城市交通拥堵问题的分析与治理
城市交通拥堵问题的分析与改善方案

城市交通拥堵问题的分析与改善方案一、现状分析宏观角度上讲,城市交通拥堵已成为多数大中城市面临的共同难题。
如今,随着经济的快速发展和人口急剧增长,各种形式的交通问题愈加突出。
交通信号不协调、道路容量不足、私家车辆激增等因素都导致了日益恶化的城市交通拥堵现状。
1. 道路基础设施的不足由于城市规划滞后或变动频繁,道路建设无法适应快速增长的车辆数量和人口迁徙的需要。
特别是在老旧城区,狭窄的街道进一步抑制了车流量和车速。
2. 私家车辆持续增加自主驾驶能力提高、汽车购买成本下降以及汽车政策松动等原因导致私家车辆数量持续攀升。
这导致了单个城市中机动车数量增速大于道路容量改善速度。
3. 公共交通不完善公共交通系统未能跟上乘客需求,尤其是在高峰期和热门区域。
部分城市存在公交车辆不足、线路不合理等问题,令人们更倾向于选择私家车出行。
二、改善方案1. 提升基础设施建设针对现有道路容量无法满足需求的情况,政府应加大在基础设施建设上的投入。
通过扩建道路、修复老旧道路并增加高速公路等项目,增加整体道路容量,缓解交通压力。
2. 优化城市空间规划有效利用城市已有土地资源对分散的住宅区与商业区进行整合,并在人口密集区域内提供更多绿地和公共空间。
通过减少居住与工作地点之间的距离,鼓励居民选择步行或骑自行车,降低城市交通拥堵水平。
3. 发展可持续交通方式积极推动公共交通工具的发展和运营。
尤其是在主要干线上,建设完善的地铁、轻轨等轨道交通系统,并提供方便快捷的中转和换乘方式,以便更多人能够方便地使用公共交通。
4. 鼓励多种出行方式的组合引导城市居民采用多种交通方式进行出行。
例如,提供便捷的自行车租赁系统和步行街区,鼓励人们选择环保、健康的出行方式。
此外,可以采取激励政策,如货运限制、拼车等机制,鼓励私家车拥有者分享座位。
5. 科技创新应用于交通领域利用先进的科技手段来改善城市交通管理和调度效率。
例如,通过智能信号灯控制、智能公交车辆调度系统和电子收费系统等,减少红绿灯等待时间,并优化线路设计,提高公共交通运营效率。
城市交通拥堵问题的研究与解决方案分析

城市交通拥堵问题的研究与解决方案分析近年来,随着城市化进程的不断加快,城市交通拥堵问题愈发严重。
本文将对城市交通拥堵问题进行研究,并提出相应的解决方案。
一、城市交通拥堵问题的现状当前,随着城市人口的增加和汽车保有量的不断增加,城市道路的容量已经无法满足日益增长的交通需求。
因此,城市交通拥堵问题已成为摆在城市管理者与居民面前的一大难题。
二、导致城市交通拥堵的原因1.汽车保有量的增加:随着人民生活水平的提高,越来越多的家庭拥有私家车,导致道路上的车辆数量激增,从而加剧了交通拥堵问题。
2.道路设计不合理:部分城市在规划、设计道路时未充分考虑到交通流量的增加和道路骨干路网的建设,导致道路容量过低,无法满足道路通行需求。
3.交通信号灯管理不善:一些城市交通信号灯时间设置不合理,造成车辆等待时间过长,导致交通拥堵。
4.公共交通系统不完善:部分城市的公共交通线路、车辆数量不充足,无法满足市民的出行需求,很多市民只能选择开车出行。
5.道路施工工程占用道路资源时间过长:城市道路的维修、改造工程常常需要长时间占用道路资源,给交通带来了严重影响。
三、解决城市交通拥堵问题的方案1.优化道路网络规划:对城市进行全面规划,合理设计道路网,提高道路的通行能力。
2.完善公共交通系统:加大对公共交通系统的投入,增加公交线路和车辆数量,提高公共交通系统的覆盖范围和服务质量。
3.推行综合交通管理:建立起规范的交通管理机制,加强对交通信号灯的管理和调整,以缩短车辆等待时间,减少交通拥堵。
4.倡导绿色出行:加强对环保出行的宣传和教育,鼓励居民选择步行、骑行或搭乘公共交通方式出行,减少私家车使用量。
5.提倡错峰出行:鼓励居民在高峰时段避开拥堵路段,错开用车时间,减少交通堵塞现象。
6.加强道路施工管理:规范道路施工工程,合理安排施工时间和路段,减少对道路通行的影响。
7.建立交通信息共享平台:利用先进的技术手段,建立起交通信息共享平台,使驾驶员能够及时获取道路交通状况,选择更加合适的行驶路线。
城市交通拥堵问题的研究与对策

城市交通拥堵问题的研究与对策一、现状分析随着城市化进程的加快,城市交通拥堵问题日益凸显。
交通事故频发、道路堵塞、车辆停滞等问题给市民生活和工作带来了不便,甚至影响到经济发展和社会秩序。
因此,解决城市交通拥堵问题成为当务之急。
二、原因分析城市交通拥堵的原因多种多样。
首先,城市规划不合理,导致道路狭窄、交叉路口过多等问题。
其次,机动车辆数量激增,超过了道路承载能力。
再次,市民对公共交通的需求未能得到有效满足,导致大量私家车上路,加剧拥堵。
最后,驾驶习惯不良、交通管理不力等问题也对交通拥堵产生了负面影响。
三、政策和措施解决城市交通拥堵问题需要政府部门采取有效的政策和措施。
首先,优化城市规划,合理规划道路和交通枢纽,提高道路通行能力。
其次,加大城市轨道交通建设力度,鼓励市民使用公共交通工具。
还可以推广共享单车、电动汽车等绿色出行方式,减少对传统交通方式的依赖。
此外,完善交通信号管理系统,提高交通流通效率。
同时,强化交通法规执行,提高驾驶员道德素质和驾驶习惯。
四、公共交通发展公共交通是解决城市交通拥堵问题的有效途径之一。
政府部门可以增加公共交通线路的覆盖范围,提高车辆运行频率,优化票价政策以提高市民的使用欲望。
此外,结合智能化技术,推出手机APP等方便市民乘坐公共交通的工具,提高出行效率和便利性。
五、绿色出行绿色出行是现代城市交通发展的方向。
政府可以推广电动汽车的使用,降低尾气排放。
在城市中建立电动汽车充电桩,鼓励市民购买和使用电动汽车。
此外,还可以发展共享汽车和共享单车等绿色出行方式,减少私家车的使用。
六、交通安全教育交通拥堵往往伴随着交通事故的增加,提高交通安全意识至关重要。
政府可以加大交通安全宣传力度,利用媒体和教育机构开展交通安全教育活动,提高市民的交通安全意识和驾驶技能。
同时,加强交通执法力度,严惩违法行为,维护交通秩序和安全。
七、智能交通系统智能交通系统是应对交通拥堵问题的重要手段之一。
政府可以加大投入,建设智能交通信号灯、智能停车系统等设施,提高交通流通效率。
改善城市交通拥堵的建议与意见

改善城市交通拥堵的建议与意见在当今城市发展的进程中,交通拥堵已成为一个日益严重的问题,给人们的生活和工作带来了极大的不便。
交通拥堵不仅浪费了人们的时间和精力,增加了出行成本,还对环境造成了负面影响,制约了城市的可持续发展。
为了改善城市交通拥堵状况,提高交通运行效率,我们需要采取一系列综合性的措施。
一、加强公共交通建设公共交通是解决城市交通拥堵的重要手段之一。
首先,应加大对地铁、轻轨、公交等公共交通系统的投资和建设力度,扩大线路覆盖范围,提高运营频率和服务质量。
优化公交线路规划,减少线路重叠和迂回,增加直达线路,提高公交的吸引力和便捷性。
同时,推广智能化公交系统,通过实时公交信息查询、智能调度等手段,提高公交的准点率和运行效率。
此外,还应加强公交站点的配套设施建设,如候车亭、电子站牌、无障碍设施等,改善乘客的候车环境。
二、优化道路交通规划合理的道路交通规划是缓解交通拥堵的基础。
城市规划部门应根据城市的发展规模和人口分布,科学规划道路网络,增加道路的密度和连通性。
在新建城区,应提前规划好主次干道和支路,形成层次分明、功能完善的道路体系。
对于已建成的城区,应通过改造和扩建道路、打通断头路、优化路口设计等方式,提高道路的通行能力。
合理设置车道数量和宽度,根据交通流量的变化,适时调整车道功能。
在道路规划中,还应充分考虑行人、自行车和机动车的通行需求,设置专用的非机动车道和人行道,实现人车分流。
三、推广绿色出行方式鼓励居民采用步行、自行车等绿色出行方式,既能减少交通拥堵,又有助于环保和健康。
建设完善的步行和自行车道网络,保障行人与自行车的通行空间和安全。
在商业区、学校、医院等人员密集区域,设置更多的自行车停放设施,方便居民停放自行车。
同时,政府可以通过政策引导和宣传教育,提高居民对绿色出行的认识和积极性。
例如,推出自行车租赁服务、举办绿色出行活动、给予绿色出行者一定的补贴或奖励等。
四、加强交通管理加强交通管理是改善交通拥堵的关键。
城市交通拥堵问题的原因分析与缓解措施

城市交通拥堵问题的原因分析与缓解措施城市交通拥堵已成为现代城市发展中不可忽视的问题。
本文将对城市交通拥堵问题进行原因分析,并提出一些缓解措施,旨在改善城市交通状况,提高居民生活质量。
I. 原因分析1. 城市规划不合理城市规划是交通拥堵的主要原因之一。
在规划初期,没有充分考虑交通需求,导致交通网络不完善,道路布局混乱。
同时,部分城市规划也缺乏长远规划,对未来的交通需求没有做出准确预测,进一步加剧了交通拥堵问题。
2. 车辆数量剧增随着城市发展和经济繁荣,汽车数量快速增长。
大量私人汽车的增加使得道路承载能力无法满足需求,尤其在高峰时段,道路拥堵问题更加突出。
3. 公共交通不完善公共交通系统的不完善也是交通拥堵的原因之一。
在一些城市中,地铁、公交等交通工具的线路不够密集,运力不足,无法满足广大市民的出行需求。
这导致更多的人选择开车出行,进一步加剧了交通拥堵问题。
4. 交通管理不到位城市交通管理是缓解交通拥堵的重要环节。
然而,一些城市的交通管理部门存在管理不到位、执法不严等问题。
违法停车、违章行驶等交通违法行为常见,这些不法行为直接影响道路通畅。
II. 缓解措施1. 优化城市规划合理规划城市交通是解决交通拥堵问题的首要任务。
应当在城市规划中充分考虑道路建设和交通枢纽的布局。
合理规划高速公路、快速路,并建设更多的停车场和停车楼,以提高路网的通行能力。
2. 发展多样化的公共交通系统完善公共交通系统是解决城市交通拥堵的重要途径。
应当加大对地铁、公交等公共交通的投资力度,提高线路的密集度和运力。
此外,鼓励发展共享出行模式,如共享单车、网约车等,以满足市民出行的多样化需求。
3. 推行交通管制措施为了减少交通拥堵,可以采取交通管制措施。
例如,限制私人车辆进入市区,推广拼车制度,以减少车辆数量。
此外,合理引导车辆流动,如设置交通信号灯、人行天桥、交通岛等,以提高交通效率。
4. 骑行和步行推广鼓励市民选择骑行和步行是有效缓解交通拥堵的方式。
城市交通拥堵问题分析与解决方案

城市交通拥堵问题分析与解决方案现代城市生活给我们带来了许多便利,但也伴随着不少问题,其中城市交通拥堵问题是一个常见且普遍存在的难题。
本文将从不同的角度来分析交通拥堵问题,并提出一些解决方案。
1. 现状分析目前,城市交通拥堵已成为许多大城市不得不面对的问题。
首先,城市人口的快速增长导致交通需求急剧增加,而交通基础设施的建设却跟不上。
其次,私人汽车的普及和使用量的增加,使道路面临更大的压力。
再次,部分城市的道路设计存在缺陷,无法很好地适应交通流量的变化。
综合来看,这些因素共同导致了城市交通拥堵的问题。
2. 城市规划城市规划是解决交通拥堵问题的重要手段之一。
首先,城市规划可以合理规划交通枢纽和道路布局,提升道路通行能力。
其次,科学规划公共交通站点和线路,鼓励市民选择公共交通出行,减少私家车数量。
此外,结合城市规划和绿化规划,建设步行和骑行道路,促使市民选择绿色出行方式。
3. 智能交通系统智能交通系统是一项运用先进的信息技术手段来改善城市交通管理的技术体系。
通过在道路上安装交通监控设备、车辆定位装置等,实时获取交通数据,并利用智能算法进行交通控制和优化。
智能交通系统可以实现实时交通流量监测、智能信号灯控制、路线指引优化等功能,有效提高交通运行效率,减缓拥堵状况。
4. 公共交通建设公共交通建设是缓解交通拥堵的有效手段之一。
要提高公共交通的吸引力,首先要加大投入,增加公交车辆和线路的数量,保证公交车辆的运营效率。
其次,应提高公交服务质量,包括准点率、车辆内部环境和服务态度等,使公共交通成为市民出行的首选。
还可以引入新的公共交通模式,如公共自行车、共享单车等,为市民提供更多选择。
5. 减少私家车减少私家车的使用可以有效减缓交通拥堵。
一方面,可以通过政策手段,提高私家车购买和使用成本,如加大车辆购置税和燃油税的力度。
另一方面,可以发展共享经济,如共享汽车和顺风车,鼓励市民共享车辆资源,减少私家车数量。
6. 鼓励非高峰出行高峰时段是交通拥堵最为严重的时间段,因此鼓励市民选择非高峰出行时间是缓解交通拥堵的有效策略之一。
《2024年我国城市交通拥堵成因与治理对策》范文
《我国城市交通拥堵成因与治理对策》篇一一、引言随着我国经济的持续发展和城市化进程的加快,城市交通拥堵问题日益凸显,给市民的出行带来了极大的不便,同时也影响了城市的经济社会发展。
因此,分析我国城市交通拥堵的成因,并探讨有效的治理对策,对优化城市交通环境、提高城市运行效率具有重要现实意义。
二、我国城市交通拥堵的成因1. 城市规划与交通发展不协调城市规划的不合理是导致交通拥堵的重要原因。
部分城市在规划过程中未能充分预见到未来交通发展的需求,导致道路网络布局不合理,交通设施建设滞后。
此外,城市功能区的过度集中,如商业区、住宅区、办公区等过于集中,也使得交通压力剧增。
2. 机动车数量快速增长随着生活水平的提高,机动车数量快速增长,给城市交通带来了巨大的压力。
尤其是私家车数量的快速增长,使得道路交通压力日益增大。
3. 公共交通发展不足部分城市公共交通发展不足,公交、地铁等公共交通工具的覆盖面和运力不足,导致市民出行依赖私家车,进一步加剧了交通拥堵。
4. 交通管理不到位部分城市的交通管理存在不到位的情况,如交通信号灯设置不合理、交通执法不严格等,导致交通秩序混乱,进一步加剧了交通拥堵。
三、治理对策1. 优化城市规划与交通设施建设在城市规划过程中,应充分考虑未来交通发展的需求,合理布局道路网络,加强交通设施建设。
同时,应优化城市功能区布局,分散交通压力。
2. 推广绿色出行方式鼓励市民采用公共交通、骑行、步行等绿色出行方式,减少私家车出行。
通过政策引导、设施建设等方式,提高公共交通的吸引力和运力。
3. 加强交通管理加强交通管理,提高交通执法力度,确保交通秩序良好。
同时,应科学设置交通信号灯,提高交通流畅性。
4. 实施智能交通系统实施智能交通系统,通过智能化技术手段对交通流量进行实时监测和调度,提高交通运行的效率和安全性。
5. 加强停车管理实施科学合理的停车收费制度,限制乱停乱放行为,规范停车秩序,减轻道路交通压力。
城市交通拥堵问题与解决方法
城市交通拥堵问题与解决方法在现代城市中,交通拥堵问题日益严重,给人们的生活与工作带来了巨大的困扰。
本文将探讨城市交通拥堵问题的原因以及一些可行的解决方法。
一、城市交通拥堵问题的原因1. 私人车辆数量快速增长:随着城市居民的经济水平提高,购车成为越来越多人的选择,导致私人车辆数量快速增加,道路容量无法满足需求。
- 解决方法:加强公共交通的建设并鼓励人们乘坐公共交通工具,减少私人车辆的使用。
2. 道路规划不合理:城市道路规划缺乏整体性和前瞻性,导致道路布局混乱、拓宽难度大,无法满足日益增长的交通需求。
- 解决方法:建立规划合理的道路网络,包括合理布局的主干道、支路以及快速路和高速公路的设置,以提高交通流动性。
3. 交通信号管理不善:交通信号设置不合理、协调不到位,导致交通流畅度下降,车辆频繁停止或减速,增加了交通拥堵的可能性。
- 解决方法:采用现代化交通信号控制技术,通过智能信号灯、实时交通监测系统等手段,优化信号配时,提高交通信号管理的效率。
二、解决城市交通拥堵的方法1. 发展公共交通系统:加强对公共交通的投入与建设,提高公交线路的覆盖范围和频次,提供更加便捷、快速的出行选择。
- 解决方法:增购公交车辆,改善公交车辆质量;改善公交站台设施,提升乘客体验;完善公交线路设置,提高覆盖范围。
2. 鼓励非机动交通方式:鼓励人们选择步行、骑行等非机动交通方式,减少对机动车的依赖。
- 解决方法:修建或改善人行道和自行车道,并加强道路交叉口的安全设施;推广共享单车和电动自行车,满足人们短途出行的需求。
3. 实施交通限行措施:通过限制某些车辆在特定时间、特定区域行驶,减少车辆拥堵,改善交通状况。
- 解决方法:制定精细化的交通限行政策,并与公众充分沟通,确保政策的顺利执行并获得广泛的支持和认可。
4. 构建智能交通系统:利用先进的信息技术手段,实现交通系统的智能化管理和优化调度。
- 解决方法:建设智能交通监测中心,通过大数据分析预测和优化交通流,提供实时交通信息,指导交通管理决策。
现代城市交通拥堵问题及对策分析
现代城市交通拥堵问题及对策分析随着城市化进程的加快,现代城市交通拥堵问题日益突出。
交通拥堵不仅给人们的出行带来了困扰,也给城市的发展和环境带来了负面影响。
本文将对现代城市交通拥堵问题进行分析,并提出相应的对策。
一、现代城市交通拥堵问题的原因1.人口增长:随着城市人口的不断增加,交通需求也随之增加,导致交通拥堵问题日益严重。
2.私家车数量激增:随着经济的发展和人民生活水平的提高,私家车的数量不断增加,道路容量无法满足私家车的增长需求,从而导致交通拥堵。
3.道路规划不合理:一些城市的道路规划存在问题,道路布局不合理,交通流量无法得到有效分流,导致交通拥堵。
4.公共交通不完善:一些城市的公共交通系统不完善,无法满足市民的出行需求,导致更多的人选择开车出行,加剧了交通拥堵问题。
二、现代城市交通拥堵问题的影响1.时间浪费:交通拥堵导致人们在路上花费更多的时间,影响工作和生活的效率。
2.能源浪费:交通拥堵导致车辆在拥堵的道路上怠速,浪费大量的燃油资源,对环境造成不可忽视的影响。
3.环境污染:交通拥堵导致车辆排放的尾气排放增加,空气质量下降,对环境和人民的健康造成威胁。
4.交通事故增多:交通拥堵时,车辆之间的距离缩小,容易发生交通事故,给人们的生命财产安全带来威胁。
三、现代城市交通拥堵问题的对策1.加强公共交通建设:加大对公共交通的投入,提高公共交通的覆盖率和服务质量,鼓励市民使用公共交通出行,减少私家车的使用。
2.优化道路规划:合理规划道路布局,增加道路容量,改善交通流量分布,减少交通拥堵。
3.推广绿色出行方式:鼓励市民使用非机动车、步行等绿色出行方式,减少对机动车的依赖,降低交通拥堵和环境污染。
4.实施交通限制措施:采取交通限行、交通管制等措施,限制私家车的使用,减少交通拥堵。
5.智能交通系统建设:利用先进的技术手段,建设智能交通系统,提高交通管理的效率和精确度,减少交通拥堵。
6.鼓励分时段出行:通过差别化收费、优惠政策等方式,鼓励市民错峰出行,减少交通高峰期的拥堵。
交通堵塞原因分析与解决方法
交通堵塞原因分析与解决方法随着城市化进程的加快,交通堵塞问题愈发突出。
交通堵塞严重影响了人们的生活质量、工作效率和心情。
本文将对交通堵塞的原因进行分析,并提出相应的解决方法。
一、原因分析1.1 城市规划不合理城市规划是交通堵塞的重要原因之一。
很多城市在历史发展中形成,街道布局不合理,道路宽度狭小,无法适应车辆增长和道路通行需求。
此外,一些城市的交通网络设计不合理,缺乏多样化的出行方式选择,导致交通集中在主干道上,进一步加剧了交通拥堵。
1.2 车辆数量激增随着经济的发展和人民生活水平的提高,私家车数量急剧增长,导致道路上的车辆拥堵严重。
尤其是工作日的高峰时段,因为上下班时间集中,道路容量不足以满足车辆通行需求。
1.3 道路设施落后一些地区基础设施建设滞后,道路设施不完善,如路面破损、交通信号灯调度不合理等。
这些问题导致交通拥堵和事故频发,影响了道路通行效率。
1.4 交通管理不到位交通管理部门在交通堵塞问题上的应对措施不够有力,导致交通违法行为泛滥。
不少驾驶员不守交通法规,乱穿红灯、违规变道等行为加剧了交通堵塞。
二、解决方法2.1 合理城市规划城市规划应该从道路规划、交通组织、人流组织等综合角度出发,合理规划和布局道路以及交通枢纽。
应该确保道路宽度符合标准,增设或改造交通节点,提高交通网络的合理性和通行能力。
2.2 发展公共交通大力发展公共交通是缓解交通堵塞的重要举措。
政府应该加大对公共交通的投入,提高公共交通线路的覆盖范围和运营频率。
此外,应该鼓励市民使用公共交通工具,减少私家车使用率。
2.3 提高道路设施建设水平加大对道路设施的维修力度,及时修补路面破损,确保道路运行畅通。
此外,需要合理设置交通信号灯,提升交通信号灯的智能化程度,通过科技手段指挥车辆的通行,提高道路通行效率。
2.4 强化交通管理交通管理部门应该加强对交通违法行为的处罚力度,加大对交通治理的力度。
加强交通巡逻力度,发现交通违法行为及时处罚。
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城市交通拥阻的分析与治理摘要随着经济的高速发展和城市化进程的加快,机动车拥有量急剧增加。
城市道路交通拥堵问题成为困扰世界各大城市的主要社会问题之一,严重影响着城市的可持续发展和人们的日常工作与生活。
快速、准确地发现路网中发生的交通拥堵,并估计出拥挤在未来一段时间内的扩散范围和持续时间,对于制定合理有效的交通拥挤疏导策略具有重要意义。
本文通过调查洛阳市中州中路与定鼎路交叉口车流量与红绿灯的设置等情况,发现此路口南北方向的车辆主要是由关林与洛阳站方向的往返车辆,东西方向的车辆主要是由中央百货大楼与老城方向的往返车辆,且南北方向的车流量大于东西方向的车流量。
模型一,通过我们的调查发现,造成此路口交通拥堵的原因之一是黄灯时间较短,黄灯时间只有3秒,这样会造成有些车辆因来不及停车而越过十字路口的停车线, 又由于红灯亮了而过不了路口, 故而造成交通混乱。
针对此问题,我们在力学与动力学原理的基础上,提出一种调整黄灯时间的模型,利用微分方程列出黄灯时间的求解公式,并计算出黄灯闪亮的最佳时间为7秒。
模型二,道路的增长速度跟不上车辆增长速度,这就导致了车辆静止平均密度逐年增大,结果花费了大量人力物力财力修路架桥,但换来的不是交通顺畅,而是越来越严重的交通拥挤。
针对此现象,我们以交通工具为研究对象,运用线性规划方法并结合LINGO软件,得出人们出行选用自行车和大型机动车有利于缓解当前交通拥堵现象。
模型三,为了使交通部门有充分的时间来预防交通拥堵,应该在交通流高峰到来之前做出预测, 进而采取及时的措施并通过交通控制系统削减交通流高峰、避免拥堵的发生,我们采用径向基函数预测功能的神经网络[5],对十字路口的车流量进行实时预测,应用MATLAB软件编程[4]预测出交通高峰期可能通过每个路口的车流量,从而可以给交通部门提供数据,让他们有更充分的时间预防交通拥堵的发生。
关键词:微分方程;线性规划;神经网络; LINGO; MATLAB城市道路交通问题是一个复杂的社会系统工程,它不仅与市民的生活密切相关, 而且关系到经济的发展和社会的进步。
交通道路拥挤已成为众所周知的“都市顽症”,许多大中城市的交通拥阻造成了时间的浪费、工作的耽误和心理的烦躁,严重影响了人们的学习生活,直接、间接带来了相当大的经济损失。
因此如何缓解交通拥阻、综合治理越来越成为民生的焦点。
现在我们就洛阳市中州中路与定鼎路交叉口的交通现状,应用数学建模方法提出、分析并探讨解决城市交通拥阻问题的办法。
下面就是我们在该十字路口的典型环境中相当简化的情形下所要解决的问题。
(1)如图,到达十字路口的四队车流的每一队,都有直行、左转、右转三个方向。
在交通高峰时间实际调查这些车流的数据,以及现行的交通调度方案(包括路口三个方向行车道的划分、红绿灯的控制等)。
(2)分析交通堵塞的原因,提出治理方案。
.(3)对你的方案作计算机模拟,评价其效果。
(4)将调查、分析和解决方案写成一篇简明、通俗的文章,投给当地的报刊。
二、模型假设(1)假设车的长度对交通没有影响,所有车的通过路口的速度一样,同一转向的车辆时间相同;(2)假设所有的司机都遵守交通规则,没有交通事故发生;(3)不考虑汽车发动时间的影响;(4)只考虑机动车辆,不考虑其他影响不大的交通工具的影响;(5)不考虑天气和车辆状况的影响;3.1、交通拥堵的概念交通堵塞是指一定时间内道路的承载能力不能满足车辆的通行需求,即道路上的车流量大于道路的最大车流量,是超出部分滞留在路上的交通现象。
针对此问题我们选择的是洛阳市中州中路与定鼎路交叉口,此路口当前是采用红黄绿色灯,根据交叉路流量的具体情况,有色灯分配通行权。
交通高峰时间每个路口的车流量如下表(1):表(1)3.2、现行色灯分配方案如下此次调查的中州中路与定鼎路交叉口有12个相位,如下表(3):(例如D25意为从车道2开往车道5)表(3)3.3、造成交通堵塞的原因定鼎路与中州中路十字路口,是关林连接洛阳站与火车站的主要交叉口,同样也是老城连接王城广场与中央百货大楼的主要交叉口,南面连接立交桥与洛阳桥,车流量很大,主要为由南向北、由北向南、由南向西和由南向东。
这些方向车流量大,但黄灯时间较短,会造成有些车辆因来不及停车而越过十字路口的停车线, 但又由于红灯亮了而过不了路口, 故而造成交通混乱。
再加上目前我国大多数城市都存在的问题即城市道路建设严重滞后,不能满足机动车的迅猛发展,交通流量日益加的需求;城市非交通占道严重,加剧了城市的交通压力;城市交通结构的不合理,交通工具发展的不平衡,红绿灯时间短的安排不合理也加剧了交通的紧张状况;交通事故是导致交通堵塞特别是重大交通堵塞的重要原因;交通管理职能作用不到位,管理效率不高,是造成交通拥堵的重要原因。
3.4、十字路口车辆调度问题分析十字路口就是给各相位个分配一定的绿灯段,使得在每一个绿灯时段内冲突的相位不同时放行;十字路口的情况下,通常是相位1和相位3轮流现实的两种相位。
如果因左转车数量多,需要设置左转相位时再加相位2而成为三个相位。
这里,图上实线表示车辆,虚线表示行人。
图(4)四、符号说明T:驾驶员的反应时间;1T:汽车通过十字路口的时间;2T:停车距离的驾驶时间;3v:法定行驶速度;I:十字路口的长度;L:车长;f:刹车摩擦系数;m:汽车质量;()x t:为行驶距离;x:第j种交通工具(辆);jc:第j 种交通工具单车费用系数;ja:第j 种交通工具单车载客量(人/辆);1jb:A 城市瞬时交通流量的最大值(人);1a:第j种交通工具单车按规定的最大速度安全行驶时所必须占用的最小道路面积(平2j方米/辆);b:A 城市道路总面积(平方米);2五、模型的建立与求解模型一、通过延长黄灯时间来缓解交通拥堵在最早的交通灯设计中是没有黄灯的。
由于没有黄灯的缓冲作用, 司机在交通路口必须及时做出停车或启动车辆的准备; 行人在通过马路的时候, 也必须准确地判断通行时间和红绿灯的转换时间, 因此, 通常行人过马路是很危险的。
红灯停、绿灯行, 黄灯则告诫人们马上要转变灯的颜色, 正在过马路的行人要抓紧时间通过. 当绿灯转变为黄灯时, 司机和行人应准备停下来; 当红灯转变为黄灯时, 司机和行人应准备启动. 由于黄灯的缓冲作用, 行人、司机就有更充足的时间来从容应付, 提高了交通安全的保障系数, 黄灯时间的确定对交通路口的安全行使起举足轻重的作用. 时间少了, 会造成有些车辆因来不及停车而越过十字路口的停车线, 但又由于红灯亮了而过不了路口, 势必造成交通混乱. 而黄灯亮的时间过长又会浪费时间, 降低道路利用率, 甚至造成交通堵塞.下面我们将根据实际调查在力学与动力学的基础上给出一种计算黄灯闪烁的模型[1]。
记1T ------ 驾驶员的反应时间;2T ------ 汽车通过十字路口的时间; 3T ------ 停车距离的驾驶时间;则123T T T T =++为黄灯应亮的时间。
下面计算2T 、3T :设法定行驶速度为0v ,十字路口的长度为I ,车长为L ,则汽车通过十字路口的时间为20I LT v +=.注意,车的尾部必须通过路口,这样路口的实际长度就是I L + .停车过程是驾驶员踩刹车踏板产生的一种摩擦力,使汽车减速直至停止。
设为汽车质量,f 为刹车摩擦系数,()x t 为行驶距离,刹车制动力为fmg (g 为重力加速度)。
有牛顿第二定律,刹车过程满足下述运动方程:22d xm fmg dt=- 初始条件为:00(0)0,|t dx x v dt ===.对微分方程积分一次,并代入条件00|t dxv dt==,得0dxfgt v dt =-+.令末速度为零,的刹车时间为01v t fg=对上式子在积分一次,并代入条件(0)0x = ,得201()2x t gt v t =-+.故停车距离为220001011()()22v v v x t fg v fg fg fg=-+=. 所以 0130()12v x t T v fg==.驾驶员的反应时间,可根据统计数据经验得到,通常为1到2秒。
这样,求得黄灯应亮时间为0102v I L T T v fg+=++.根据我们对定鼎路与中州中路十字路口的调查统计数据有,汽车通过路口的行驶速度大约为20km/h ,路口长度26m ,车身长度为5m,汽车平均质量1300kg ,通过红灯口出的车次是每分钟约为65辆,沥青路面刹车摩擦系数为0.8。
由上述公式代入数据,有0105026591750220.8109v I L T T v fg ++=++=++≈⨯⨯,即黄灯应该设置的最佳时间约为7秒。
模型二、线性规划的数学模型在人们传统的观念中解决城市道路交通拥堵的指导思想是,在车辆任意增加的前提下增加道路,以减小车辆静止平均密度,实现交通畅通,但是,随着经济的发展,汽车生产技术的提高,使道路的增长速度跟不上车辆增长速度,这就导致了车辆静止平均密度逐年增大,结果花费了大量人力物力财力修路架桥,但换来的不是交通顺畅,而是越来越严重的交通拥挤。
可见错误的规划思路是城市交通发展走上恶性循环的直接原因。
根据可持续发展的战略思想我们下面根据调查洛阳市中州中路与定鼎路交叉口的具体交通状况建立线性规划[2]的数学模型。
如下:11min n n f c x x =+……+c (1)目标函数(1)表示所有交通工具的总费用(包括固定资产费用、维持运行费用和污染费用)。
11111211221.0,,0n n n n n a x a x b st a x a x b x x ++≥⎧⎪++≤⎨⎪≥≥⎩…………… (2)(3)(4) 约束条件(2)表示所有交通工具所能承载的人数大于等于该十字路口瞬时交通流量的最大值(人)。
约束条件(3)表示所有交通工具所占有的总面积小于等于该十字路口的总面积。
其中j x 表示第j 种交通工具(辆),( j = 1, ⋯, n )。
j c 表示第j 种交通工具单车费用系数(包括固定资产费用、维持运行费用和污染费用) (元/年. 辆)。
1j a 表示第j 种交通工具单车载客量(人/辆)。
1b 表示A 城市道瞬时交通流量的最大值(人)。
2j a 表示第j 种交通工具单车按规定的最大速度安全行驶时所必须占用的最小道路面积(平方米/辆)。
2b 表示A 城市道路总面积(平方米)。
该线性规划模型对城市道路交通规划的解释为: 求该线性规划问题的最优可行解, 确定交通工具的种类和数量, 使其在现有人口和道路的条件下(1b 和2b 为已知) , 能安全快速行驶( (3) 式成立) , 能充分满足市民的交通需求( (2) 式成立) , 并且实现资源消耗最少、环境污染最小(f 达到最小)。