内容发布更新时间 : 2024/5/19 5:39:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

题目：深圳关内外交通拥堵探究与治理

摘要

随着我国城市化、机动化进程不断加快，城市的交通压力也在急剧上升。

无论从城市交通需求的指数增长，还是从城市交通拥堵带来的巨大资源浪费，或者政府的巨大交通投入背后的“微弱”效果，城市交通拥堵已经成为城市发展过程中不可回避的重大挑战。本文首先对交通拥堵的界定进行了定量的分析。接着从我国城市交通需求与道路状况呈现急剧的不协调展开，提出交通拥堵治理中存在的“治理——拥堵——治理——拥堵”的怪圈。

通过随机抽样分析附件1及附件2中的部分数据，判断出车流量、车速、车道数之间的相互关系，定义出交通拥堵指数（TCIlink）。对交通拥堵情况进行分级讨论。但，分析发现，交通拥堵指数并不是与车流量及车速成单一正比关系。通过交通拥堵指数与车流量及车速之间存在的非线性关系进行讨论，结合现实发展的现实情况，得到造成拥堵的深层原因为经济增长伴随的车流量压力增大，道路建设又刺激了交通需求的增长，进而导致车流密度持续增加，以及关口的地理分布状态不尽合理，出行时间及路口的选择存在冲突的结合影响的结论。这也正验证了交通理论上的当斯定律。

此后，以梅关路口为例，在依据交通拥堵指数（TCIlink）与其他因素的相互关系，建立起在交通拥堵前提下的函数表达，使车速与交通拥堵指数之间有了一个明确的对应关系。在该关系下，分析拥堵情况下的车速变化，与车流量、高峰时间段的相关度。得出，真正影响交通拥堵直接因素是交通运行在个别路口上时间及空间上的过度集中。

在深层原因与直接原因分析得到的前提下，对交通模型进行完善处理。根据上述问题一中分析出的不足，得出可通过调整城市分区功能，增加公共交通建设，优化信息采集及提醒功能等方法优化交通拥堵状态的结论。

在此基础上，分析各个关口的拥堵比率，对比产生最需优化的关口节点。同时结合地图及城市区域分工，明确在适合的关口附近建立新的关口，及优化新增关内的通道，以便利关内外的交通。尤其解决高峰期拥堵状况严重的梅关路，布吉镇，107国道南头处的交通情况。

关键词：城市交通，交通拥堵，交通拥堵指数（TCIlink），对策

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。深圳市由于其众多居民关内区工作，关外区居住的特殊情况，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严重影响了到广大市民的工作和生活。而城市道路建设的资源投入又直接增加了关口交通管控工作的复杂度，导致交通管控和事故应急处理决策愈加困难。

现需根据交警部门记录的各关口各时段交通流量等信息，分析造成各个关口拥堵的深层原因；构建交通模型，分析造成关口高峰期拥堵的直接原因，根据模型，给出今后研究拥堵问题所需采集内容的侧重内容建议。同时，分别给出在不增加关内外通道数量、及可增加关内外通道数量的两种情况下，改善交通拥堵的意见建议。

二、问题分析

交通拥阻是指交通需求（一定时间内想要通过某道路的车辆台数）超过某道路的交通容量（一定时间内该道路所能通过的最大车辆台数）时，超过部分交通滞留在道路上的交通现象。

随着交通需求增加，当交通需求超过了行走路径上的交通容量最小地点（瓶颈）的交通容量时，来自上流的交通需求中超过的部分，即超过需求将无法通过瓶颈，在瓶颈处形成等待行列。

交通拥堵是现代城市，尤其是大城市，不可避免的交通问题。对路网进行交通拥堵状态的评价是改善其运行质量的前提和依据。我们根据单位时间每千米内单一车道上运行的车辆数，（假定每辆车的平均长度为五米）来描述交通拥堵指数TCIlink(Traffic Congestion Index)：

1非常畅通 0.075以下 2畅通 0.075至0.15 TCIlink= 3轻微拥堵 0.15至0.25 4中度拥堵 0.25至0.4 5严重拥堵 0.4以上

QTCIlink?v*n1000 l其中：

Q——单位小时内的车流量； v——车速； n——车道数；

l——车辆平均长度，此处取为5米。

我们要解决三个问题，对这三个问题作出以下分析： 我们利用附件1中的数据，对同一关口多天内不同时间的拥堵指数，不同关口一天内各个时间拥堵指数进行对比分析，建立数据处理及数理统计模型，同时建立起车道数目，车流量及拥堵指数间的数学关系，结合对实际情况的猜想，最终得出造成各关口拥堵的因素有：经济增长伴随的车流量压力增大，道路建设又刺激了交通需求的增长，进而导致车流密度持续增加，关口的地理分布状态不尽合理，出行时间及路口的选择存在冲突。

其中，以梅林关为例，利用附件2中的数据，通过分析各路口早晚高峰期时段的交通拥堵指数，建立关口交通模型，发现其中出行时间及路口选择是造成该关口高峰期拥堵的直接原因，而车道数与车流量并不是造成拥堵的直接因素。并依据此原因，结合实际给出对今后研究关口拥堵问题所需交通数据采集侧重内容的建议。

对于不增加关内外通道数的情况下，建立城市功能规划模型，通过分析城市功能分区及附近交通状态的相关联系，得出可通过调整城市分区功能，增加公共交通建设，优化信息采集及提醒功能等方法优化交通拥堵状态的结论。

对于可以增加关内通道的情况，结合现有关口在整个市区分布情况与其交通拥堵状况的相关联系，得出关口密度及车道数量与交通拥堵指数的函数关系，建立数据图表分析模型，通过最优化方法，分析新关口最优化设置节点位置，得到最应在关内增加通道的位置节点。

三、模型假设

1、所有车的长度相同（约为5米），在同一小时内，车通过关口检测点的平均速度均相同，为恒指；

2、路口不发生事故，不考虑事故因素对交通拥堵的影响； 3、关口无红绿灯，无人行道；

4、忽略司机的感性因素，认为司机均能做到按交通规则进行行车； 5、假设题目已给出的有效数据真实可靠，且忽略不完整的交通信息。

四、定义及符号说明

TCLling——交通拥堵指数 Q——单位小时内的车流量； v——车速

n——车道数；

l——车辆平均长度，此处取为5米。

U——畅通行驶时的最低车速，此处取为40kmh.

Q a ——全市机动交通工具总拥有量/全市道路总长度

五、模型的建立与求解 Ⅰ、问题一的建模及求解

1.各关口造成拥堵的原因 （1）我们定义单位时间每千米内单一车道上运行的车辆数，（假定每辆车的平均长度为五米）为描述交通拥堵的交通拥堵指数TCIlink(Traffic Congestion Index)，其运算公式如下：

Qv*nTCIli?nk100 0l其中：

Q——单位小时内的车流量； v——车速； n——车道数；

l——车辆平均长度，此处取为5米。

交通拥堵指数是一个连续变量，定义其取值范围是0~1。指标值的大小代表了不同的交通运行状态和拥堵强度，值越大则评价时段内的道路运行状态越差，拥堵强度越大；反之，道路的运行状态越好，拥堵强度越轻。本文中将出行者对交通拥堵强度的感受划分为5个等级，分别为：严重拥堵、中度拥堵、轻微拥堵、畅通、非常畅通，表示如下：

1非常畅通 0.075以下 2畅通 0.075至0.15 TCIlink= 3轻微拥堵 0.15至0.25 4中度拥堵 0.25至0.4 5严重拥堵 0.4以上

（1）时间对关口交通拥堵的影响

我们根据附件1中给出的数据，任意抽取了其中两个关口（107国道南头，沙湾）在给出数据的7天内各小时的交通拥堵指数变化情况。

具体各时段车辆数、车速及交通拥堵指数数据，见附件1。

通过图像可以看到，机动车流量变化趋势大致呈现“ M ”型，交通拥堵主要集中在早8点左右，及晚18点左右。该时间段是人们上班下班的高峰期，主要交通问题正集中在此段时间内，所以着重分析解决这两个时间段内的交通拥堵情况，即可得到改善交通的有效方法。

从中可以分析得到各关口拥堵的深层原因之一是不同时间段中的高峰期的上班下班时车辆通行较为集中，在一个较小的时间范围内大量车辆同时通过关口，造成交通拥堵。

关口分布及车道数对交通拥堵指数的影响