兰州市交通方案的优化设计(西北师范大学2013年数学建模竞赛)

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1、竞赛队编号（参赛学生不填写）：__________西北师范大学2013年数学建模竞赛参赛队员姓名学号所在学院联系方式王文翰201071010349数学与统计学院18709499477谢坤201071010453数学与统计学院18794793963张萌201171050131计算机科学与工程学院18298362452指导教师：王春林竞赛题目（在AB上打勾）：AB30兰州市交通方案的优化设计摘要本文联系兰州市交通的实际情况，对兰州市交通拥堵的原因进行了分析，并使用层次分析法分析了兰州市交通绩效评价的指标体系，并由这个体系出发，对城市交通拥堵问题进行优化。本文首先对

2、现行情况的调查结果进行处理分析，从而得到了一些影响城市交通拥堵的原因，再针对现行方案中的可优化的重要因素进行建模优化，即通过增加潮汐车道（模型A）、完善红绿灯的配时与优化（模型B）和优化城市道路交通发展规划（模型C）等方面进行数学研究讨论，从而得到可行的方案。最后针对培黎广场到兰州交通大学一段路进行实地考察分析，基于上述三个模型，我们对这段路提出了具体的改进方案，对优化城市交通规划和道路交通标线，缓解城市拥堵起到了一定的参考作用。关键字交通拥堵；潮汐车道；红绿灯的配时与优化；城市道路交通发展规划；层次分析法30目录摘要………………………………………………………

3、……………………………………2一、问题的重述………………………………………………………………………………4二、兰州市交通拥堵的成因分析……………………………………………………………4三、兰州市交通绩效评价……………………………………………………………………11四、模型A（潮汐车道模型）………………………………………………………………16五、模型B（红绿灯的配时与优化模型）…………………………………………………18六、模型C（城市道路交通发展规划模型）………………………………………………24七、对培黎广场到兰州交通大学一段路的优化及评价…………………………………

4、…26参考文献……………………………………………………………………………………3030一、问题的重述随着城镇化进程的不断加快和汽车工业的快速发展，近年来我国城市机动车拥有量得以大幅度增加。尽管政府每年都要投入大量的资金进行包括道路建设在内的城市基础设施的建设，但是道路建设的速度总是赶不上汽车拥有量增长的速度。长期以往，城市交通不堪重负，交通拥堵越来越严重，交通拥堵迅速从北上广一线城市蔓延到二三线城市，拥堵范围正在从中心城区向城郊地区延伸。逢节必堵、逢免必堵、节前最堵已成为刻画大多数中国城市交通状况的公理。交通拥堵已严重影响到城市的人居环境，也成为制约城市可持续

5、发展的重要瓶颈，自然也就成了大中型城市有待解决的共同难题。为了治堵，各地政府在进一步加大基础设施投资的同时，越来越多地采用限行、限购、限牌等行政手段限制交通流量来缓解交通压力。这些行政手段在一定程度上的确有限地缓解了交通拥堵，但只能治标不能治本，当然无法从根本上解决交通拥堵的问题。应该注意到，城市道路的建设速度远远落后于汽车拥有量的增长速度是我国大多数城市面临的一个刚性约束，而且这一约束在未来很长的时间内难以彻底改变。因此，优化城市交通规范和道路交通标线，提高交通效率，就成了缓解交通拥堵的关键所在。要优化城市交通规划和道路交通标线，首先就要对城市交通绩效进行科

6、学评价。要对城市交通绩效进行科学评价，就必须建立城市交通绩效评价的指标体系。从指标体系出发，以交通绩效最大化为目标，才能建立城市交通规划和道路交通标线的优化模型。基于优化模型，就能进行城市交通规划和道路交通标线的优化设计。二、兰州市交通拥堵的成因分析曾经辉煌于丝绸古道，九州通衢的金城兰州，让一场现代都市难缠的“偏头疼”绊住了脚步——因为堵车，这里潮涌浪激。走在主次干道，巷尾街头，总是被嘈杂的汽车喇叭声所惊扰，总是被无端接起的“长龙”困扰，总是因“一路畅行”的愿望屡屡不能实现而失望。上班、下班，出行、外游，我们纠缠在这无休止的堵塞中，车不通行，城不通气。经过几天

7、的调查，我们通过各方面收集数据，简要的概括了兰州交通拥堵的成因。2.1城市功能分布及人口现状分布2.1.1土地开发强度过大，建筑密度过高兰州市地域总面积13085.6km2，其中城市建成区面积184km230。城关中心区是甘肃省和兰州市的政治、经济、文化中心，集中了行政办公、金融商贸、文化教育、科技信息体育娱乐、生活居住等功能，同时城关中心区作为重要的交通发生和吸引源，中心道路网格局已基本形成，土地开发强度很大，建筑密度很高，没有多余的空间增长交通供给，与外部交通衔接不畅，已经形成交通瓶颈。由于政治、经济、文化、交通、医疗、教育、商业中心都聚集在城关中心区，人

8、流、车流相对集中，居民出行具有典型的高