车道被占用对城市道路通行能力的影响

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》。 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，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，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）：    A                  我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： S52012                          所属学校（请填写完整的全名）：          周口师范学院                                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)：                              日期：        年      月    日 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 2013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 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 （可供赛区评阅时使用）： 评 阅 人                     评 分                     备 注                                           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）： 车道被占用对城市道路通行能力的影响 摘 要 本文利用多元回归 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 法，针对车道被占用对城市道路通行能力的影响问题分别进行了数据统计与分析，模型分析以及确定各因素之间的关系。 针对问题一：通过观察视频1，统计出相关数据，运用Excel绘制出相关图表，对图表进行分析，得知事故所处横断面实际通行能力呈现先上升后下降的周期性变化。 针对问题二：通过观察视频2，用同样的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 绘制出图表，与问题一中的图表比较，观察出事故发生占用车道二，三对实际通行能力的影响更大。结合实际，车道三的流量比例大于车道一，且车道三的限速高于车道一，验证了所得结论的适用性。 针对问题三：首先考虑到针对车辆排队长度有多个影响因素，运用多元回归分析法，通过MATLAB编写程序，建立数学模型                   根据参数 ， 评定此模型具有较强的可靠性，根据模型分析得到车辆排队长度与横断面实际通行能力呈负相关，与事故持续时间，路段上游车流量呈正相关。 针对问题四：结合模型三及题目要求，将表3-1中的数据代入模型求出13组所需时间，根据题目要求，同时为了减小误差，去掉一个最高值去掉一个最低值，取剩余11组的平均值9.19min，即事故所处横断面距上游路口140m时，从事故发生到车辆排队长度到达上游路口所需时间为9.19min。 关键字：车道占用  多元回归法  通行能力  置信区间  MATLAB 一、问题重述 车道被占用是指因交通事故、路边停车、占道施工等因素，导致车道或道路横断面通行能力在单位时间内降低的现象。由于城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，一条车道被占用，也可能降低路段所有车道的通行能力，即使时间短，也可能引起车辆排队，出现交通阻塞。如处理不当，甚至出现区域性拥堵。 车道被占用的情况种类繁多、复杂，正确估算车道被占用对城市道路通行能力的影响程度，将为交通管理部门正确引导车辆行驶、审批占道施工、设计道路渠化 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 、设置路边停车位和设置非港湾式公交车站等提供理论依据。 视频1（附件1）和视频2（附件2）中的两个交通事故处于同一路段的同一横断面，且完全占用两条车道。研究以下问题： 根据视频1（附件1），描述视频中交通事故发生至撤离期间,事故所处横断面实际通行能力的变化过程。 根据问题1所得结论，结合视频2（附件2），分析说明同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力影响的差异。 构建数学模型，分析视频1（附件1）中交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。 假如视频1（附件1）中的交通事故所处横断面距离上游路口变为140米，路段下游方向需求不变，路段上游车流量为1500pcu/h,事故发生时车辆初始排队长度为零，且事故持续不撤离。估算从事故发生开始，经过多长时间，车辆排队长度将到达上游路口。 二、问题分析 针对问题一：根据来源于中国某地区路段发生交通事故的视频1（附件1），进行数据统计归类，分别整理出在发生事故至撤离期间，该交通事故所处横断面每分钟内通过大、小型车以及摩托车分布表（见表1-1）。依据车型分类及折算系数，对表1中的数据进行整理，得到在发生事故至撤离期间，该交通事故所处横断面每分钟内通过的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 车辆散点图（图1-2）。我们可以很直观地从图1中看出事故发生后所处横断面实际通行能力的变化过程，并且可以简略分析出随时间持续，路段实际通行能力呈周期性变化。 针对问题二：根据视频2（附件2）的资料，用同样的方法，制出视频2中的交通事故所处横断面每分钟内通过的大、小型车以及摩托车分布表（见表2-1），以及在发生事故至撤离期间，该交通事故所处横断面每分钟内通过的标准车辆散点图（图2-2）。同时由视频1、2可知视频1、2中交通事故发生所占车道分别为车道二、三，车道一、二，再根据图1、图2分析得到同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力影响的差异。 针对问题三：首先，考虑到车辆排队长度的多个影响因素，我们采用多元回归模型。其次，结合视频1统计出相关数据，运用Excel绘制出图表，观察图表分析出车辆排队长度、实际通行能力、路段上游车流量，随事故时间持续变化的大致趋势，得出它们之间的正负相关性，建立相关回归模型。最后根据所建立的回归模型和相关资料结合实际，分析总结车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。 针对问题四：结合问题三的回归模型以及题中所给的相关数据，求出问题所需的时间，因所得数据均为估算值，为了减小误差并与题目中的要求相符，去掉其中的最大值和最小值，以剩下所有数据的平均值为所求的解。 三、问题假设 1、只考虑四轮及以上机动车、电瓶车的交通流量。 2、忽略一类车的车型大小不同的误差。 3、不考虑该路段速度限制及外界天气的影响。 4、交叉口信号灯无障碍可正常工作。 5、不考虑停车延误（车辆因某种原因呈静止状态）。 四、符号说明 -横断面实际通行能力（pcu/min） -事故持续时间(min) -路段上游车流量 -路段车辆排队长度(m) -回归模型中的回归系数 -回归方程的决定系数 -统计量值 -与统计量对应的概率值 -置信水平 五、模型建立和求解 5.1 问题一的求解 根据视频1（附件1）的图像信息得知2013年02月26日16:42:32中国某地区单行道路段发生交通事故，肇事车辆完全占据该路段的车道二和车道三。由于上游路口的车流量与上游路口的红绿灯有关，故在视频1中选取16:42:59到16:56:01事故持续影响的这个时间段进行研究。 以一个车流高峰到下一个车流高峰的时间差为一个阶段，根据视频1运用Microsoft Excel进行数据统计归类，整理出事故发生后每阶段不同车辆经过事发处横断面的数量表： 表1-1 不同车辆经过事发处横断面的数量 阶段 时间段 小汽车 摩托车 大型车 1 16:42:59-16:44:03 20 3 2 2 16:44:03-16:45:01 15 7 1 3 16:45:01-16:46:03 15 4 0 4 16:46:03-16:47:04 16 5 1 5 16:47:04-16:48:03 15 5 1 6 16:48;03-16:49:00 20 3 0 7 16:49:00-16:50:04 22 4 1 8 16:50:04-16:51:01 17 5 0 9 16:51:01-16:52:01 17 3 0 10 16:52:01-16:52:58 16 0 2 11 16:52:58-16:54:04 17 1 1 12 16:54:04-16:55:01 18 2 2 13 16:55:01-16:56:01 19 6 1           观察上表得到每阶段时间都是60s左右，同时从附件5知上游路口信号周期亦是60s，可以判定从视频1中每一阶段的时间选取及选取方法是合理的。 通行能力指在一定的道路和交通条件下，道路上某一路段单位时间内通过某一断面的最大车辆数，在这里以每分钟通过该横断面的标准车辆数为事发处横断面的实际交通能力。 为准确衡量道路的通行能力，把小汽车作为标准车计算并把不同车型的车流量换算成标准小汽车的车流量，不同车型的换算系数(附录(2) )。运用Microsoft Excel制出下图： 图1-1  事发处横断面每阶段实际通行能力变化图 由于视频1中16:56:05之后出现多次时间断篇，但根据视频断篇前五秒分析时间跳跃的一段是下一个车流高峰期，这个分析与上图中曲线的走势相符，故时间断篇的忽略对该问题的分析无影响。 综合分析发现该横断面的车道二和车道三被完全占用后，其实际通行能力明显的呈现先下降后上升的持续性周期性变化。 5.2 问题二的求解 根据视频2（附件2）的图像信息得知2013年02月26日17:34:17中国某地区同一单行道路段发生交通事故，肇事车辆完全占据该路段的车道一和车道二。如5.1的方法在视频2中选取从17:35:00到17:03:00事故持续影响的28分钟进行研究。 由于事故发生在同一路段的同一横断面，取每一分钟为一个阶段，共有28个阶段。运用Microsoft Excel进行数据统计归类，整理出事故发生后每阶段不同车辆经过事发处横断面的数量表： 表2-1 不同车辆经过事发处横断面的数量表 阶段 时间段 小汽车 摩托车 大型车 1 17:35:00-17:36:00 24 4 3 2 17:36:00-17:37:00 16 5 1 3 17:37:00-17:38:00 20 4 3 4 17:38:00-17:39:00 21 7 1 5 17:39:00-17:40:00 16 3 3 6 17:40:00-17:41:00 17 8 2 7 17:41:00-17:42:00 18 2 1 8 17:42:00-17:43:00 23 9 1 9 17:43:00-17:44:00 19 5 2 10 17:44:00-17:45:00 14 3 1 11 17:45:00-17:46:00 20 5 0 12 17:46:00-17:47:00 16 3 2 13 17:47:00-17:48:00 11 9 3 14 17:48:00-17:49:00 18 4 2 15 17:49:00-17:50:00 22 6 0 16 17:50:00-17:51:00 20 3 1 17 17:51:00-17:52:00 19 7 1 18 17:52:00-17:53:00 18 10 1 19 17:53:00-17:54:00 16 5 2 20 17:54:00-17:55:00 20 5 1 21 17:55:00-17:56:00 17 8 2 22 17:56:00-17:57:00 16 11 2 23 17:57:00-17:58:00 17 2 2 24 17:58:00-17:59:00 14 4 2 25 17:59:00-18:00:00 13 1 3 26 18:00:00-18:01:00 16 3 2 27 18:01:00-18:02:00 17 4 1 28 18:02:00-18:03:00 20 1 1           为了更加直观的看出事故发生后该横断面实际通行能力的变化过程，我们将不同车辆数根据5.1中的换算系数换算成标准小汽车的数量，根据表2-1运用Microsoft Excel制出下图: