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1、五邑大学本科毕业设计模糊数学在交通拥堵状态评价中的应用摘 要交通拥堵已成为困扰当前城市发展的难题，目前国内外很多城市交通拥堵状况仍旧比较严重，我国的机动车拥有量及道路交通流量急剧增加，日益增长的交通需求与城市道路基础设施建设之间的矛盾已成为目前城市交通的主要矛盾，由此导致交通拥挤和堵塞现象频频发生。交通拥堵严重地影响了人们的日常出行活动，制约着城市经济的发展。本文通过调查和分析，建立了交通拥堵模糊评价模型。综合行程速度、行程延误、停车次数、停车时间以及负荷度五种评价指标，对江门市区路网实际调研的数据进行回归拟合分析，确定每种指标的评价参考标准，最终形成科学的交通拥堵模糊评价模型，根据交通拥堵指
2、数的概念评价城市路网的拥堵严重程度。利用本文的模型，可以通过采集到的交通数据，实现对城市路网的定性和定量分析，得出相应路网的交通拥堵系数的大小，确定每个路网的拥堵严重程度，为交通管理部门提供科学合理的依据。关键词 交通拥堵；状态评价；模糊；评价指标；交通拥堵指数AbstractTraffic congestion has become a problem of the current situation of city development, traffic congestion in many city at home and abroad is still relatively seri
3、ous, vehicle our capacity and traffic flow increases rapidly, the contradiction between the increasing traffic demand and city road infrastructure construction has become the main contradiction of the city traffic, causing traffic congestion and blocking phenomenon occurred frequently. Traffic conge
4、stion has seriously affected peoples daily trips, restricts the development of city economy.Through the investigation and analysis, established the fuzzy evaluation model of traffic congestion. Then set the evaluation index such as Travel speed, Travel delay, the frequency of parking, parking time a
5、nd the degrees of the sections. Regression analysis on the data of practical research of Jiangmens urban area, determine the evaluation of each index reference standard, eventually forming the fuzzy evaluation model of traffic congestion, and puts forward the concept of traffic congestion index, to
6、evaluate the evaluation of traffic congestion state model.Using this model, the traffic data can be collected, realize the qualitative and quantitative analysis of city road network, draw the corresponding road network traffic congestion index size, determines each network congestion severity, provi
7、de scientific and rational basis for the traffic management department.Keywords traffic congestion; evaluation; fuzzy; evaluation index; traffic congestion index目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 研究的目的和意义11.3 交通拥堵评价研究现状21.4 本文研究的主要内容21.5 本文章节安排3第2章 交通拥堵42.1 交通拥堵定义及分类42.1.1 交通拥堵定义42.1.2 交通拥堵分类42.2
8、交通拥堵评价方法52.3 交通拥堵原因62.4 本章小结6第3章 模糊数学理论73.1 模糊数学理论概述73.2 模糊关系73.3 模糊集合73.4 隶属度及隶属度函数83.5 模糊判别矩阵93.6 模糊关系合成运算93.7 模糊数学评价体系93.8 本章小结10第4章 交通拥堵状态评价指标的选取114.1 交通拥堵状态评价指标的选取依据114.2 交通拥堵状态评价指标114.3 交通拥堵状态评价指标的参考标准134.4 本章小结14第5章 交通拥堵模糊评价模型155.1 交通拥堵评价指标体系结构图155.2 模糊数学评价体系的应用155.2.1 确定因素集及评价集155.2.2 计算模糊判别
9、矩阵155.2.3 指标权重的确定165.2.4 交通拥堵指数165.3 本章小结17第6章 仿真分析186.1 VISSIM软件概述186.2 仿真环境设置186.2.1 微观交通流特性参数186.2.2 宏观交通流特性参数216.3 车辆行驶规则216.4 信号灯设置226.5 仿真数据236.6 江门市交通拥堵评价236.6.1 江门市交通数据及仿真数据236.6.2 MATLAB分析246.6.3 实验结果分析256.7 本章小结26结论27参考文献28致谢29附录30IV第1章 绪论1.1 课题背景交通拥堵问题是一个世界性的难题，通常一出现在各大市区以及连接市区间的高速公路，汽车占有
10、率及使用率好的城市也容易发生交通拥堵问题。开国以来我国国民经济不断快速增长，城市化进程加快，但令人担忧的是我国同几十年前的西方国家一样，发生了人口增长过快、交通拥堵、环境污染、住宅空间贫乏等问题，而且问题越来越严重，尤其是在我国的一二线城市。交通拥堵的危害主要表现在给人们的出行带来极大的不方便，我国很多城市出现了交通拥堵问题，浪费了大量的社会资源，目前我国正处在高速发展时期，这对我国社会的发展是及其不利的。目前国内外的专家学者研究了一些评价方法，如北京市采用的122电话报堵方法，该方法通过居民主动打电话报堵，交通管理部门从而可以确定拥堵路段的具体位置，该方法取得了一定的成效，但缺点就是存在一定
11、的主观性；另外常采用的方法就是划分速度区域，该方法根据速度的变化显示出不同的交通拥堵级别，以此来评价路段的交通状态，此方法也存在一定的主观性，因为速度的大小可以人为干扰控制，对交通拥堵状态的评价也有一些不合理。也就是说，目前国内的交通拥堵状态评价体系还有待完善，要不同领域的专家学者共同研究，从而解决我国的交通拥堵问题。1.2 研究的目的和意义在我国城市交通拥堵正成为一个普遍的社会现象，主要原因是由于经济的高速发展，城市的机动车保有量不断增长，在大城市交通拥堵问题越来越明显，交通拥堵问题己经影响到城市机能的正常运作以及城市的可持续发展。交通拥堵会影响到到社会的功能，会给我国经济发展带来负面影响，
12、严重时还可能阻碍城市的发展，进而导致城市的生存环境不断恶化。交通拥挤最根本的影响是增加了居民的出行时间和出行成本。出行成本会妨碍居民的日常活动，影响居民的工作和生活效率，进而影响人们的生活质量，造成不必要的损失。交通拥挤也会引发交通事故，反过来交通事故的增多又会增加交通拥堵的程度，这样的恶性循环会增加城市交通系统的负荷。城市环境的不断恶化很大程度上源自交通领域，而交通拥堵首当其冲。在机动车迅猛增长的背景下，环境也在不断恶化。从伦敦20世纪90年代的检测报告可以看出，汽车尾气排放的氮氧化物占据74%。交通拥挤导致车辆只能在低速状态行驶，低俗行驶又会引发频繁的停车和启动，这样不仅增加了能源消耗，同
13、时也引发了噪声污染，更重要的是造成空气污染。分析英国SYSTRA公司对发达国家大城市交通状况可知，交通拥堵造成的经济损失约占国民生产总值的2%，同时交通拥堵引发的噪声、大气污染等又会造成额外的损失，可见，解决交通拥堵问题刻不容缓。要解决交通拥堵问题，不能单纯地增加道路基础设施建设、扩大路网规模来满足不断增长的交通需求量，必须加强交通拥挤管理。城市交通拥挤管理的目的是引导交通流在路网上合理均匀分布，及时预测和判别交通状态，在发生拥挤的情况下进行有效快速的疏导。在过去的数十年间，不同领域的国内外专家学者针对交通拥挤管理问题做了大量有益的探索，在分析交通拥挤形成的机理和寻找解决交通拥挤问题的途径上进
14、行大量的研究，但是国内外针对交通拥堵的研究基本都是针对单因素评价模型，本文借鉴国内外专家学者的研究成果，确定五种交通拥堵评价指标，建立交通拥堵评价体系。本文借鉴前人的研究结果，首先定义了交通拥堵状态，然后定义了城市路网的交通拥堵级别，最后根据模糊数学理论着手建立交通拥堵模糊评价模型，本文定义的交通拥堵指数可为交通有关部门判断交通拥堵程度提供一个科学合理的依据，为相关部门提供决策支持，从而确定采取什么措施去缓解交通拥堵问题。本文总结了目前交通拥堵问题研究的缺陷与不足，吸收了专家学者的研究成果，建立起一套合理有效的城市路网交通拥堵模糊评价体系，对城市路网规划以及居民出行都有非常重要的指导意义。1.
15、3 交通拥堵评价研究现状世界各国都在着手研究城市交通拥堵问题，本文对国内外研究成果进行了的分析说明，为交通拥堵模糊评价模型的建立做理论基础。国外的研究对我国交通拥堵问题的缓解有现实指导意义，国外的交通管理部门和研究机构研究交通问题比较早，尤其是美国、日本、欧洲等国家，美国最早开展交通拥堵状态评价研究，建立了相当完善的交通拥堵评价体系，欧洲和日本起步也较早，一些研究成功也得到世界范围内的借鉴与引用，此外其他国家也有一些值得学习的评价标准，对我国交通问题的研究具有深刻的指导意义，尤其是美国的畅通性研究报告交通拥堵评价等系统。国外在交通拥堵问题上的研究本文做了以下说明：(1) 道路拥堵指数1994年德州交通运输协会定义了道路交通拥堵指数这个概念来评价城市道路拥堵水平。道路拥堵指数定义为：每公里平均每日交通量的加权平均数（包括主干路，快速路和高速公路）。已广泛应用于美国各大城市。(2)出行时间指标2006年美国华盛顿州交通运输部发布的交通拥堵报告中，第一次用平均高峰出行时间作为交通拥堵评价指标，出行高峰时间是一个非常重要的指标，居民在日常出行时会参考此指标，平均高峰出行时间为在高峰期间的平均出行时间。1.4 本文研究的主要内容本文通过调查和分析，根据城市路网的交通拥堵特征，确定交通拥堵状态评价指
