2016年数学建模竞赛B题小区开放对道路通行的影响优秀论文

《2016年数学建模竞赛B题小区开放对道路通行的影响优秀论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、小区开放对道路通行的影响摘要随着城市规划建设的不断发展以及道路车流量增加，车辆通行能力越来越受到人们的关注，因而封闭型住宅小区和开放式住宅小区成为人们讨论的焦点。本文重点考虑了小区开放对其周边道路通行的影响，建立了合适的、完整的、系统的的影响评价模型，对其产生的影响进行合理评价，从而针对不同类型的小区给出小区开放与否的合理化建议。首先，我们选取小区开放对周边道路通行产生的影响因素，运用聚类分析法将各个影响因素归为3个较为系统的评价指标中，即道路通行能力、安全性和便捷度。再利用层次分析法选出起相对关键作用的影响因素，最终得出

2、：道路通行能力由车道数、拥堵系数、路旁干扰系数、区内支路饱和度决定，安全性由交叉路口个数所决定，便捷度由可达度所决定。据此，我们建立了一套合适的评价指标体系。其次，根据上述指标体系，我们分别对道路通行能力、安全性和便捷度建立相关模型分析影响。对于道路通行能力，基于元胞自动机模型以及NS模型，我们分析得出车辆密度与车辆平均速度的之间的关系，再通过对比得出开放前后小区周边道路“交通流”的变化，进而反映出对道路通行能力的影响程度。对于安全性，我们建立了交叉口车辆通行模型，定义潜在危险度，从而定量分析小区开放对安全性的影响。对于便

3、捷度，我们定义可达度（小区及周边范围内从小区一端到达小区另一端的支路之和与最短路径之和的比值）来反映便捷度的变化。其中最短路径通过建立最短路模型，运用Dijkstra算法求得。接下来，我们建立模糊综合评判模型，取定因素集为以上3个评价指标，再取定评语级，然后通过判断因素集对周边道路通行产生的影响大小来给定权值，最终分析计算得出影响程度。接下来，我们随机选取五个具有不同特点的小区，根据上述模型得出的结果，将小区分为三种类型：适合开放的小区，不适合开放的小区，开放与否对道路通行影响不大的小区。然后我们根据这三种类型小区和周边道

4、路的结构特点，向城市规划和交通管理部门提出有效、合理的建议。然后，在模型的分析检验中，我们通过实际案例和运用交通仿真模拟软件VISSIM模拟交通系统，来给出模型可靠性的依据。最后，在模型的评估与优化中，我们对所用模型进行了合理性评估，对其缺点部分进行改进。其中，我们建立了对聚类分析法中权重确定方法进行了改进，运用“九分位法”使得权重的确定更为科学可靠；建立了结合主成分分析法的层次分析法模型；同时也对模糊综合评判模型进行了因素集、评语集以及权重确定方法的改进。关键词聚类分析法层次分析法元胞自动机NS模型Dijkstra算法模

5、糊综合评判-1-一问题的重述1.1问题背景从古至今，人们在住宅问题上一致采取封闭式住宅，可以隔绝外界一切纷扰，保护自己的隐私，让人更有安全感。四合院、故宫无不是封闭式。似乎，封闭式住宅更加符合传统，也更加迎合大部分人的意愿。然而，随着经济和科技的不断发展，在交通工具激增的今天，过大的封闭式住宅也给交通带来了巨大的压力。封闭式住宅具有排他性，不允许外界车辆进出，这就导致外界车辆不得不在住宅外采取迂回的方式行驶，大大增加了道路压力。在道路消化能力一定的条件下，势必会造成交通拥挤，影响道路通行能力。在这样的背景下，不少人提出“开

6、放式住宅”的设想，将住宅小区的道路合并到周围的路网结构中，路网密度提高，交通问题自然有所缓解。然而，真的会像分析的一样吗？撇开小区的安保问题不说，单单是住宅开放对周边道路的影响就受很多因素的影响，比如小区的面积、位置、外部及内部道路状况等等，并不能一概而论。小区开放对道路通行带来的影响，成为一个棘手的问题，困扰着无数城市规划和交通管理部门人员。1.2问题重述国务院规定在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。那么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。

7、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

8、化建议。二问题分析2.1对问题一的分析由于题目中没有数据的支持，而且用以评价小区开放对周边道路通行的影响指标因素过多，我们考虑到应用聚类分析法和层次分析法来对各项指标进行决策。首先我们利用聚类分析法将单个指标因素按照关联度和相似度分为互不影响的三[1]大类：一是影响主路通行能力的因素，包括车道数，道路面