交通擁擠的原因和解決辦法

1、交通擁擠的原因和解決辦法摘要:一、問題的重述1,背景隨著時間的推移時代的變遷，人們的經(jīng)濟(jì)收入不斷提高，生活水平也是更上一層樓。與此同時，交通擁堵的嚴(yán)重性逐漸成了一個很嚴(yán)重的社會問題。1）交通擁擠造成了大量的時間浪費(fèi)和資源浪費(fèi)，使人們的生活受到定的影響。2）汽車的數(shù)量逐漸增加，人們的生活節(jié)奏不斷加快，從而引發(fā)一系列的交通事故。3）汽車排放的燃燒不充分的尾氣含有很多有害物質(zhì)，以及汽車發(fā)動機(jī)和鳴笛所產(chǎn)生的噪音，造成環(huán)境污染，噪音污染，給日常生活造成了很壞的影響。4）隨著世界能源的不斷消耗，國際組織不斷呼吁節(jié)約能源，交通擁堵造成能源的利用變得毫無用處。5）私家車的不斷增加，能源的浪費(fèi)，從而引發(fā)新的社會

2、問題。2,原因交通擁堵的主要原因有四個:1）道路施工為交通添堵。2）城市飛速發(fā)展，車流量劇增。3）公交車停泊時占道。4）部分人們交通安全意識不夠。5）交通規(guī)劃滯后。3,問題車輛的流動問題與交通狀況的關(guān)系：1）車輛通過路口的時間越短，交通狀況越好。2）車流量大時，車輛滯留長度越短，交通狀況越好。3）道路通過車流量越大，交通狀況越好。二、交通擁堵的解決辦法通過上述對交通原因的分析，解決方法如下：1）國家公路有關(guān)部門在維修或重建道路時，應(yīng)綜合考慮，把可能引發(fā)的交通問題最小化。2）鼓勵公交出行，地鐵出行，多乘用公交措施，減少能源的消耗，減緩道路的擁堵，減免事故發(fā)生。3）對于規(guī)劃不合理的公交路線進(jìn)行重新

3、整頓，盡可能減少公交車停泊時對道路車流量的影響。規(guī)范公交站牌的設(shè)置，對于重要路口，重要地段，應(yīng)增加路口與站臺的距離。4）讓部分人們深刻意識到交通安全問題。5）交通指示燈，作為交通的指揮棒，對交通工作的影響起著決定性作用。交通指示燈的設(shè)置，不僅保證了交通秩序，還保障了人身安全。不同路口不同時段應(yīng)有所不同，避免路口空蕩蕩的狀況下，車輛還需要長時間等待。交通指示燈的設(shè)置，應(yīng)以車流量為基準(zhǔn)，據(jù)此合理分配紅綠燈的時間。下面，我們針對不同路段不同時間的交通指示燈的設(shè)置研究出合理方案。研究分為三個方面：一、指示燈的設(shè)置；二、一周內(nèi)的綠燈信號的響應(yīng)時間；三、信號燈對路口的控制能力。三、模型的基本假設(shè)1）車輛流

4、體思考問題時，為了便于建立模型和計算，把汽車當(dāng)做一個流體質(zhì)點(diǎn)。道路上行駛的汽車看成一個個流動的質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離認(rèn)定是固定不變的。2）道路直線化把不同的道路理想化為同樣的，這樣避免了因?yàn)榈缆仿窙r不同寬度不同引發(fā)車流量不同的問題。這樣一來車輛的行駛看作質(zhì)點(diǎn)在直線的運(yùn)動，把實(shí)際問題物理化，從而利用物理知識和數(shù)學(xué)知識求解。三符號約定符號符號說明X評價因素集Z五種服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)評判集W各指標(biāo)所占權(quán)重Y最大特征值耳交通擁堵指數(shù)V車流速度某一個問題的分值K車流密度CI 一致性指針CR 一致性比例四問題分析與模型建立本題是一個較為復(fù)雜的交通擁堵問題，因?yàn)樵}中沒有明確的衡量標(biāo)準(zhǔn)，所以需要做一些相對多的合理

5、假設(shè)，即通過對給定數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，對交通擁堵進(jìn)行解釋并提出合理的解決方案。交通擁擠的概念及具體分析交通擁阻是指交通需求 （一定時間內(nèi)想要通過某道路的車輛臺數(shù)）超過某道路的交通容量（一定時間內(nèi)該道路所能通過的最大車輛臺數(shù)）時，超過部分交通滯留在道路上的交通現(xiàn)象。隨著交通需求增加，當(dāng)交通需求超過了行走路徑上的交通容量最小地點(diǎn)（瓶頸）的交通容量時，來自上流的交通需求中超過的部分，即超過需求將無法通過瓶頸，在瓶頸處形成等待行列1梅林關(guān)口擁堵的深層原因。根據(jù)層次分析法的需要，我們必須兩兩比較每層各個因素對于上層各因素影響的重要性，才能構(gòu)造出成對比較矩陣。但是，由于這種兩兩比較通常存在著一定的困難，故我

6、們通過設(shè)計評分調(diào)查表，讓不同的人群（司機(jī)，行人，交警和交通科技人員）對以上各層因素對上層因素影響的重要性問題進(jìn)行打分（滿分為 1。分），得到每項(xiàng)評分都服從離散型分布，再結(jié)合數(shù)學(xué)期望和比較尺度構(gòu)造出成對比較矩陣，最后計算給出權(quán)向量?，F(xiàn)設(shè)表示某一個問題的分值，根據(jù)被調(diào)查者對同一個問題的打分情況，利用概率的定義，我們得到主服從離散型分布如下表 1;表1各個影響因素分值的概率分布012345678910pnoni112ng114n5116n7118n9i110NNNNNNNNNNN其中 Bi 是打分值=的人數(shù)，N 為調(diào)查者總?cè)藬?shù)。i表2梅林關(guān)交通擁堵狀況的整體分析評分根據(jù)數(shù)學(xué)期望的定義弓 I，我們有離

7、散型隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)期望為:EN/.Pi1由被調(diào)查者對不同問題的打分處理得到的概率分布，進(jìn)而由計算城市建設(shè)公交事業(yè)行人行為司機(jī)行為主干道少5立交橋少，沒有地鐵5地卜信道少5停車場少7十字路II面積小7公交專用車道少5公交站設(shè)置不合理7未明確公交優(yōu)先原則3公交車內(nèi)環(huán)境差1占道經(jīng)營9亂闖馬路9在路上發(fā)傳單7攀爬護(hù)欄9綠燈亮?xí)r乍搶行9逆行行駛9車輛亂停亂放9車輛不按秩序行駛9車不按規(guī)定車道行駛9出平均分值，我們得到梅林關(guān)交通擁堵狀況的整體分析評分表，如表 2 所示1.2模型的求解1.2.1構(gòu)造成對比較矩陣要比較準(zhǔn)則層 B 中各個因素 Bi 對目標(biāo)層的影響， 我們每次取 B 層中的兩個因素， Bi,Bj

8、(i,j二=0,1,2,)，為了克服兩兩比較的困難，我們以 ajj 表示 Bi 和 Bj 對 A 的影響之比，亦即 aEBi/EBj 則它們構(gòu)成了成對比較矩陣 AR%)111n,ajj 滿足:c1殉0,%葛丹=1我們得到了準(zhǔn)則層對 Fl 標(biāo)層的成對比較矩陣為：上述矩陣中，a12=1 表示“主干道少”和“立交橋少”對交通影響相同，其它元素的含義可作類似解釋。同樣，我們也可以構(gòu)造得出方案層對準(zhǔn)則層的 17 個 4 階成對比較矩陣。1.2.2計算權(quán)向量并作一致性檢驗(yàn)計算權(quán)向量我們用對應(yīng)于矩陣的最大特征值（）的規(guī)一化特征向量作為權(quán)向量。事實(shí)上，對于矩陣 A,我們得到它的最大特征值 Y=18.0309,

9、而對應(yīng)于丫的特征向量為；叫w（2）二（0039,0.039,0.029,0.056,0.046,0,065,0.025,0.013,0.055,0.091,0.058,0.087,0.087,0.084,0.085,0.087,0.0552）T下面，我們按如下步驟對成對比較矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)：1121/21121/21/2211/2222122211121/212211/21/211/21/51/531/7222122322221223222322232223222321/211/21/211/21/21/21/2121111251/2251/2131/22713713712711/21/21

10、/21/21/21/21/31/21/31/211/21/211/21/21/21/31111/21/21/21/21/31/31/21/21/21/21/21/2111/21/21/21/21/31/31/21/211/21/21/21/31/31/2131/21/31/21/31/31/31/51/71/71/71/311/71/91/71/91/91/91/71/31/91112211212312212211212212713922713923923925713921/211/21/21/211/212111211/211/21/21/211/212111211211111121111/

11、211/212121112111111）計算一致性指針 CI：CI 二匕；1112）查找相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指針 RI；3）計算一致性比例 CR：CR=C 算 RI.當(dāng) CR17118.03經(jīng)檢驗(yàn)，所有矩陣的一致性檢驗(yàn)均通過，因此得到的 w）可以作為權(quán)向量。1.2.3計算組合權(quán)向量并作組合一致性檢驗(yàn)（1）計算組合權(quán)向量記組合權(quán)向量為叫 w 步，對于解堵策略 1,它在 17 個準(zhǔn)則層中權(quán)重用W?）的第一個向量表示。而準(zhǔn)則層對于目標(biāo)的組合權(quán)向量用叫 W（3）K表示，所以策略層對于目標(biāo)的組合權(quán)向量應(yīng)為它們對應(yīng)項(xiàng)的兩兩乘積之和，即：叫 W（3）=W（3）W（2）,其中 W（3）=W，）W9。由此，我們

12、得到了策略層關(guān)于目標(biāo)層的組合權(quán)重分別為:CI 在目標(biāo)中權(quán)重分別為：1.6386664；C2 在目標(biāo)中權(quán)重分別為:1.5428096；C3 在目標(biāo)中權(quán)重分別為：1.7276669；C4 在目標(biāo)中權(quán)重分別為:1.7268754。為進(jìn)一步確定組合權(quán)向量是否可以作為最終決策依據(jù)，我們還要進(jìn)行組合一致性檢驗(yàn)（2）組合一致性檢驗(yàn)通過細(xì)致計算，得到 CR（*）=CR（3）+CR。）二 0.0431+0.0309=0.078778C1C2,這就說明“行人和司機(jī)”的不遵守交通法規(guī)的行為對交通擁堵的“影響”最大，“城市建設(shè)”其次,“公交事業(yè)”則排在最后，所以梅林關(guān)交通擁堵的深層次原因是行人和司機(jī)不遵守交通法規(guī)的行

13、為造成的。2 關(guān)口廣場各連接道路擁堵指數(shù)模型由于關(guān)口廣場各連接道路是城市內(nèi)部主干道，因此提出三個評價指標(biāo)作為主干道的評判標(biāo)準(zhǔn)。（1）路段不同時段平均行程速度評判標(biāo)準(zhǔn)為了確定路段不同時段平均行程速度的評判標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)車速調(diào)查相關(guān)理論和交通流參數(shù)之間的關(guān)系可得出主干道平均行程速度的評判標(biāo)準(zhǔn)（見表 1）。服務(wù)等級非常順暢順暢緩慢擁堵嚴(yán)重?fù)矶轮鞲傻?45,+oo)(35,45)(25,35)(15,25)(0,15)表 1 平均行程速度評判標(biāo)準(zhǔn)單位：km/h（2）路段單位里程平均延誤評判標(biāo)準(zhǔn)由于單位里程平均延誤取決于路段平均行程速度和自由流速度,為使評價結(jié)果具有一致性，利用浮動車調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行平均行程速度

14、與單位里程平均行程延誤回歸擬合分析。主干道的回歸擬合方程如下:y=0.1213x 12.275肝309.7，依據(jù)平均行程速度評判標(biāo)準(zhǔn)的劃分，確定不同的單位里程平均行程延誤所對應(yīng)的擁堵級別，具體結(jié)果如表 2 所示。表 2 單位里程平均延誤評判標(biāo)準(zhǔn)單位：s/（km,輛）服務(wù)等級非常順暢順暢緩慢擁堵嚴(yán)重?fù)矶轮鞲傻?(0,30)(30,80)(80,150)(150,-KO)（3）路段飽和度評判標(biāo)準(zhǔn)主要參考美國道路通行能力手冊5、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTGB01-2003）6,以及相關(guān)科研院所的研究結(jié)論，確定路段飽和度評判標(biāo)準(zhǔn)（見表 3）表 3 路段飽和度評判標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)等級指常順暢順暢緩慢擁堵嚴(yán)重?fù)矶轮鞲?/p>

15、道（0.04）（04,06）（06,07）（07.08）（08,-KO）2.1 模型的建立（1）確定評價因素集與評語集根據(jù)以上評價指標(biāo)的選取和擁堵級別的劃分，確定評價因素集為 x=8,%,均分別對應(yīng)于平均行程速度、單位里程平均延誤和飽和度。同時，確定評判集工二也多多多,4分別對應(yīng)于非常順暢、順暢、緩慢、擁堵和嚴(yán)重?fù)矶挛宸N評價等級。（2）確定評價指標(biāo)權(quán)重向量a）給定初始的樣本矩陣 x 玲=菁,對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到數(shù)據(jù)矩陣x*=x；,x：,.,x；oC）統(tǒng)計的特征根和相應(yīng)的特征向量 L，將特征根按大小順序排列，則第 k 個主成分的方差貢獻(xiàn)率為，前 k 個主成分的累計貢獻(xiàn)率為 24 住 4

16、）。i=l1=1d）選擇 m 個主成分，際中通常所取得累計貢 85%以上，即 24 仕/15%；1=11-1Je）前 m 個主成分對總體方差的貢獻(xiàn)矩陣A=（4人），同時得到各指標(biāo)在前 m 個主成分上的貢獻(xiàn)矩陣 L=（l&,4），則各指標(biāo)對總體方差的貢獻(xiàn)率矩陣為：W=AL=(%,4)W 中各元素的值即為相應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重。根據(jù)以上權(quán)重確定方法,計算路段平均行程速度、單位里程平均延誤和飽和度三個指標(biāo)的權(quán)重向量為：W=(0.420.300.28)(3)模糊綜合評價通過以上分析，確定的模糊評價矩陣為：、V2v3v4必、R=tit3t4t5jqm?m3m4叫,在模糊評價矩陣構(gòu)建的基礎(chǔ)上，對所得矩陣和

17、權(quán)重向量做合成運(yùn)算，最終得到：%v2v3v4v/B=WD=( (0.420.300.28) )t2t3t4t5=色也也息)叫i嗎m3m4叫,式中,0=之鶴。1=1令 A=1-niaxU，鳥 M 也也,取值為0,1,b1t越接近 1,道路越擁堵；反之，道路越順暢。其中擁堵指數(shù)與擁堵程度的對應(yīng)關(guān)系如表 4 所示：表 4 擁堵指數(shù)與擁堵程度對應(yīng)關(guān)系評價指標(biāo)非常順暢順暢緩慢擁堵嚴(yán)重?fù)矶聯(lián)矶轮笖?shù)0,02)02,04)04,06)06,08)08,102. 3 模型的求解梅林關(guān)口車輛流量圖根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)，我們將其分為 0:005:00,5:00-7:00,7:00-9:00等 9 個階段來分析。時間0:0

18、0-5:005:00-7:007:00-9:009:00-11:0011:00-13:0013:00-16:0016:0018:0018:00-20:0020:00-23:00擁擠度0.150.20.80.90.70.890.90.40.35評價非常順暢嚴(yán)重?fù)?嚴(yán)重?fù)頁矶聡?yán)重?fù)韲?yán)重?fù)砭徛槙稠槙扯露露露缕鋱D像表示為:根據(jù)以上模型可知，在以后的研究關(guān)口廣場擁堵問題所需交通數(shù)據(jù)的采集側(cè)重點(diǎn)是路段單位里程平均延誤、路段不同時段平均行程速度、路段飽和度，以及各路段交通擁堵時間長短的統(tǒng)計等五莊不增加關(guān)內(nèi)外通道數(shù)量的情況下，通過調(diào)整城市分區(qū)功能、改變關(guān)口區(qū)域功能架構(gòu)以及改善交通管控措施等來緩解梅林、布吉等

19、關(guān)口的交通擁堵方案。1 .梅林關(guān)出關(guān)車道：貨柜車從皇崗路來與彩田路交會后，出關(guān)貨柜車在上坡途中要從左道交換到右道以便從右邊貨車道出關(guān)，出關(guān)后在不到 100 米的路段，貨柜車和駛向梅關(guān)高速的車要擠到左道（根本沒辦法換道，只能硬擠）。梅林關(guān)公交總站開出的公共汽車從最左邊開上梅觀高速路段，馬上就與出關(guān)車輛相擠,向右停靠民樂公共汽車站，加上出關(guān)公共汽車，在民樂公共汽車站常常扭成個大麻花，交通事故不斷，擁堵更甚。解決方案 1:立交通過。可行性為“非常難”：工程大，能占用的土地少。解決方案 2：將貨車與客車的車道交換，使上民樂匝道的車輛提早與上梅觀高速車輛分。但貨車道與海關(guān)、貨柜堆場的銜接以及公共汽車站銜

20、接問題要作進(jìn)一步解決。解決方案 3：在梅林出關(guān)，開一分支通道直通民樂村，分流車輛，關(guān)閉現(xiàn)民樂公交車站邊的車輛入口，只保留出口。2 .雙方向民樂公共汽車站的設(shè)計民樂公共汽車站缺陷設(shè)置是造成進(jìn)出梅林關(guān)擁堵的主要原因：進(jìn)關(guān)方向的公交站設(shè)置在 3 條車龍交會處，隨著公交車和乘搭公交車乘客的不斷增加，公交車占道，早上有時只剩下 1 條半車道供進(jìn)關(guān)車輛通過，在大家都爭搶的情況下，難免發(fā)生碰究，那就雪上加霜了.進(jìn)關(guān)方向擁堵高峰時間：現(xiàn)階段前后的時間都有所增加。出關(guān)方向的公交站由于就設(shè)在在油站出口、貨車出關(guān)車道，梅觀高速入口與民樂匝道，民樂村車輛進(jìn)出口的交匯處，所有出關(guān)車輛一出關(guān)馬上就像扭麻花一樣參合在一起，

21、事故，阻擋擁擠，交通狀況簡直一塌糊涂。交通擁堵高峰期：利用貨車道出關(guān)會順利一些，但有時交警會阻攔，要小心就是。解決方案，應(yīng)該較好解決：進(jìn)關(guān)：將公共汽車站根據(jù)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的分布，更改布置在梅龍路（潛龍公寓的居民），瑩水山莊（民樂，萬家燈火的居民）。出關(guān)：梅林關(guān)總站（A.民樂村居民，關(guān)口人行天橋已建好，可以直通民樂村。B.方便其他乘客在梅林關(guān)口轉(zhuǎn)乘關(guān)外公共汽車） ， 民樂村,梅龍路 （但要增加公共汽車站靠點(diǎn)，否則將會引起梅龍路的塞車）3.民樂立交斷頭橋的規(guī)劃從坂田方向來車到斷頭橋是，原來需要作 180 度掉頭，與梅龍路開來的車龍交會在一起，大大降慢了通行速度?，F(xiàn)階段警察是將左傳方向封閉，加寬梅龍路與梅

22、觀高速交會匝道的路寬，從坂田方向來的車輛到梅龍路掉頭，或經(jīng)民治路會到公共汽車站與梅龍路車流會合。此措施有一定作用，但有很大問題，其一，是將擁堵點(diǎn)從斷頭橋處更改到梅龍路掉頭處，周三擁堵就是這個原因,其二、由于從民治路過來交會梅觀高速的第一個入口被封住，這樣保證了梅觀高速車輛的通行，但是如果不處理公共汽車站，后果還將仍然擁堵的非常厲害。解決方案：原來在梅觀高速收費(fèi)站右惻有一個供車輛經(jīng)橋底掉頭的通道，自上周擁堵發(fā)生后，被警察合高速公路封閉了，少了一個分流的渠道，如果能夠重開此通道，或者從瑩水山莊巨龍雕像邊開一通道下來，同時加寬，拉直道路，單方向通行供坂田，民樂車輛掉頭，就分流車輛同時也可以提高通行效

23、率，擁堵情況也會大大降低。4 .改造皇崗路為城市快速路在坂銀新通道或南坪與梅林之間隧道兩項(xiàng)目其中之一完工后著手改造。5 .拓寬改造梅觀高速6精細(xì)化管理公交通道目前公交專用道的利用率偏低，高峰期可適當(dāng)開放社會車輛進(jìn)入。如周一尾數(shù)為 1、9 的進(jìn)入，周二尾數(shù)為 2、8 的進(jìn)入，周三尾數(shù)為 3、7 的進(jìn)入，周四尾數(shù)為 4、6 的進(jìn)入，周五尾數(shù)為 5 和字母的進(jìn)入。7,增加交通警力，提高交通事故快速處理能力以及對亂停車、交通違章及非法營運(yùn)，加大處罰力度。8.北移梅林收費(fèi)站梅觀高速主要承擔(dān)深圳中部地區(qū)對外交通及中部地區(qū)與特區(qū)組團(tuán)中心間的快速交通聯(lián)系。梅林關(guān)口的梅林收費(fèi)站北移約 8 公里至梅觀高速與機(jī)荷高速交界處的清湖立交，實(shí)現(xiàn)過境交通與片區(qū)集散交通的分離，增強(qiáng)對沿線片區(qū)城市服務(wù)功能，降低市民交通出行成本。龍華、坂田片區(qū)大量市民經(jīng)梅觀高速進(jìn)出市區(qū)不僅道路拓寬，而且不再