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1、 / 摘要缓解交通压力，应对道路拥堵，本文给出了三个不同模型尝试从不同的方便给出一个参考，模型一通过集合排队论的方法和实测数据，计算出了不同路口多车道分流可以保障道路畅通的模型；模型二基于元胞自动机理论，通过计算机仿真实验，探究了不同密度情况下道路的运行情况并以此给出了解除拥堵而采取的的交通管制力度大小；模型三通过优化模型，对于特定路口，基于统计数据设计信号灯不同方向的控制时间来使所有车辆的平均等待时间最小。排队论模型中，车辆到达路口服从泊松分布，本文给出了车流量，服务台个数，服务能力对拥堵的影响情况，细分为单通道模型和多通道模型，单通道模型 取得适宜的值，但缺陷在于服务能力由信号灯决定，提升
2、某一方向的服务能力就意味着降低另一方向的服务能力。于是引入了多车道模型，使用采集的纽约第五林荫大道通行数据，给出了一个具体建造几个车道可以在多大程度上保证道路通畅的方法。元胞自动机模型中，二维交通流被看作是在方格上运动的点，不同点按照时间的奇偶依次运动象征着红绿灯一次对不同方向车辆放行，点被运动方向上其他点卡主表示现实中车辆堵塞，被挡住去路。计算机根据 BML 模型规如此模拟出了不同的车流密度下是否会发生拥堵，发现了 0.3 和 0.6 这两个拐点，密度 0.3 一下，模型稳定畅通，0.6 以上，模型停滞。假如化解拥堵必须控制车辆流入密度低于。模型三为了解决实际中十字路口双向车流量不同而引发的
3、一般信号灯“不足和“剩余情况，通过对车流量的计算与分析，给出了特定路口调整信号灯不同放行时间的安排方案。模型三虽然无法化解拥堵，但是可以让信号灯发挥更高的效率，无论拥堵与否。最后，我们根据以上模型得到的结果，给交管部门写了一封信，希望数学建模的方法可以在市计生常生活中得到验证和修正，为城市道路建设发挥更加积极的作用。关键词：排队论元胞自动机 BML模型信号灯控制目录一、问题重述.1二、问题分析.1三、模型假设.1模型假设. 1四、模型的建立与求解. 2基于排队论的交叉路口交通流研究. 2模型概述. 2评价指标与符号说明. 2交叉路口统计模型的建立. 3实例检验：人民商场路口. 4道路交叉路口的
4、排队论模型. 5单车道标准 M / M / 1排队模型.6多车道系统容量有限 M / M / c / N / 排队模型.8 M / M / c / N / 排队模型应用.9模型结果分析.10基于元胞自动机 BML模型的二维交通流系统的模拟分析. 11模型概述. 11模拟规如此与补充说明. 11评价指标与符号说明. 12编程模拟. 12模拟分析与结论. 12交叉路口信号灯控制优化模型. 16模型概述. 16符号说明. 16模型的建立. 16参数确实定. 18模型的求解. 18五、模型的评价与拓展. 20六、模型应用：致交管部门的一封信. 20七、参考文献.20八、附录. 21一、问题重述随着中国
5、经济建设的飞速开展，机动车保有量连年增加，道路交通车流越来越大，慢慢的，现有交通根底设施成为了交通开展的瓶颈。老旧的设施，亟待优化的管理制度，已经渐渐制约着中国速度。日益严峻的道路拥堵问题带来的不仅仅是时间的浪费，其潜在的机会本钱损失和能源浪费更是不容无视的。于是，在现有条件下，适当升级道路设施，提升道路交通管制水平成了当务之急，本文希望在不做大的道路改造的情况下，试图解决如何让交叉路口通行更多车辆，如何防止道路拥堵以与如何化解已经产生的拥堵。二、问题分析造成交通拥堵的地方主要有交叉路口，因为交叉路口依次放行，每次放行的通行能力是有限的，如果双方的车流量大于信号灯的放行能力，势必会造车车辆积压
6、，积压的多了，就会造成大面积拥堵。所以，如何提高交叉路口的通行能力是解决交叉路口拥堵问题的关键所在。大家排队过红绿灯，于是构成了一个排队论模型，而路口的车道数目，可以理解为服务台的个数，于是，我们考虑用排队论的方法对其进展研究。在交叉路口还有一个重要的因素，信号灯，据了解，大多数地方的信号灯对不同方向的放行时间是均匀分配的，这表现出了一个公平的色彩和便捷的管理方式。但是我们无法回避一个现实就是，往往道路不同方向的车流量是不一样的，比如主干道和次要道路的十字路口，时间分配一样的话，可能会造成一侧拥堵而另一侧空闲的情况。我们希望根据实际计算出适宜的信号灯放行比值予以优化。另外一个产生拥堵的原因是车
7、流量，再好的路口在巨大的车流量面前也会崩溃，一旦产生了拥堵，对于后续车辆是，是实行全面的交通管着呢还是适度放行，这些问题用元胞自动机的模拟都可以得到很好的解答。三、模型假设模型假设所有模型中均无交通事故、车辆损毁、恶劣天气等特殊情况，所有车辆均可按给定照规如此行进，除此之外，各模型分别满足：模型一排队论假设1在不重叠的时间区间车辆到达数是相互独立的，且对充分小的 t时间有 1 辆车到达的概率与 t无关，而与区间长 t成正比；12对于充分小的 t时间，在时间区间 t, t + t)只有 1 辆车到达。模型二元胞自动机和模型三(信号灯控制比例)假设1所有车辆大小一样，行进速度一样；2该交叉路口为单向通行，即没有转弯。四、模型的建立与求解基于排队论的交叉路口交通流研究
