2014数学建模竞赛 道路通行能力研究解析
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问题A:除非超车否则靠右行驶的交通规则
在一些汽车靠右行驶的国家(比如美国,中国等等),多车道的高速公路常常遵循以下原则:司机必须在最右侧驾驶,除非他们正在超车,超车时必须先移到左侧车道在超车后再返回。建立数学模型来分析这条规则在低负荷和高负荷状态下的交通路况的表现。你不妨考察一下流量和安全的权衡问题,车速过高过低的限制,或者这个问题陈述中可能出现的其他因素。这条规则在提升车流量的方面是否有效?如果不是,提出能够提升车流量、安全系数或其他因素的替代品(包括完全没有这种规律)并加以分析。在一些国家,汽车靠左形式是常态,探讨你的解决方案是否稍作修改即可适用,或者需要一些额外的需要。最后,以上规则依赖于人的判断,如果相同规则的交通运输完全在智能系统的控制下,无论是部分网络还是嵌入使用的车辆的设计,在何种程度上会修改你前面的结果?
问题B:大学传奇教练
体育画报是一个为运动爱好者服务的杂志,正在寻找在整个上个世纪的“史上最好的大学教练”。建立数学模型选择大学中在一下体育项目中最好的教练:曲棍球或场地曲棍球,足球,棒球或垒球,篮球,足球。
时间轴在你的分析中是否会有影响?比如1913年的教练和2013年的教练是否会有所不同?清晰的对你的指标进行评估,讨论一下你的模型应用在跨越性别和所有可能对的体育项目中的效果。展示你的模型中的在三种不同体育项目中的前五名教练。
除了传统的MCM格式,准备一个1到2页的文章给体育画报,解释你的结果和包括一个体育迷都明白的数学模型的非技术性解释。
使用网络测量的影响和冲击
学术研究的技术来确定影响之一是构建和引文或合著网络的度量属性。与人合写一手稿通常意味着一个强大的影响力的研究人员之间的联系。最著名的学术合作者是20世纪的数学家保罗鄂尔多斯曾超过500的合作者和超过1400个技术研究论文发表。讽刺的是,或者不是,鄂尔多斯也是影响者在构建网络的新兴交叉学科的基础科学,尤其是,尽管他与Alfred Rényi的出版物“随即图标”在1959年。
05_道路通行能力分析
道路通行能力是指道路在单位时间内通过车辆的数量或道路所能容纳的车流量的大小。道路通行能力的分析对于合理规划道路交通体系、调整道路交通流动以及提高交通效率都具有重要的意义。本文将从道路交通量、交通流速和交通密度三个方面对道路通行能力进行分析,以便更好地认识道路通行能力的影响因素和测算方法。
首先,道路交通量是指单位时间内通过其中一路段的车辆数量。交通量是衡量道路通行能力的重要指标之一、通行能力常由交通研究部门进行道路交通量的测算,通常使用交通领域的调查方法和技术手段进行:交通状况调查和观测、交通量记录器和车辆计数器等。通过对道路交通量的测算和观测,我们可以了解到道路通行能力的实际情况,从而为相关部门的决策提供可靠的数据基础。
其次,交通流速是指单位时间内通过其中一路段的车辆行驶速度。交通流速是道路通行能力的关键参数之一、交通流速的测算一般使用观测法、公式法和模拟法等多种方法,其中公式法是最常用的测算方法之一、公式法的测算公式为:交通流速=道路通行能力/道路交通量。交通流速的测算不仅可以反映出道路通行能力的高低,还可以帮助交通规划部门合理规划道路交通流动,提高道路通行的效率。
最后,交通密度是指在其中一路段上单位长度内通过的车辆数量。交通密度是影响道路通行能力的关键因素之一、交通密度的测算一般使用观测法和模拟法等多种方法,其中模拟法是最常用的测算方法之一、模拟法是指通过对道路上行驶车辆的模拟计算,得出道路上的车辆密度。交通密度的测算可以帮助交通规划部门了解车辆的集中程度,为道路通行能力的提高提供科学依据。 综上所述,道路通行能力分析是交通研究领域的一个重点研究课题。通过对道路交通量、交通流速和交通密度的测算和分析,我们可以更好地了解到道路通行能力的影响因素和测算方法,从而为相关部门的决策提供可靠的数据支持。在今后的研究和实践中,我们应继续深入研究和探索道路通行能力的分析方法,以便更好地提高道路通行效率,减少交通拥堵,提升城市交通运输的发展水平。
1 车道被占用对城市道路通行能力的影响
摘 要
本文主要以交通事故这种异常事件为例,通过对交通事故引起的车道被占所导致的道路横断面通行能力在单位时间内降低的现象进行研究,给出其一般研究步骤:(1)数据采集:考虑到数据在模型建立及求解时的重要性,本文首先基于停止线断面法对附件中的视频进行数据采集;(2)数据处理分析:通过对所采集数据统计发现,视频中多处存在数据缺失,因此首先修复缺失数据,然后对数据进行统计分析;(3)建立通行能力模型,然后基于处理好的数据对所建立的通行能力模型进行优劣性分析。
针对问题一:首先我们从视频1中绿灯亮起时开始记,以2min为单位时间间隔来统计各个间隔内通过的车流量,利用路阻函数模型))/(1/(0bcqaVVq求解出路段的通行能力;然后借助于MATLAB软件绘出实际通行能力c与时间t之间的关系图,最后结合关系图给出事故所处横断面实际通行能力的变化过程的描述性分析。
针对问题二:同问题一一样,首先我们从视频材料2中统计模型中所需的相关变量,并利用路阻函数求解路段的通行能力;然后结合MATLAB软件作出的实际通行能力与时间的关系图并予以分析,最后比较分析问题一和问题二,说明同一横断面交通事故所占车道的不同对该横断面实际通行能力影响的差异。
针对问题三:基于采集的数据,首先利用散点图拟合出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表达式:
164.6580.027818133.7782569.62091.86603ytQctQc,然后利用MATLAB来求出其回归系数。
针对问题四:在问题三的基础上,将上游车流量Q、排队长度y、通行能力c代入表达式来计算出排队长度140ym时所需要的时间。
关键词:通行能力,停止线断面法,车辆换算系数,路阻函数
2 引 言
城市交通中,发生事故后往往会引起该路段的车辆排队,出现交通阻塞,甚至会波及相邻路段。这不仅是一个社会问题,同时也是一个系统科学问题。正确估算城市道路通行能力,为交通管理部门正确指挥行车提供理论根据。所以本文主要通过建模来分析城市道路通行能力问题并予以解决。下面是本文模型中需要引入的一些概念名词,具体解释如下:
旗开得胜
读万卷书 行万里路 1
饮酒驾车
摘要
由于全国道路交通事故死亡人数中饮酒驾车造成的占有相当的比例。针对这种严重的道路交通情况,国家质量监督检验检疫局2004年5月31日发布了新的《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》国家标准,以此来规范和警醒广大的司机群众,减少交通事故的发生。
针对酒后驾车问题,本文联系联系实际情况作出合理的假设,针对问题一,考虑到人体吸收和排出酒精的过程同时进行,建立了房室模型以及运用一般微分方程进行分析,并且运用Matlab中的cftool对数据进行拟合,最终得到在大李第一次喝完酒6小时后酒精含量为18.79毫克/百毫升,小于20毫克/百毫升,到晚上8点钟时酒精剩余为12.66毫克/百毫升。在第二次喝完酒6小时后,即凌晨2点时,酒精含量为22.54毫克/百毫升,大于20毫克/百毫升。由于大李在第一次喝完酒到第二次喝酒之前仍有酒精剩余,导致大李在第二次被检测出为饮酒驾车。
针对问题二,我们在问题一模型建立的基础上进行推广,即从一瓶啤酒增加到三瓶酒(或者半斤低度白酒),当人在短时间内喝酒时,建立微分方程模型,得出新的图表曲线三(见附录一),从表中我们得出在11.5小时后酒精含量会小于20毫克/百毫升,所以在11.5小时内不可驾车。当人在长时间内喝酒时,建立微分方程得到曲线四(见附录一),从表中可得出12小时后酒精含量会小于20毫克/百毫升。因此若在12小时内驾车将会违反标准。
针对问题三,我们基于问题二的模型分两种情况进行讨论,在短时间一次性喝下的情况下,建立微分方程模型,得到曲线当x=1.3的时候,即1.3小时后,酒精含量最高。在长时间饮酒的情况下,由曲线六(见附录一)可得当T=2时,在t=2.472的时候达到峰值。即在2.472个小时后,酒精含量最高。
针对问题四,建立模型图,天天喝酒,应该有规律有节制地喝,在每天定时喝,旗开得胜
读万卷书 行万里路 2 中午12:00最多喝一瓶啤酒,下午6点才能开车;晚上8:00时喝一瓶啤酒或慢速喝两瓶啤酒,在第二天早上7:00才能开车。