車道被占用對(duì)城市道路通行能力的影響國(guó)賽國(guó)家一等獎(jiǎng)建模論文(參考版)
2025-06-29 01:27本頁(yè)面
【正文】 endsum(a)/1000,sum(b)/1000 19。 endenda(k)=j。 j=j+1。 if(x=amp。j=0。 a=1:14。 D(i)=d。D=[]。Q=aff(:,2)。gamfit(x)附件5車輛排隊(duì)長(zhǎng)度計(jì)算load 。g=[ones(1,29),2*ones(1,13)]。v=*exp(.*(k./23810).^2)。k=p./。v=*exp(.*(k./23810).^2)。k=p./。plot(x1,a,’ko’,x2,b,’k+’)上游車當(dāng)量數(shù)的頻率直方圖b=[46 39 37 32 48 42 32 31 44 63 52 77 54]。x1=1:13。)兩次事故后通行能力變化對(duì)比圖a==[ ]。plot(a,N,39。)問(wèn)題二通行能力變化圖程序N =[ ]。plot(a,N,39。ko39。n=v.*(14v)./98。參考文獻(xiàn)[1] 張飛舟,[M].北京::4864.[2] 邵敏華,邵顯智,[J].交通與計(jì)算機(jī),第23卷第127期:.[3] 張君緯,[J].公路交通科技,第24卷第6期:.[4] 薛行健,宋睿,[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),第31卷第9期:.[5] 徐循初,[M].北京::78.[6] 魏明,[J].貴州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,第22卷第4期:.[7] 陳國(guó)華,韋程?hào)|,蔣建初,[M].天津::238242.[8] [J].渭南師范學(xué)院學(xué)報(bào),第26卷第6期:.附 件附件1 各圖像繪制的程序速度與通行能力的關(guān)系圖程序問(wèn)題一通行能力變化圖程序n=v.*(14v)./98。本模型重點(diǎn)研究了車道被占用對(duì)城市道路通行能力的影響及區(qū)域性擁堵有關(guān)問(wèn)題，對(duì)管理好城市交通道路有著重大意義。如果對(duì)交通事故、路邊停車、占到施工等事件處理不當(dāng)，就有可能造成區(qū)域性擁堵。 在對(duì)視頻中相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取統(tǒng)計(jì)時(shí)需花費(fèi)大量的時(shí)間，如果需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)較大，則不利于模型的推廣。在問(wèn)題三中，不但考慮了排隊(duì)長(zhǎng)度與橫斷面的實(shí)際通行能力、事故持續(xù)時(shí)間、上游車流量的關(guān)系，還考慮了當(dāng)出現(xiàn)區(qū)域性擁堵時(shí)，橫斷面實(shí)際通行能力、事故持續(xù)時(shí)間和上游車流量的臨界值。與問(wèn)題三中求出造成區(qū)域性堵塞的臨界時(shí)間分鐘十分接近，這個(gè)答案也是合理的。并在模型的建立與求解中，以此模型為標(biāo)準(zhǔn)，求出了造成區(qū)域性堵塞時(shí)各因素的臨界值，對(duì)模型進(jìn)行了更深刻的描述。該路段屬于城市道路，并不像高速公路的車道分為主車道、超車道等，所以所占車道不同對(duì)通行能力的影響不具有顯著性差異是合理的。為了克服這個(gè)情況，可以將統(tǒng)計(jì)周期縮短為30秒，從而避開(kāi)信號(hào)燈的周期，消除信號(hào)燈的影響。其中，發(fā)生事故的前幾分鐘變化較為平緩，后幾分鐘變化較為劇烈。四、結(jié)果的分析與檢驗(yàn)在問(wèn)題一中，得到通行能力和車流速度的二次函數(shù)關(guān)系、“速度密度”關(guān)系，最終結(jié)合兩個(gè)關(guān)系得出了事故發(fā)生后該路段的通行能力如圖3所示。所以，為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，我們將車道二、三視為完全癱瘓，所有從上游路口駛進(jìn)該路段的車輛都在車道一進(jìn)行排隊(duì)。事故三距離上游路口僅140m，我們假設(shè)，往該路段行進(jìn)的車輛都能在路口處就發(fā)現(xiàn)到事故三的存在。由于小區(qū)路口有車輛的出入（如上圖所示），而事故三發(fā)生在小區(qū)周圍，因此造成了實(shí)際通行能力的進(jìn)一步下降，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行修正。因此，本題將重點(diǎn)討論條件改變后對(duì)通行能力所產(chǎn)生的影響。要求在問(wèn)題四給定條件：一是交通事故所處橫截面距離上游路口變?yōu)?40米；二是路段上游車流量下，估算從事故發(fā)生開(kāi)始，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間車輛排隊(duì)長(zhǎng)度將到達(dá)上游路口。對(duì)應(yīng)持續(xù)時(shí)間，利用軟件編程（程序見(jiàn)附件7）對(duì)值進(jìn)行分布下的隨機(jī)抽取，得到一組值，并將其帶入式（10）進(jìn)行求解，得到臨界通行能力。因?yàn)楦郊?程序的循環(huán)次數(shù)足夠的多，所以選取的每一個(gè)值都非常具有代表性，因此得到的的臨界值是十分準(zhǔn)確的。 求事故持續(xù)時(shí)間的臨界值要確定的臨界條件，把=（10），得計(jì)算公式：利用軟件編程（程序見(jiàn)附件6），對(duì)事故持續(xù)時(shí)間的臨界值進(jìn)行求解，得到臨界時(shí)間，于是得到結(jié)論：在該條道路上發(fā)生事故后，若占道持續(xù)時(shí)間達(dá)到，就會(huì)造成區(qū)域性擁堵。將相應(yīng)的數(shù)據(jù)帶入式（10），得到臨界車流量。在這里。其中，我們假設(shè)當(dāng)控制為定值時(shí)，取事故一各時(shí)間點(diǎn)不同通行能力的平均值能夠代表普遍事故的實(shí)際通行能力。下面，將式（9）推廣到能應(yīng)用于該條道路的一般情況。這時(shí)候，原本在上游路口等待進(jìn)入該路段的車輛將改變路線。而由題目給出的交通事故位置示意圖可知，事故發(fā)生地點(diǎn)距離上游路口共240。于是，得到針對(duì)視頻1事故的車輛排隊(duì)累加模型： （9）利用軟件編程（程序見(jiàn)附件5），將各時(shí)間段的、帶入上式，得出各時(shí)間段累加的車輛排隊(duì)長(zhǎng)度如下圖所示：圖8 各時(shí)間段累加車輛排隊(duì)長(zhǎng)度示意圖 由上圖可以看出，事故發(fā)生后，車輛排隊(duì)長(zhǎng)隊(duì)在逐步增加，且每個(gè)時(shí)間段其增加的速率不同。根據(jù)假設(shè)。當(dāng)事故發(fā)生后，實(shí)際通行能力的下降導(dǎo)致不能支持上游車流的暢通行駛。降低，以至于，造成堵塞。首先，車輛排隊(duì)長(zhǎng)度產(chǎn)生的過(guò)程如下圖所示：道路正常狀態(tài)下，有：，車輛能暢通行駛。統(tǒng)計(jì)學(xué)上的自由度是指當(dāng)以樣本的統(tǒng)計(jì)量來(lái)估計(jì)總體的參數(shù)時(shí)， 樣本中獨(dú)立或能自由變化的資料的個(gè)數(shù)，因此將自由度取整：。 觀察圖6可以看出，上游車輛當(dāng)量數(shù)的分布大致服從自由度為的分布[7]。上游路口信號(hào)周期為60秒，因此我們以60秒為一個(gè)周期，統(tǒng)計(jì)出各時(shí)間段的上游車流量。最后采用控制變量法，分別討論出導(dǎo)致發(fā)生區(qū)域性擁堵的各因素的臨界條件。然后，建立了車輛排隊(duì)長(zhǎng)度、實(shí)際通行能力與上游車流量的數(shù)學(xué)模型。首先，統(tǒng)計(jì)出視頻1中所劃分的13個(gè)時(shí)間段內(nèi)上游車流量。因此得出結(jié)論：從事故造成持續(xù)占道的時(shí)間段來(lái)看，事故一對(duì)實(shí)際通行能力的影響小于事故二。事故一中，可用的上車道車流量比例為21%；事故二中，可用的下車道車流量比例為35%。由此可以看出，在事故瞬間，事故一造成的癱瘓程度大于事故二，于是得到結(jié)論：在事故瞬間，事故一對(duì)實(shí)際通行能力的影響大于事故二。事故瞬間與持續(xù)占道時(shí)間段車道一、二、三在正常狀態(tài)下的車流量比例分別為：21%、44%、25%。利用軟件（程序見(jiàn)附件1）繪制出兩次事故的各時(shí)間點(diǎn)相應(yīng)的實(shí)際通行能力數(shù)值圖像進(jìn)行比較：圖5 兩
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