下面文章主要對(duì)于城市交通擁堵問(wèn)題展開研究，首先分析了城市交通擁堵的主要原因，收集了主城區(qū)街道和城市車輛保有量數(shù)據(jù)，然后基于道路長(zhǎng)度、車道數(shù)、車輛數(shù)、汽車活躍概率值等指標(biāo)建立了評(píng)價(jià)交通擁堵度的初等數(shù)學(xué)模型以及擁堵判斷標(biāo)準(zhǔn)，并用樂(lè)山市實(shí)際交通數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算。從結(jié)果中可以看到樂(lè)山市主城區(qū)交通狀況總體良好，略有擁堵，核心街區(qū)比較擁堵，文章中還提出了相關(guān)的改良建議。
關(guān)鍵詞：交通擁堵,數(shù)學(xué)建模,數(shù)據(jù)擬合
1問(wèn)題的提出
城市交通擁堵問(wèn)題是我國(guó)在城市建設(shè)發(fā)展過(guò)程中遇到的普遍問(wèn)題，它直接關(guān)系到城市現(xiàn)代化建設(shè)和國(guó)民生活的改善，而交通擁堵的原因主要包括城市交通供需不平衡，城市公共交通發(fā)展相對(duì)滯后，綠色出行方式日益萎縮，汽車使用率增加等等。根據(jù)調(diào)查到的數(shù)據(jù)可觀察得出近幾年隨著我國(guó)人口的不斷增長(zhǎng)，我國(guó)私家車保有量不斷增加，私家車占有率也同比不斷增加。
因而在道路面積和交通自我調(diào)控能力一定的情況下，城市建設(shè)進(jìn)程跟不上城市擴(kuò)展速度，城市交通擁堵問(wèn)題不斷加劇。文章通過(guò)對(duì)搜集到的城市道路交通數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)部分規(guī)定道路的單位時(shí)間車流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并評(píng)價(jià)道路的擁堵情況，為出行人員或交通管理者提供一些可預(yù)測(cè)的方法。
2問(wèn)題分析
城市交通擁堵問(wèn)題是制約城市發(fā)展進(jìn)程的問(wèn)題之一，由于城市的建設(shè)目標(biāo)不一致、城市道路擁堵地點(diǎn)不一致、交通擁堵的時(shí)間不一致等等差異，使得城市交通的通行能力也有較大差異。對(duì)于擁堵程度的分析需要結(jié)合實(shí)際，判斷究竟在哪種情況的交通狀態(tài)是交通擁堵，哪種交通狀態(tài)屬于交通流暢。各個(gè)國(guó)家的交通管理部門提出了不同的標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法，文章首先依據(jù)國(guó)家一般標(biāo)準(zhǔn)[1]，利用車輛距離給出擁堵度的量化標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)基于道路長(zhǎng)度、車道數(shù)、人口數(shù)量、車輛數(shù)量及活躍程度，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，結(jié)合收集數(shù)據(jù)對(duì)城市街道的擁堵情況進(jìn)行量化分析。
3數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析
通過(guò)高德地圖中的比例尺，定義不同的點(diǎn)坐標(biāo)去計(jì)算樂(lè)山市中區(qū)的道路長(zhǎng)度和街道數(shù)。統(tǒng)計(jì)整理，得到樂(lè)山市中區(qū)主城區(qū)的道路長(zhǎng)度，可以看出2012-2016年樂(lè)山市中區(qū)的私家車總量呈上升趨勢(shì)。
4模型基本假設(shè)①假設(shè)在建立交通擁堵模型中忽略天氣等自然因素的影響。②假設(shè)道路密度均勻。③假設(shè)忽略車與車之間的影響。④由于機(jī)動(dòng)車行駛目的地不同，假設(shè)其行駛的方向是隨機(jī)且概率相等的。⑤假定駛?cè)氲缆返能嚵髁康扔隈偝龅缆返能嚵髁俊＂藜俣ㄖ豢紤]城市內(nèi)部的交通情況，暫不考慮城市之間的交通。⑦假定道路行駛過(guò)程無(wú)追尾類似的交通問(wèn)題。⑧假設(shè)駕駛?cè)藛T的反應(yīng)時(shí)間均為1s。⑨假設(shè)動(dòng)摩擦系數(shù)均為0.45。
5符號(hào)設(shè)定
6模型的建立與求解
6.1機(jī)動(dòng)車保有量預(yù)測(cè)模型的建立與求解
影響私家車車輛數(shù)的因素有經(jīng)濟(jì)因素、城市GDP增長(zhǎng)指數(shù)、城市發(fā)展進(jìn)程快慢等等，根據(jù)樂(lè)山統(tǒng)計(jì)局提供的關(guān)于樂(lè)山市中區(qū)2012-2016年的私家車保有量，運(yùn)用MATLAB預(yù)測(cè)2018年-2021年樂(lè)山市中區(qū)私家車保有量，為下面評(píng)價(jià)未來(lái)四年樂(lè)山市中區(qū)主城區(qū)和核心街區(qū)的交通擁堵狀態(tài)做好數(shù)據(jù)儲(chǔ)備。
關(guān)于時(shí)間與私家車的擬合，通過(guò)上述擬合，可以得到樂(lè)山市主城區(qū)私家車保有量的變化趨勢(shì)，分析樂(lè)山市主城區(qū)未來(lái)四年的私家車數(shù)量的增長(zhǎng)程度，對(duì)未來(lái)四年樂(lè)山市主城區(qū)的交通狀況進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)，進(jìn)而為管理部門提出合理建議。
7結(jié)論及建議
根據(jù)樂(lè)山市相關(guān)部門公布數(shù)據(jù)顯示，樂(lè)山市中區(qū)的道路總長(zhǎng)度以低于30%的速度在增長(zhǎng)，但機(jī)動(dòng)車保有量卻每年以18.6%的速度在增加，使得樂(lè)山市主城區(qū)的城市道路交通更加擁擠。通過(guò)模型建立與求解，得到樂(lè)山市主城區(qū)總體交通良好、核心街道交通擁堵的結(jié)論。
基于上述對(duì)樂(lè)山市主城區(qū)的道路分析以及實(shí)地調(diào)查，樂(lè)山市主城區(qū)道路建設(shè)還存在信號(hào)燈設(shè)置不足，導(dǎo)致直行車輛與轉(zhuǎn)彎車輛交叉行駛;公共交通基礎(chǔ)設(shè)施投資不足，使得絕大多數(shù)市民開車出行等等。
建議樂(lè)山市形成科學(xué)化的交通管理系統(tǒng);增加公共交通基礎(chǔ)設(shè)施的投資力度,對(duì)一些擁堵街區(qū)設(shè)置單項(xiàng)通行或修建地下通道等設(shè)施;適度減少綠化占有面積，擴(kuò)大機(jī)動(dòng)車行駛道路;加大城市化建設(shè)，進(jìn)行功能分區(qū)分散人流、車流。最主要的是倡導(dǎo)綠色出行，通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通的科學(xué)高效管理緩解交通擁堵狀況。
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交通方向期刊推薦：《城市公共交通》(月刊)創(chuàng)刊于1989年，是中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)、北京市公共交通總公司暨城市公共交通專業(yè)分會(huì)主辦及編輯出版的、公開發(fā)行的綜合指導(dǎo)性學(xué)術(shù)期刊。它服務(wù)于全國(guó)公交企事業(yè)單位及市府主管部門、國(guó)內(nèi)大專院校及相關(guān)科研院所。
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