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1、2013 高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了全国大学生数学建模竞赛章程和全国大学生数学建模竞赛参赛规则 以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规
2、则的行为，我们将受到严肃处理。我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。我们参赛选择的题号是（从 A/B/C/D 中选择一项填写）：我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：参赛队员 (打印并签名) ：1.2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：（论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。如填写错误，论文可能被取消评奖资格。）日期：年月日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：（2
3、013 高教社杯全国大学生数学建模竞赛编 号 专 用 页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：评阅人评分备注B 题：深圳关内外交通拥堵探究与治理摘要伴随着城市居住人口的增长和经济的迅速发展，人们对出行质量的要求也逐渐提高。城市机动车保有量持续攀升，居民出行机动化水平升高，交通需求总量不断增加。道路设施增长的速度远远赶不上机动车增长的速度，交通需求与交通供给不平衡，导致交通拥堵现象频频发生，给城市交通状况带来了新的挑战。针对问题一，我们采用微观、中观、宏观 3 个层次
4、上的用于评价交通拥堵状态的交通拥堵指数指标；确定了基于分层抽样技术的最低路段抽样方法，并采用综合评价法，以从时间角度表征交通需求的指标车辆行驶时间（VHT）作为加权模型中的权重，建立了基于交通需求的交通拥堵评价加权模型。最后，以梅林关 107 国道(广深公路）南头检查站为例进行了评价。针对问题二，针对城市交通拥挤状况，就城市交通供给与需求进行简要分析，提出解决城市交通拥挤问题应依赖于 TDM，并从经济角度详细分析城市交通拥挤问题；从城市规划、城市交通结构、出行成本等方面提出解决城市交通拥挤的对策。通过分析，得出解决城市交通拥挤问题的主要途径，从而找到他的解决方法。针对问题三，由于增加通道不考虑
5、建设成本，因此我们可以在梅林关增加一些通道把部分车流进行分流，从而缓解关口的拥堵情况。关键词：拥堵评价，交通拥堵指数，车辆行驶时间一、问题重述交通拥堵是目前中国各大城市面临的共同难题，但拥堵的成因各不相同，因而需要在摸清规律的基础上有针对性地提出解决方案。由于历史的原因，深圳由关内关外两个区域组成。关外由宝安、龙岗两个行政区和光明新区、龙华新区、坪山新区、大鹏新区四个功能区组成；关内含罗湖、福田、南山、盐田四个行政区。 关外 与关 内由 自然 山丘 隔开 ，沟 通关 内外 的 主要 通道 有宝 安 大道 / 新 安（22.548005,113.902194）、107 国道南头（22.55205
6、8,113.910531）、同安路荔山（22.558983,113.916094）、广深高速同乐（22.569654,113.923931）、南光高速（22.599412,113.932321）、沙河西路白芒（22.625915,113.938683）、福龙路（ 22.595767,114.016038 ）、 梅 观 路 （ 22.595717,114.050027 ）、 清 水 河（ 22.618864,114.094852 ）、 布 吉 关 （ 22.585331,114.115838 ）、 沙 湾（22.605763,114.163884）、北山道盐田坳（22.604894,114.21
7、8802）、盐坝高速背仔角（22.601422,114.344448）等检查站，括号内为 Google 地图经纬度坐标。由于有相当的一部分人口在关外居住，在关内上班，导致在上下班高峰期各关口进出通道经常成为交通最拥堵的地方，尤其以布吉关、梅林关等处为甚，在高峰期发生道路交通事故更会严重影响到广大市民的工作和生活。为了解决这一长期困扰深圳发展的问题，政府在道路建设上投入了大量的资源。目前，主要关口道路的互联互通程度越来越高，直接增加了关口交通管控工作的复杂度。与此同时，大规模的基础设施建设也对交通信息采集设备的完好性和可靠性造成了不良影响，从而使关口交通管控和事故应急处理决策愈加困难。因此，使用
8、数学方法对不完整的交通信息进行建模分析，就成为定量分析关口交通特性及构成要素的重要手段。如果能在不断修正、调整的基础上取得较可靠的分析结果，将对制定有效、合理的交通管控和事故应对方案提供有益的帮助。本题附件给出了交警部门记录的各主要关口进出通道瓶颈断面代表时段的交通流量、对应车速数据和行车道数，对拥堵严重的梅林关还以样本抽取方法给出了部分与关口广场连接道路对应时段的相关参考数据。请根据这些数据以及你收集到的深圳城市功能分区规划、以及实际城市发展等方面的相关资料分析讨论以下问题：1分析造成各关口拥堵的深层原因。以梅林关为例，考虑信息不完备的影响因素构建关口交通模型，分析造成关口广场区域高峰期拥堵
9、的直接原因，对关口广场各连接道路进行分类或定出拥堵指数；根据你的模型参数，给出今后进一步研究关口广场拥堵问题所需交通数据的采集侧重内容建议。2在不增加关内外通道数量的情况下，能否通过调整城市分区功能、改变关口区域功能架构以及改善交通管控措施等来缓解梅林、布吉等关口的交通拥堵；3如果可以增加关内通道，试问应选在哪些地方（不考虑建设成本）。二、问题分析问题 1：由于交通拥堵是一个感觉量，它不仅仅与交通需求和道路通行能力有关，而且与人们的心理承受能力有关。因此，本文提出既能够反映拥堵强度，又 能体 现 出 行者 对 交 通拥 堵 强 度的 感 受 的指 标 ， 即交 通 拥 堵指 数 （ Traff
10、icCongestion Index，TCI）来对路网的运行状态进行评价。我们先从梅林关开始分析，通过建立路网交通拥堵评价模型得出梅林关的拥堵指数，在由梅林关说明其他关口的拥堵指数。我们对关口的交通拥堵的评价通过微观、中观、宏观分析，然后得出最终的拥堵系数。微观分析我们采用感观判断来自定义 TCI day 的值，接着中观 TCI road 通过 TCI day 的加权来计算出来，最后的整体拥堵指数 TCI netword 通过 TCI road 的 VHT 加权得出问题 2：拥挤是大量车流在容量有限的同一道路上同时行驶所造成的。如果路上没有其他车辆或车辆很少，则任何车辆都可以较快的到达目的地。
11、我们通过经济学分析，设一条道路有 n 个使用者时平均社会成本为 c，增加一辆车后，车流量增为 n+l，平均社会成本增为 c + Dc ，则这辆车即第 n+ l 辆车的边际社会成本为 MSC。通过 MSC 的分析我们可以得出拥堵的相应的对策。问题 3：通过上面 2 问的分析我们可以在梅林关增加几条道路，缓解一下高峰期的交通状况。三、问题假设假设 1：车辆在经过某段道路的时候所走的路程是一定的，转向另外一个路口所用时间相同；假设 2：附录给出的数据可以代表深圳各关口整体交通数据且数据真实有效；假设 3：车辆在行驶过程中交通灯转换时间忽略不计；假设 4：排除交通事故发生、自然灾害、恶劣天气、阻塞发生
12、时车辆状态等的影响；假设 5：仅考虑深圳关口类外机动车辆，忽略其他影响不大的交通工具的影响。四、符号说明五、模型建立5.1 问题一交通需求是指出于各种目的的人和物在社会公共空间中以各种方式进行的空间移动（即交通）的需求，它具有需求时间和空间的不均匀性、需求目的的差异性等特征。伴随着城市居住人口的增长和经济的迅速发展，人们对出行质量的要求也逐渐提高。城市机动车保有量持续攀升，居民出行机动化水平升高，交通TCI day时间段 i 时的感观判断值TCI交通拥堵指数TCI road道路的该天的交通拥堵指数TCI netword整体交通拥堵指数Ai该路段的车道数n道路的时间段数VHTi统计路段内时间 i
13、 段的车辆行驶时间qi统计时段 i 内的平均交通量Vi路段 i 上车辆的行驶速度Li这段道路长度VHTlinkK该等级道路中路段 i 的车辆行驶时间MSC边际社会成本ASC平均社会成本VHT车辆行驶时间VMT车辆行驶里程需求总量不断增加。道路设施增长的速度远远赶不上机动车增长的速度，交通需求与交通供给不平衡，导致交通拥堵现象频频发生，给城市交通状况带来了新的挑战。因此，我们以 107 国道(广深公路）南头检查站为主要数据来源，选取2013-01-07 至 2013-01-13 这 7 个工作日的浮动车数据，对路网的交通拥堵状况进行评价，得出交通拥堵指数，从而推出其他的关口的交通拥堵指数。5.1.1 交通拥堵指数评价指标交通拥堵指数（Traffic Congestion Index，TCI）是指将特定区域特定时刻的单个路段、某等级的道路或整体路网的拥堵强度量
