2014美赛数模A题H奖

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1、摘要汽车的诞生给人们生活带来了极大便利，同时也促进了交通运输业的繁荣。但与此同时，也带来了安全隐患。多车道高速公路往往会制定一些规则——靠右（左）行驶。研究靠右（左）行驶的规则对交通性能的影响对交通以及经济的发展具有深远意义。本文中，我们总结出三个子问题：1）建立评价模型分析靠右行驶规则在交通畅通时和在交通拥挤的情况下的性能表现并判断该项规则能否有效改善交通流通性，如果不能，给出一些可行建议。2）在问题1的模型中转变条件，判断在左行驶规则下该方案是否适用，并进行相应调整。3）分析相同道路车辆运输在智能系统下的交通性能表现。在问题一中，根据右行规则在不同

2、载荷下的性能影响，定义如下：当两车间距大于充分安全间距时为交通稀疏的情况，两车间距小于基本安全间距时为交通拥堵的情况。首先建立行车间距模型，计算出超车但不影响回车的安全间距，然后运用Greenshields线性模型得到期望间距，并利用MATLAB编程得到各个安全间距与期望间距的关系图。接着建立通行能力模型，分析并得出在上述两种情况下的基本通行能力和实际通行能力。最终得出结论:在交通稀疏的情况下，这种规则行之有效，在交通拥堵的情况下则不能有效改善交通流。对此我们提出一些可行建议，诸如改善交通设施，提高交通意识等。在问题二中，首先分析左行和右行的优点并进行

3、比较，然后再问题一的模型中加入司机的习惯因子进行分析和讨论。最终得出结论：对于左行国家，此规则同样适用，相对而言，右行规则更能有效提高车流量。在问题三中，建立一套智能系统的评估标准，基于对智能系统可靠性、高效性、安全性和节能等因素的研究，建立一个性能评估模型。本文中，运用北京高速公路的实际运行数据进行研究分析验证这个模型。结果表明这个模型是可行的。通过比较，我们发现智能系统下车流量以及行车安全性都得以提高。关键词：安全间距交通流交通通行能力模型MATLABI问题重述世界上很多国家都是靠右行驶，(如美国、中国以及大多数国家除了英国、澳大利亚和一些前英国殖

4、民地),高速公路上往往制定一些规则要求司机靠最右行驶除非在超车的情况下，向左行驶一个车道，超车，然后再回到原车道。本文需要解决三个子问题：●建立模型并分析在交通稀疏和拥堵的情况下这种规则的交通性能。●这种规则能否有效提高交通流?如果不能，提出一项可能提高交通流和安全性的规则或者其他可能影响的因素。●在那些左行的国家所建立模型是否适用？是不是仅仅改变方向就能适用？或者需要额外的条件。●最后，着想过泽很到程度上决定于认得执行度。如果在相同的交通路况下，相同的路线上，完全在智能系统控制下，或者部分道路网，这种改变对上述分析的结果有何影响？Ⅱ文献综述在当今社会

5、上，道路通行方向是世界各国交通规则中的一个重要内容，它规定了车辆在道路上的行驶方位，避免出现混乱和事故。道路通行方向可分为车辆靠道路左侧行驶和靠道路右侧行驶两类。34%的国家靠左行驶，66%的国家靠右行驶。如果按道路里程计算，全世界28%的可通行道路是靠左行驶的，72%靠右行驶。有很多国家的汽车都是靠右行驶的，如：中国、美国、前苏联、加拿大、古巴、巴西、德国、希腊等国家的汽车均是靠右行驶。中国汽车靠右行驶这一规则是始于唐代的“来左去右”，在唐朝时期，长安、洛阳这样的大城市逐渐兴起，每天进出城门的人数很多，仅靠“交管人员”每天的疏导，往往无法及时达到良好

6、的效果。因此，唐太宗时期，特别颁布法案规定出入城门必须按照“入由左，出由右”的规定进行。这是我国第一个对交通“来左去右”的规定，对后世影响极大。后世不仅出入城门按照此规则，其他诸如出入宫殿、房屋、校场、庙宇等也都按此行事。到了现代社会随着美国的加入和现代汽车的普及，“左改右”的风潮开始显现。首先为了追随美国而改变自己习惯的是加拿大，于1923年完成了全国“靠右走”的法案。英国也想加入“靠右走”阵营，于1960年提出改革议案，但是终因成本过高而中途放弃。瑞典“左改右”的决心很大，于1967年强行通过“靠右走”的法案，甚至通过军队维持秩序强制国民统一整改。

7、巴基斯坦原属英国殖民地，后来也想“左改右”，但其失败却是由于骆驼的原因，作为该国主要交通工具的骆驼非常固执，难以改变，所以作罢。近现代中国在“靠左走”还是“靠右走”的选择中有过反复。中国历来都是“靠左走”国家，但是在汽车引进之后，情势却发生了变化。十九世纪后期，中国逐渐沦为半封建半殖民地社会，英国势力范围在长江以南区域，而北方多为德法俄势力范围。因此，在汽车进入中国后，出现了南北各不相同的两种行车方式南方靠左，北方靠右。在民国时期，国民政府军委会提议行政院立法通过了“靠右走”的规定，行政院按照军委会的意见出台了《改进市区及公路交通管理办法》，其中规定：

8、“车辆一概靠右行驶，转弯时除交通警察特准外，一律靠右边顺转。人兽力车应绝对紧靠右边。”至于公路