2016全国大学生数学建模竞赛写作模板2.docx

小区开放对道路通行的影响摘要随着我国经济的快速开展，私家车在城市中逐步普及，封闭型的小区也越来越受到政府、开放商、居民等的青睐，道路网形成稀而宽的格局，使城市交通拥堵问题日益突出。目前我国封闭型小区主要特点有：封闭性、面积大、人口多、功能单一、相互之间联系少等，使城市路网密度和可达性降低，且内部出行主要依赖城市主要道路完成，对城市道路造成干扰，同时增加了周围路网的交通压力。因此，本文通过研究封闭型小区交通开放来缓解城市交通拥堵，不仅可以提高区域路网密度和可达性，而且可为城市主要道路分担交通压力，同时加强邻里之间的联系。本文首先界定小区、封闭式小区、封闭式交通开放小区的概念，并介绍国内外研究现状。然后从封闭式小区和周围交通现状调查研究入手，总结得出其特点，根据研究国内外支路在特定区域的间距，确定适合交通开放的封闭型小区。通过整理调查数据，采用交通分析理论和Bracss悖论，并输入交通仿真软件，获得道路通行能力、延误时间、排队长度、行程时间、行程延误、VC等评价指标，根据评价指标判断封闭型小区周围交通状况。封闭型小区交通开放可行性验证采用一样手段，获取评价指标进展比对，并采用本文提出的综合路阻模型获得参数，再把求出的参数带入Braess模型中，判断是否适合交通开放。为防止交通开放带来负面影响，本文针对不同形式的交通开放，提出相关对策分析。文中最后通过引入案例分析，不仅验证了理论具有实际应用性，而且展示了封闭型小区交通开放具体的操作方法。通过以上研究得出：封闭型小区的特点，及其对城市交通的影响；封闭型小区交通开放不仅可以提高路网可达性，而且还可以降低出行本钱，营造绿色交通出行。本文希望以上分析和研究可以为城市土地规划、土地利用、交通规划提供一些建议，防止在新城中出现大个体的封闭型小区。同时希望可以起到抛砖引玉的作用，引起更多的人关注封闭型小区对城市交通影响。、关键词：交通拥堵；可达性；交通网络；封闭性小区；交通开放；Braess一 问题提出 随着我国经济的快速开展，城市规模不断壮大，人口和汽车数量也日益的增多，而城市空间和道路资源有限，致使城市交通问题日益突出。从2000年到2021年的lO年间，中国城镇化率由362提高至466，年均增长约12个百分点，城镇人口由46亿人增至62亿人，净增16亿人；北京、上海、广州、成都、杭州、深圳等一批城市的机动车保有量先后超过百万量级，全国民用汽车保有量从1609万辆增至6281万辆【11，净增4672万辆，年均增长163121。另外，截至2021年10月底，我国机动车保有量为25亿辆，其中汽车135亿辆，占539，私家车保有量达8507万辆，比10年前增长13倍，在载客汽车总量的占比已达828，对城市的空间和道路提出了更高的要求，然而道路不可能直加宽或者增多。受传统和苏联居住模式的影响，早期我国城市空间结构主要由单位大院组成，随着改革开放居住模式发生了变化，转变成了如今的封闭型小区。由于我国用地性质的特殊性，城市中的居住区、商业区、行政办公区、学校等单位都是一个完整的地块，在其内没有城市道路，即把城市用地分割成块状格局，致使形成稀而宽的路网，道路之问缺乏交通联系。在这样的交通网络中，交通流量都集中在了主要道路上，且相邻之间的联系过少，无法指望主要道路之问相互分流，导致城市交通拥挤，出行者的出行时问增加，从而提高了居民出行的本钱，这和当前国际上提出的低碳城市大相径庭。在人口、车辆、用地的共同作用下，城市中出程现了交通、环境、平安等一系列问题。小区作为城市主要组成者，承当了居住、办公、医疗、生活、教育等功能，同时也是城市交通流的主要产生源。由目前国内城市的用地模式致使交通流分布不均，过于集中在主要道路上或某一区域内，而低等级城市道路上交通量相对稀疏。为此，我国一些城市通过修建新道路、建立交、地铁等来缓解交通拥堵，然而并没有实现最初的愿望，一些城市的交通问题反而越来越突出，陷入了交通恶性循序现象。今年我国多数城市出现雾霾现象，也警示着我们城市交通行业要向着节约环保、高效的方向开展，所以笔者认为提高城市交通网络的运营速度和通行能力，减少出行延误时问，提高居民的出行效率，应当作为目前城市交通解堵的重要目的之一，本文通过研究封闭型小区交通开放，小区开放对道路通行的影响2021年2月21日，国务院发布关于进一步加强城市规划建立管理工作的假设干意见，其中第十六条关于推广街区制，原那么上不再建立封闭住宅小区，已建成的住宅小区和单位大院要逐步开放等意见，引起了广泛的关注和讨论。除了开放小区可能引发的安保等问题外，议论的焦点之一是：开放小区能否到达优化路网构造，提高道路通行能力，改善交通状况的目的，以及改善效果如何。一种观点认为封闭式小区破坏了城市路网构造，堵塞了城市“毛细血管，容易造成交通阻塞。小区开放后，路网密度提高，道路面积增加，通行能力自然会有提升。也有人认为这及小区面积、位置、外部及内部道路状况等诸多因素有关，不能一概而论。还有人认为小区开放后，虽然可通行道路增多了，相应地，小区周边主路上进出小区的穿插路口的车辆也会增多，也可能会影响主路的通行速度。城市规划和交通管理部门我们建立数学模型，就小区开放对周边道路通行的影响进展研究，为科学决策提供定量依据，尝试解决以下问题：1.请选取适宜的评价指标体系，用以评价小区开放对周边道路通行的影响。2.请建立关于车辆通行的数学模型，用以研究小区开放对周边道路通行的影响。3.小区开放产生的效果，可能会及小区构造及周边道路构造、车流量有关。请选取或构建不同类型的小区，应用你们建立的模型，定量比拟各类型小区开放前后对道路通行的影响。4.根据你们的研究结果，从交通通行的角度，向城市规划和交通管理部门提出你们关于小区开放的合理化建议。二 问题分析下表为国内外局部城市路网密度比照城市 北京 上海 天津 兰州 南京 纽约 东京 大阪 芝加哥 巴塞罗那单位(kmkm2) 4 6 43 42 44 131 1 84 181 186从我国城市现阶段的开展来看。封闭型小区存在有其合理性，但封闭型小区规划体系破坏了城市可持续开展。主要表现在：小区内部构造更多的是以封闭性和自我完善性存在，使其及城市的开放性要求产生冲撞：另外突出小区边界规划模式使其自身独立，从而导致其及城市之间、小区之间的内外联系缺失；封闭型小区内部道路系统呈现出内向型树状构造，多为断头路。这种道路系统的交通组织增加了城市交通的压力，还延长了出行者的出行时间，但也并未消除小区内部行车对行人平安隐患；封闭型小区破坏了城市道路网之问的联系，降低支路网的密度，使道路之间的可达性下降。及国外大城市相比，我国私家车拥有量低于国外，城市交通却很拥挤，这主要是由国内道路网密度偏低引起，而开放小区正好可以起到增强城市支路网密度，疏通城市道路之问的联络，提高支路的分流能力的作用断头路联通前后比照路根据使用任务、功能和适应的交通量分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的干线公路。四车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量为250055000辆；六车道高速公路一般能适应按各种汽车折合小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量为4500080000辆；八车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成人客车的远景设计年限年 60000100000辆。其它公路为除高速公路以外的干线公路、集散公路、地方公路，分四个等级。 一级公路为供汽车分向、分车道行驶的公路，一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量为150030000辆。二级公路一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为30007500辆。三级公路一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为10004000辆。四级公路一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为：双车道 1500辆以下；单车道200辆以下。公路等级的选用公路等级应根据公路网的规划，从全局出发，按照公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。一条公路，可根据交通量等情况分段采用不同的车疲乏数或不同的公路等级。三 符号说明四 模型假设本文相关概念界定(1)小区小区的概念有广义和狭义之分，在大多数人理解中小区一般是指居住区。本文中的小区不仅指居住区，而且还包括商业、大型办公区域、教育、公共建筑等占据的城市区域，甚至可以把几个紧邻小区作为一个小区来研究。(2)封闭型小区目前在国内小区的模式多为封闭型。可谓封闭型小区一般是指采用全封闭式管理模式，使小区的道路、绿化、公共设施等规划元素的使用独立于城市构造，自成体系、满足小区内部需求，而本文所谓的封闭型小区主要针对其内部道路系统对外界的封闭的区域，它只为在该区域内的人群提供生活、休息、办公、娱乐等功能的“小城市空间，具有一定的排他性。(3)交通开放小区我国现行的小区规划理论都以城市交通干道为边界，小区占据整个地块，并强调其内部不可穿越性，这种封闭型小区的道路形式多以环型和树状加尽端路的形式存在。本文针对上述封闭型小区提出的交通开放，意在为城市的交通拥堵提出对箴，不同地段小区对交通开放的程度可以有所不同，如穿过小区的支路可以采用限时段、限车型、禁左等交通组织形式。(4)小区间道路封闭型小区通过交通开放，把大面积或长边的小区分成假设干个小型的整体，由交通开放道路连接，此类道路在文中称为小区间道路，道路级别为城市支路或次支路。小区的交通开放诣在打破具有粗疏网络加树状的城市道路网格局，增加城市支路网密度，并且加强干道及干道、干道及次干道、次干道及次干道之间的联系，为主要道路缓解交通压力。5当量小客车6非机动车设计尺寸( 7 )我国大城市交通路网规划标准道路饱和度它是反映道路效劳水平的重要指标之一，其计算公式，即为人们常说的VC，其中，V为最大交通量，C为最大通行能力。饱和度值越高，代表道路效劳水平越低。由于道路效劳水平、拥挤程度受多方面因素的制约，实际中因难以考虑多方面因素，常以饱和度数值作为评价效劳水平的主要指标。我国那么一般根据饱和度值将道路拥挤程度、效劳水平分为如下四级：一级效劳水平：道路交通顺畅、效劳水平好，VC介于0至0.6之间； 二级效劳水平：道路稍有拥堵，效劳水平较高，VC介于0.6至0.8之间； 三级效劳水平：道路拥堵，效劳水平较差，VC介于0.8至1.0之间； 四级效劳水平：VC>1.0，道路严重拥堵，效劳水平极差。饱和度的计算主要应考虑两点：一是交通量，二是通行能力。前者的数据一般是通过交通调查数据经过计算获得，后者的计算那么相对较为复杂。由于城市道路及公路的通行能力计算方法不同，有必要分开讨论。 8蒙特卡洛模拟实验五 问题一模型的建立及求解题目也可自拟5.1 模型建立5.2 模型求解 5.3 模型结果六 问题二模型的建立及求解七 模型结果分析及检验同样是教师评卷的关键所在中国北京印度 新德里美国 华盛顿北京某小区根据地图，建模抽象化，去处建筑名字，并且将地图中选取一块街道进展再次抽象(6为地图中的断头路)。八 模型的优缺点分析、模型的改良推广及使用模型的优点：运用了多种数学软件，取长补短，计算结果更加准确，清晰；通过用计算机博弈中的蒙特卡洛算法进展了全面的估算，保证所取节点具有普适性模型的缺点误差1层次分析法本文运用层次分析法综合评价了道路分流程度，此还可以用来解决选择决策方案，估计和预测，投入数据评判各指标的重要性大，的客观权重和主观权重，也可以用来综合评价土地利用价值等经济问题，利用这改良：对于问题一中的建立的层次分析法模型，通过主观判断确定各指标之间的相对重要为降低主观评判带来的影响一个自己主观评分，分别用 表示。1、本文巧妙地运用了组合权重法，将主观权重及客观权重结合，使综合评价结果更为准确；2、利用EXCEL软件对数据进展处理作出了各种图表，使结论简便、直观、快捷；3、运用4、本文运用了解释构造模型将复杂的影响系统因素关系构造化，画出构造图，使一目了然，便于对问题的分析；5、本文建立的模型利用了实际数据，及现实生活严密相连，使模型更贴近于实际，通用性强。1、收集的数据为真实数据，受到外界各方面的影响，存在一定误差； 2、为了使结果更理想，对数据进展主观分析，进展了一些必要地处理，带来一些。 模型的推广模型不仅可以对多指标问题进展综合评价，量的分配等问题。此模型可以广泛地应用于社会经济的各个领域内，如在能源系统分析，城市的规划，经济管理，科研评价等可以广泛的应用。2熵值法本文运用的墒值法，不仅可以求出出租车供求匹配程度评价指标的客观权重，还可以广泛应用于社会经济的开展的评价，根据实际小。3组合权重法本文运用的组合权重法，不仅可以用于综合出租车供求匹配程度评价指标一确定权重的方法，可以提高权重结果的合理性。4ISM解释构造模型本文运用了ISM解释构造模型，对影响使用打车软件积极性的各种因素构造关系加以描述，得出各种因素对人们方便了对问题的分析。此模型不仅可以用来分析打车软件积极性的影响系统，也可以用来现代系统工程，将复杂的系统构造化，可直接应用于分析能源问题，地区经济开发，企业开展甚至个人范围的问题5多目标规划模型本文运用了多目标规划模型，此模型不仅可以解决问题三，还可以得出最优补贴的方案参考文献附录另起一页附录一：Dijkstra matlab程序:*function distance path = Dijk( W,st,e ) %DIJK Summary of this function goes here % W 权值矩阵 st 搜索的起点 e 搜索的终点 n=length(W);%节点数 D = W(st,:); visit= ones(1:n); visit(st)=0; parent = zeros(1,n);%记录每个节点的上一个节点 path =; for i=1:n-1 temp = ; %从起点出发，找最短距离的下一个点，每次不会重复原来的轨迹，设置visit判断节点是否访问 for j=1:n if visit(j) temp =temp D(j); else temp =temp inf; end end value,index = min(temp); visit(index) = 0; %更新 如果经过index节点，从起点到每个节点的路径长度更小，那么更新，记录前趋节点，方便后面回溯循迹 for k=1:n if D(k)>D(index)+W(index,k) D(k) = D(index)+W(index,k); parent(k) = index; end end end distance = D(e);%最短距离 %回溯法 从尾部往前寻找搜索路径 t = e; while t=st && t>0 path =t,path; p=parent(t);t=p; end path =st,path;%最短路径 endW=0 3 inf inf 3 2    3 0 3 inf 6 inf  inf 3 0 5 inf 3   distance,path=Dijk(W,1,4); distance,path=Dijk(W,3,5); 附录二