]5.1.2 运用数据补齐算法补齐不完整数据 (1)判断早晚高峰期的出现时间对我们现有数据中8条道路早、晚拥堵最严重的时刻进行统计,我们得出下表:表5-2 信息完整的道路最拥堵时刻的信息统计可以看出,早间出行高峰期集中在6:00-9:00;晚间出行高峰期集中在18:00-20:00。
(2)绝对信息量不完备信息系统的数据补齐算法】【1 1. 定义:信息系统信息系统是一个四元组>=<f V R U S ,,,,其中U 表示一个元素为对象的非空有限集合, 也叫做论域; 每个元素都具有若干属性,R 表示属性的非空有限集合;a ra V Y V ∈=,a V 是属性a 的值域;f 是一个函数: V R U →⨯,它确定每个对象的每个属性都有唯一的值, 即a V a x f U x R a ∈∈∈∀),(,,。
2. 定义:不可区分关系对于一个信息系统S ,每一个属性子集R P ⊆决定了一个二元不可区分关)(P IND :)},(),(,),{()(i i i a y f a x f P a U U y x P IND =∈∀⨯∈=二元不可区分关系是一种等价关系,因此,)(P IND 可以生成一个U 上的划分, 记作)(/P IND U 。
)(/P IND U 中的每一个元素P x ][叫做一个等价类。
)(/P IND U 也叫做信息系统S 的一个知识, 记作知识P 。
前面给出了信息系统的定义及相关的概念, 可见对于一个信息系统S 来说, 它的任意一个属性子集P 都构成了U 上的一个划分, 也即给出了S 上的一个知识。
3. 定义:知识的绝对信息量设>=<f V R U S ,,,是一个信息系统,R P ∈,},,,{)(/21n X X X P IND U =是U 上的一个划分, 则知识P 的绝对信息量定义为:∑∑==-=-=ni ini i i XUUX UX R P I 122111)1()(其中i X 、U 分别代表集合i X 和U 的元素个数, 则UX i 代表了U 中一个元素属于等价类i X 的概率。
如果研究的问题只涉及一个信息系统, 可以将)(R P I 简写作)(P I 。
4. 单个属性的值缺失考虑一个不完备信息系统S ', 假定它的部分元素的属性a 的值缺失, 即存在集合*}),(,{=∈=z a f U z z W 。
显然, 在S '上无法定义类似完备信息系统的不可区分关系, 相应地也无法定义知识以及知识约简的概念。