【正文】 程度，從而可以為相關(guān)部門及機構(gòu)提供理論支持。 指標(biāo)是評價交通擁堵狀態(tài)的基礎(chǔ)，是研究交通擁堵問題的先決條件。 R 模糊合成 算出； 本章小結(jié) 本章介紹了模糊數(shù)學(xué)的基本原理，最主要是介紹模糊合成運算、隸屬度與隸屬度函數(shù)以及模糊判別矩陣，構(gòu)建完整的模糊數(shù)學(xué)評價體系，為下文建立交通擁堵狀態(tài)評價模型做基礎(chǔ)。 模糊數(shù)學(xué)評價體系 在模糊評判中，利用模糊數(shù)學(xué)相關(guān)原理，對評價因素評價時，先制定各個評價因素以及各評價因素指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)，對單因素進(jìn)行評價后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合評價，由于很多的評價因素在優(yōu)劣之間是漸變的，具有模糊性，因此采用模糊數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行評價，可以獲得科學(xué)的評價結(jié)果，模糊數(shù)學(xué)評價模型的建立主要歸納為以下幾個步驟 [3][4]。 交：交 AB的隸屬函數(shù) AB? 對所有 uU? 被逐點定義為小運算，即 ( ) ( )A B A Buu? ? ??? （ 35） 式中，符號“ ? ”為取極小值運算。 模糊集合中的并、交、補等運算可以這樣定義。例如，有 u,v,w 三個人，若 u 是 v 的妹妹，而 u 又是 w 的丈夫，則 v 與 w 就是一種新的關(guān)系，即姑嫂關(guān)系，用關(guān)系表示額話，可以寫作：姑嫂 =兄妹176。 R 矩陣稱為模糊判別矩陣。 目前廣泛 用模糊判別矩陣來表示二元模糊關(guān)系。二元對比排序法根據(jù)對比測度不同 ,可分為相對比較法、對比平均法、優(yōu)先關(guān)系定序法和相似優(yōu) 先對比法等。 （ 3） 二元對比排序法： 二元對比排序法是一種較實用的確定隸屬度函數(shù)的方法。 （ 2） 專家經(jīng)驗法： 專家經(jīng)驗法是根據(jù)專家的實際經(jīng)驗給出模糊信息的處理算式或相應(yīng)權(quán)系數(shù)值來確定隸屬函數(shù)的一種方法。 模糊統(tǒng)計法的計算步驟是 ： 每次統(tǒng)計 V 是固定的 ， A3 的值是可變的 ， 作 n 次試驗 ， 其模糊統(tǒng)計可按下式進(jìn)行計算 ： V對 A 的隸屬 度 = v0∈ A 的次數(shù) / 試驗總次數(shù) n （ 32） 隨著 n 的增大 ， 隸屬頻率也會趨向穩(wěn)定 ， 這個穩(wěn)定值就是 V 對 A 的隸屬度值。 （ 1） 模糊統(tǒng)計 分析 法： 模糊 統(tǒng)計 分析 法的是對論域 U上的一個確定元素 V是否屬于論域上的一個可變動的清晰集合 A3 作出 清晰的判斷。同一個模糊概念不同的人會 也會 建立不完全相同的隸屬度函數(shù) ， 但是只要可以反映出相同的模糊概念，有自己的實用領(lǐng)域，就達(dá)到了目的。隸屬度函數(shù)的確定過程 帶有一定的客觀性，不同的人研究不同問題可能選取不同的隸屬度函數(shù)，但不同的人對模糊理論的理解可能千差萬別，因此隸屬度函數(shù)也存在一定的主觀性。隸屬度 屬于 模糊 數(shù)學(xué) 評價 體系 里的概念 。隸屬度 A（ x）越接近于 1，表示 x 屬于 A 的程度越高， A（ x）越接近于 0 表示 x 屬于 A 的程度越低。 隸屬度及隸屬度函數(shù) 若對論域（研究的范圍） U 中的任一元素 x，都有一個數(shù) A（ x） ∈ 0， 1 與之對應(yīng)，則稱 A 為 U 上的模糊集， A（ x）稱為 x 對 A 的隸屬度。 由于概念本身界限有些不分明，存在一定的主觀性， 因而對象對集合的隸屬關(guān)系也 不是很明確 。每個對象對于集合的隸屬關(guān)系是明確的， 不屬于這個集合就屬于那個集合 。 模糊集合 在現(xiàn)實生活中，模棱兩可的概念很多，因此需研究模糊集合， 模糊集合是 用來表達(dá)模糊性的集合 ， 又稱 模糊集 或 模糊子集。 普通關(guān)系定義為直積 U V 的普通子集，很自然地把模糊關(guān)系定義為 U V 的模糊子集。 : [0,1]R AB? ?? ( , ) ( , )Aa b a b?? （ 31） 若 A = B，稱 : [0,1]R AA? ?? ， 1 2 1 2( , ) ( , )Aa a a a?? 為 A 上的模糊關(guān)系。北京師范大學(xué)汪培莊、四川大學(xué)劉應(yīng)明等教授對模糊數(shù)學(xué)的研究取得了顯著成績 [1][2]。模糊數(shù)學(xué)自 1976 年傳入我國后得到了迅速發(fā)展： 1980 年成立了中國模糊 數(shù)學(xué)與模糊系統(tǒng)學(xué)會， 1981 年創(chuàng)辦了《模糊數(shù)學(xué)》 (武漢，華中工學(xué)院 )雜志， 1987 年創(chuàng)辦了《模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué)》 (長沙，國防科技大學(xué) )雜志。在模式識別、人工智能等方面有廣泛的應(yīng)用。在模糊數(shù)學(xué)中，目前己有 模糊拓?fù)鋵W(xué)、模糊群論、模糊圖論、模糊概率、模糊語言學(xué)、模糊邏輯學(xué)等分支，顯示了強大的生命力和滲透力，使數(shù)學(xué)的應(yīng)用范圍大大擴展。 然后介紹交通擁堵評價方法，最后介紹了交通擁堵形成的原因。隨著人們生活水平的提高， 汽車 的 出行需求 越來越高 ，導(dǎo)致道路交通供需矛盾進(jìn)一步激化，城市交通擁堵成為一種常態(tài)， 尤其是在 城市中心城區(qū)。到 2020 年將會有 50%的人口居住于城市。交通擁堵的主要原因通常認(rèn)可的有三種，其一是經(jīng)濟(jì)增長背景下汽車保有量和使用率的增加，其二是機動車駕駛員以及居民 不遵守交通規(guī)則，造成非常不必要的擁堵，其三是道路的規(guī)劃與設(shè)計存在缺陷，不能滿足日益發(fā)展的交通量需求，造成道路容量不足，路段負(fù)荷度加大。計算機仿真只是一個很有意義的參考依據(jù)，對決策提供支持但并不是說具有決定性。第三步：通過計算機仿真，仿真輸出參數(shù)，并與預(yù)期值或標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較分析，以確定措施的可行性。 (4)計算機仿真 計算機仿真在交通運輸領(lǐng)域的應(yīng)用，仿真原理是通過模擬交通環(huán)境，預(yù)測或者評價采五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 6 取未知的策略后的各種交通參數(shù)，主要步驟如下：第一步：選擇合適的仿真軟件，如 VISSIM等，并根據(jù)實際確定計算公式和相關(guān)理論原理。這種方法的原理和運作都 相對簡單作，目前在 國外得到 廣泛地應(yīng)用。 (2)綜合評價法 綜合評價法主要運用不同等級道路進(jìn)行加權(quán)針 ，確定了不同 等級 道路 的 車輛行駛里程，車輛行駛里程， 對該指標(biāo)用車輛行駛里程進(jìn)行加權(quán)平均 。 (1)交通流理論 交通流理論是通過收集大量的歷史數(shù)據(jù)，建立 數(shù)學(xué)模型來確定流量與 速度 之間的關(guān)系，然后將 實際測得的各道路上的交通量 轉(zhuǎn)換為 在理想條件下 的 平均峰值速度，然后通過速度的大小來 確定的 交通擁堵的 水平。 交通擁堵評價方法是指通過定性或定量的評價指標(biāo)對某路段或區(qū)域內(nèi)的交通擁堵狀況進(jìn)行評價，其主要作用是對比分析時空范圍內(nèi)的擁堵水平，從而確定擁堵治理政策和措施的可行性和有效性，為進(jìn)一步治理擁堵提供重要的參考依據(jù)。 表 22 交通擁堵狀態(tài) 下路況和出行情況表 交通擁堵程度 對應(yīng) 路況 出行耗時 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 5 暢通 基本沒有道路擁堵 可以按道路限速標(biāo)準(zhǔn)行駛 基本暢通 有少量道路擁堵 比暢通時多耗時 至 倍 緩行 部分環(huán)路 和 主干路擁堵 比暢通時多耗時 至 倍 輕度擁堵 大量環(huán)路 和 主干路擁堵 比暢通時多耗時 至 倍 擁堵 全市大部分道路擁堵 比暢通時多耗時 倍以上 交通擁堵評價方法 我國交通擁堵評價方法的研究起步比較晚，目前還處在不斷摸索階段，現(xiàn)有的很多評價方法都比較簡單，存在一定的局限性。 表 21《 2020 年快速路 與主干路交通狀況調(diào)查報告》中路段相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 路段 排隊長度 km 速度 km/h 擁堵 ≤ 排隊長度＜ 15＜速度≤ 20 中度擁堵 ≤ 排隊長度＜ 5＜速度≤ 15 嚴(yán)重?fù)矶? ≤ 排隊長度 速度≤ 5 本文根據(jù)深圳市交通運輸委員會（深圳市港務(wù)管理局）定義的道路交通運行指數(shù)，交通指數(shù)范圍為 0～ 5，將交通擁堵狀態(tài)分為五個等級：暢通（ 0～ 1）、基本暢通（ 1～ 2）、緩行（ 2～ 3）、輕度擁堵（ 3～ 4）、擁堵（ 4～ 5）。 (3)排隊長度 和 速度為劃分依據(jù)。 交通擁堵分類 目前，國內(nèi)外對交通擁堵的分類還沒有 形成 統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同的 國家和地區(qū)采用的劃分方式都有不同 ， 下面介紹 以下幾類 分類情況 ： (1)平均速度 作 為劃分依據(jù)， 這種依據(jù)得到普遍的應(yīng)用 ，要依 平均速度來評價道路的交通擁堵 程度，分為暢通、擁擠、堵塞和嚴(yán)重堵塞四種 程度 ， 另外不同規(guī)模的城市和地區(qū)，劃分的標(biāo)準(zhǔn)也有所不同，我國很多城市也采用平均速度進(jìn)行劃分 ， 由于交通擁堵程度具有主觀性，不同的人有不同的感覺，最后評價出來的等級可能不一樣， 我國 在綜合國外的研究成果，將 平均車速 20km/h 作為暢通與擁擠的分界線，以平均車速 10km/h 作為擁擠與堵塞的分界線。 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 4 第 2 章 交通擁堵 交通擁堵定義及分類 交通擁堵定義 交通擁堵的定義有很多種，由于其 具有 主觀性，不同國家或地區(qū)對其的定義不一樣，目前交通擁堵的定義尚無統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，各個國家的研究進(jìn)展也不一。第一章綜述了城市路網(wǎng)交通擁堵問題的研究背景和意義；第二章介紹了交通擁堵的定義、分類、以及評價方法；第三章介紹了模糊數(shù)學(xué)的理論基礎(chǔ)以及模糊數(shù)學(xué)評價體系；第 四章介紹了交通擁堵狀態(tài)評價指標(biāo)的選取過程；第五章介紹了交通擁堵模糊評價模型的評價步驟。 本文研究的主要內(nèi)容 本文通過調(diào)查和分析，根據(jù)城市路網(wǎng)的 交通 擁堵特征，確定交通擁堵狀態(tài)評價指 標(biāo)，從行程速度、停車次數(shù)、停車時間 、行程延誤 以及負(fù)荷度五種評價指標(biāo)著手，對江門市區(qū)路段實際調(diào)研的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合分析，同時 根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù) 確定每種指標(biāo)的評價參考標(biāo)準(zhǔn)， 得到每種指標(biāo)的隸屬度函數(shù)，然后得到模糊判別矩陣， 最終 科學(xué)合理的建立了 交通擁堵 模糊 評價模型，并提出 并定義了 交通擁堵指數(shù)的概念，用來評價路段的 交通 擁堵嚴(yán)重程度。已廣泛應(yīng)用于美國各大城市。 國外在交通擁堵問題上的研究本文做了以下說明： (1) 道路擁堵指數(shù) 1994 年德 州交通運輸協(xié)會 定義了道路 交通擁堵 指數(shù)這個概念來評價城市道路擁堵水平。 交通擁堵評價研究現(xiàn)狀 世界各國都在著手研究城市交通擁堵問題，本文對國內(nèi)外研究成果進(jìn)行了的 分析說明，為交通擁堵模糊評價模型的建立做理論基礎(chǔ)。 本文借鑒前人的研究結(jié)果， 首先定 義了交通擁堵狀態(tài)，然后定義了 城市路網(wǎng)的 交通 擁堵級別， 最后根據(jù)模糊數(shù)學(xué)理論著手建立交通擁堵模糊評價模型，本文定義的交通擁堵指數(shù)可 為交通有關(guān)部門判斷 交通 擁堵程度提供一個科學(xué)合理的依據(jù)，為相關(guān)部門提供決策支持， 從而確定 采取什么措施去緩解交通擁堵 問題 。 城市交通擁擠管理的目的是引導(dǎo)交通流在路五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 2 網(wǎng)上合理均勻分布，及時預(yù)測和判別交通狀態(tài)，在發(fā)生擁擠的情況下進(jìn)行有效快速的疏導(dǎo)。 分析 英國 SYSTRA 公司對發(fā)達(dá)國家大城市交通狀況 可知 ， 交通擁堵造成的經(jīng)濟(jì)損失 約占國民生產(chǎn)總值的 2%，同時交通擁堵引發(fā)的噪聲、大氣污染等又會造成額外的損失，可見，解決交通擁堵問題刻不容緩。 從 倫敦 20 世紀(jì) 90 年代的檢測報告 可以看出 ，汽車尾氣排放 的 氮氧化物 占據(jù) 74%。城市環(huán)境 的不斷惡化很大程度上源自交通領(lǐng)域，而 交通擁堵首當(dāng)其沖 。出行成本 會妨礙居民的日?；顒?， 影響居民的工作和生活效率，進(jìn)而影響人們的生活質(zhì)量，造成不必要的損失。 交通擁堵 會 影響到到 社會 的 功能， 會給我 國 經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來負(fù)面影響，嚴(yán)重時還可能阻礙城市的發(fā)展，進(jìn)而導(dǎo)致 城市 的 生存環(huán)境 不斷 惡化 。也就是說，目前國內(nèi)的交通擁堵狀態(tài)評價體系還有待完善，要不同領(lǐng)域的專家學(xué)者共同研究，從而解決我國的交通擁堵問題。 交通擁堵的危害主要表現(xiàn)在給人們的出行帶來極大的不方便，我國很多城市出現(xiàn)了交通擁堵問題，浪費了大量的社會資源，目前我國正處在高速發(fā)展時期，這對我國社會的發(fā)展是及其不利的。 traffic congestion index 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 III 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................................. I Abstract .........................................................................................................................................II 第 1 章 緒論 ................................................................................................................................... 1 課題背景 .......................................................................................................................... 1 研究的目的和意義 ...............................................................