【全国大学生数学建模竞赛获奖优秀论文作品学习借鉴】2016国赛B题推荐国家二等奖1
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小区开放对道路通行的影响摘要城市不断发展,小区不断增多,城市交通要道拥堵,开放小区能否达到优化路网结构的目的一直是人们热议的话题,封闭式小区破坏了城市路网结构,堵塞了城市“毛细血管”,容易造成交通堵塞。
为此针对上述问题,建立如下模型:将所有开放的小区道路和无信号道路都看作是次要无信号干道,使问题尽可能的简化,周边和小区的交通情况就能看作只拥有“主干道”和“次干道”的假设。
来具体分析小区开放对道路通行的影响。
针对问题一,对于能否良好的改善交通,本文将道路模型和影响的参变量都联系起来,将“穿越间隙理论”作为主要参变量,比如交通量、车距、穿越时间等的因素考虑进去得到了初步的模型,并且为了使情况更贴合实际,模仿泰勒公式并引入了修正系数,这样问题一的模型在大致基础上得到了解决。
针对问题二,引入了TPI、TBI、TCR三个评价指标,从不同的方面来研究小区开放对周边道路的影响。
分别对应道路运行指数、时程可靠性指数,交通拥堵率指数。
完全从通行的角度来研究,使得问题更加的具有针对性。
针对问题三,面对具体的问题,也就是开放小区的综合效果。
需要考虑的细节也就越多,增添了司机想要达到路程与时间都少的“最短路”的条件,利用图论的知识从拓扑结构角度完成了考量,另一方面,又从几何结构方面,考虑了圆形的路程对于开放小区的影响,得到了圆形路程可以“拉直”成梯形直线,对于该问题的影响较小。
最后又根据每天的交通高峰期,考虑了在拥堵时间行人也会影响机动车、自行车等的车辆行驶,由此得到了新的修正系数。
针对问题四,根据上述的模型,由于实际复杂程度和理想情况相去甚远,可以采用修建地铁,立交桥,小区出入口方式也变成像红外线灯的自动感应等方法以加快速度,从而减少交通拥堵现象。
本文常用的两个思想方法就是:“修正”,“加权”。
通过这两种思想,得到的模型更加客观、全面、具有可信度。
不仅用了理论分析,而且根据实际数据进行了验算,在此过程中使用到了Excel、Matlab等软件。
基于打车软件的出租车供求匹配度模型研究与分析摘要目前城市“出行难”、“打车难”的社会难题导致越来越多的线上打车软件出现在市场上。
“打车难”已成为社会热点。
以此为背景,本文将要解决分析的三个问题应运而生。
本文运用主成分分析、定性分析等分析方法以及部分经济学理论成功解决了这三个问题,得到了不同时空下衡量出租车资源供求匹配程度的指标与模型以及一个合适的补贴方案政策,并对现有的各公司出租车补贴政策进行了分析。
针对问题一,根据各大城市的宏观出租车数据,绘制柱形图进行重点数据的对比分析,首先确定适合进行分析研究的城市。
之后,根据该市不同地区、时间段的不同特点选择多个数据样本区,以数据样本区作为研究对象,进行多种数据(包括出租车分布、出租车需求量等)的采集整理。
接着,通过主成分分析法确定模型的目标函数、约束条件等。
最后运用spss软件工具对数据进行计算,求出匹配程度函数F与指标的关系式,并对结果进行分析。
针对问题二,在各公司出租车补贴政策部分已知的情况下,综合考虑出租车司机以及顾客两个方面的利益,分别就理想情况与实际情况进行全方位的分析。
在问题一的模型与数据结果基础上,首先分别从给司机和乘客补贴两个角度定性分析了补贴的效果。
重点就给司机进行补贴的方式进行讨论,定量分析了目前补贴方案的效果,得出了如果统一给每次成功的打车给予相同的补贴无法改善打车难易程度的结论,并对第三问模型的设计提供了启示,即需要对具有不同打车难易程度和需求量的区域采取分级的补贴政策。
针对问题三,在问题二的基础上我们设计了一种根据不同区域打车难易程度和需求量来确定补贴等级的方法。
设计了相应的量化指标,以极大化各区域打车难易程度降低的幅度之和作为目标,建立该问题的规划模型。
目的是通过优化求解该模型,使得通过求得的优化补贴方案,能够优化调度出租车资源,使得打车难区域得到缓解。
通过设计启发式原则和计算机模拟的方法进行求解,并以具体案例分析得到,本文方法相对统一的补贴方案而言的确可以一定程度缓解打车难的程度。
小区开放对道路通行影响评价模型摘要本文主要研究了封闭式小区开放对其周围路段交通通行影响的问题,针对不同方面产生的影响建立了相应评价指标,使用VISSIM仿真、MATLAB软件计算,得出了不同条件下小区开放对周围道路交通的定量影响。
针对问题一,本文采用主成分分析方法,选取路段情况、路网情况、交通便捷性和网络脆弱性四个评价机制下的12个评价指标作为小区开放对周围道路影响的分析因子。
基于北京10个小区的抽样调查,用MATLAB进行计算分析,通过其贡献率高低的排序筛选出综合评价的标准,即得到完整的评价指标体系。
针对问题二,本文选取整体评价机制中评价交通流量优劣的出行时间总和评价模型,来对比研究小区开放前后对于车辆通行的影响。
本文又选择了长沙一小区的开放前附近交通量数据,并按照其内部改造规划和网络流分配原理用VISSIM仿真出了开放后交通量的数据,使用出行时间总和评价模型比较前后总的车行时间和,得出该小区的开放改建是有利于提高周边道路通行速度的。
针对问题三,本文将小区结构、周边道路结构和车流量分别抽象为小区开放不同数量的出入口、小区位于节点度不同的路网和具备不同复杂程度的内部结构三个参数,并赋予它们相互关联的数值。
利用VISSIM仿真软件在控制变量的基础上进行数据分析,并使用节点度方差指标评价仿真的结果。
将不同小区开放后内外整体网络脆弱性高低的指标作为对道路通行影响的评价机制,得出以下结论:小区结构对周围交通的影响依赖于道路结构;小区周围道路的结构越简单,对小区开放后周围交通运行更有利;车流量越小对小区开放后的周围交通越有利,且一定阈值内交通性能提升与开放程度正相关。
本文所建立的各模型之间联系紧密,且理论性强,涵盖面广,能体现真实情况,也保证了一定的可靠性。
对城市道路的评价及交通出行研究都具有一定的参考价值。
关键词:封闭小区开放主成分分析网络流节点度方差交通仿真1.问题的简述1.1题目所给的信息封闭住宅小区的逐步开放,对交通情况的改善能力如何,成为当今的热点话题之一。
2016年全国高校生数学建模竞赛B 题解题分析与总结专业品质权威编制人:______________审核人:______________审批人:______________编制单位:____________编制时间:____________序言下载提示:该文档是本团队精心编制而成,期望大家下载或复制使用后,能够解决实际问题。
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小区开放对道路通行的影响评价模型摘要本文针对小区开放对道路的影响进行了研究,建立了层次分析模型、通行能力评价模型,使用了MATLAB、EXCEL等软件,得出小区开放在不同条件下会对道路交通产生不同的影响。
首先运用层次分析法,分析得出整体一般情况下小区开放有利于周边道路交通的结论。
之后构建了不同类型的小区,并分析得出小区开放的效果与小区结构及周边道路结构、车流量有关,因此小区开放不能盲目采取,要因地制宜。
最后根据分析结果,从交通通行的角度,向城市规划和交通管理部门提出了关于小区开放的合理化建议。
本文的突出特点是使用了层次分析法定量的比较了小区开放前后道路合理性,构建了对于研究该问题具有代表性的三种类型的小区,并建立了影响评估模型,客观的对不同小区结构及周边道路结构、车辆通行的影响进行评价。
针对问题一,首先查阅相关资料选取影响道路通行的指标,并对选取的指标进行筛选,然后运用各项指标进行层次分析,通过小区开放和小区封闭对道路交通和理性的判断来分析小区开放对道路通行的影响最后得出从整体看来,小区开放有利于道路通行。
针对问题二,通过查阅有关道路通行能力的相关资料建立了通行能力评价模型,首先根据模型求出道路基本通行能力的表达式,基本通行能力是理想状态下的通行能力,与实际情况分析对比存在差异。
因此基于差异,通过各实际因素对道路通行能力的影响进行修正,得到实际道路通行能力的数据。
最终计算出小区开放前后实际通行能力的相对系数。
针对问题三,构建了三种类型的小区,不同类型的小区具有不同的结构及不同的周边道路结构、车流量,应用问题二建立的模型分别对三种小区开放和封闭条件下周边道路的实际通行能力进行了计算,通过相对系数评价不同类型的小区开放对道路通行的影响,分析得出小区开放与地理位置、内部结构等因素有关,不能一概而论。
针对问题四,结合前述模型结果分析结果,从交通出行角度对城市规划部门和交通管理部门提出了合理化意见。
小区开放要合理的实施以体现小区开放的意义。
小区开放对道路通行的影响——CUMCM2016B国防科学技术大学 吴孟达小区开放对道路通行的影响1. 题目及命题背景2. 解题思路3. 评阅综述1. 题目及命题背景题目:小区开放对道路通行的影响2016年2月21日,国务院发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》,其中第十六条关于推广街区制,原则上不再建设封闭住宅小区,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:开放小区能否达到优化路网结构,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结构,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。
也有人认为这与小区面积、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交叉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希望你们建立数学模型,就小区开放对周边道路通行的影响进行研究,为科学决策提供定量依据,为此请你们尝试解决以下问题:1. 请选取合适的评价指标体系,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,可能会与小区结构及周边道路结构、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,定量比较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。
命题背景Ø命题目的:通过建立数学模型,给出小区开放对道路通行影响的定量效果评价,为管理部门提供定量化的决策依据。
Ø本问题设置的四个子问题,有很强的内在逻辑关联性,其主题分别为:指标—建模—应用—建议,环环相扣。
全国大学生数学建模竞赛B题全国一等奖论文IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】碎纸片的拼接复原【摘要】破碎文件的拼接在司法物证复原、历史文献修复以及军事情报获取等领域都有着重要的应用。
本文主要解决碎纸机切割后的碎纸片拼接复原问题。
针对第一问,附件1、2分别为沿纵向切割后的19张中英文碎纸片,本文在考虑破碎纸片携带信息量较大的基础上,利用MATLAB对附件1、2的碎纸片图像分别读入,以数字矩阵的方式进行存储。
利用数字矩阵中包含图像边缘灰度这一特征,本文采用贪心算法的思想,在首先确定原文件左右边界的基础上,以Manhattan 距离来度量两两碎纸片边界差异度,利用计算机搜索依次从左往右搜寻最匹配的碎纸片进行横向配对并达成排序目的。
最终,本文在没有进行人工干预,成功地将附件1、2碎纸片分别拼接复原,得到复原图片见附录、,纵切中文及英文结果表分别如下:心思想仍为贪心算法,整体思路为先对209张碎纸片进行聚类还原成11行,再对分好的每行进行横向排序,最后对排序好的各行进行纵向排序。
本文在充分考虑汉字与拉丁字母结构特征差异以及每块碎纸片携带信息减少的基础上,创新地提出一种特征线模型来分别描述汉字及拉丁文字母的特征用于行聚类。
对于行聚类后碎片的横向排序,本文综合了广义Jaccard系数、一阶差分法、二阶差分法、Spearman系数等来构建扩展的边界差异度模型,刻画碎片间的差异度。
对于计算机横向排序存在些许错误的情况,本文给出了人工干预的位置节点和方式。
对于横向排序后的各行,由于在一页纸上,文字的各行是均匀分布的,本文基于各行文字的特征线,在确定首行的位置后,估计出其他行的基准线位置,得到一页的基准线网格,并通过各行基准线在基准线网格上的适配实现纵向的排序。
最终,本文成功的将附件3、4碎纸片分别拼接复原得到复原图片及结果表见附录、、、,同时本文给出了横向排序中人工干预的位置节点和方式。