车道被占用对城市道路通行能力的影响_数学建模大赛a题优秀论文(编辑修改稿)

车道被占用对城市道路通行能力的影响_数学建模大赛a题优秀论文(编辑修改稿)内容摘要：

:55 74 17:57:09 19:58:09 60 17:58:39 18:00:45 126 18:01:15 18:03:08 114 18:02:55 18:04:00 65 撤离后 18:03:07 18:04:02 55 18:03:20 18:04:03 43 18:03:25 18:04:11 46 18:03:28 18:04:06 38 平均速度 表 a 12 视频2整个时间段速度（km/h）01020304050607017:29:00 17:29:10 17:30:08 17:34:22 17:35:27 17:36:30 速度（km/h） 视频2事故时间段内速度变化01020304050607017:34:22 17:36:14 17:37:17 17:39:13 17:40:20 17:41:19 17:42:30 17:43:53 17:45:07 17:46:43 17:48:13 17:50:30 17:53:29 17:57:09 18:02:55时间km/h系列1图 e 横断面前的车密 度： 图 f 13 对 1,2 题的各变量进行比较得到： 车流量（图 a 与图 d比较得到） 上：视频一从 16:42:32 到 17:01:21 这段时间上事故堵车造成车流量与之前形成的变化高于视频二 1,2 道被占用所形成的变化， 速度（图 b 与图 d 比较得到） 上：在视频一中占据了 2,3 车道比视频二占距 2 车道对事故前车流速造成的影响大（其中考虑道两视频的时间段也不同，但总体上还是可以评估的，因为在一车道上还有两小区路口及三个车道流量的比列也不同可以相互调节，再者又是在城市小道路，所以各种因素相互调节下，采集的数据可 以算作衡量数据使用） 车密度（图 c 与图 f） 的变化：视频一在前期时间段上车密的变化幅度明显高于视频二；但随着视频二的时间进一步加长，密度的堆积有一些升高，但就比较上还是低于视频二中的影响变化。 所以综上所述可以得到： 对于车道占用的不同影响到道路通行能力，关键是在外侧车道的车辆流通量较大，故而影响较为明显，而内侧车道的车流量较小对占用时在影响上与正常情况下通行能力的影响较小。 问题三的求解分析 对第三题进行分析：从视频一可以看出车辆的排队长度与事故持续时间的的变化情况，事故的横断面的通行能力 关系可有 1题中的时间关系与排队长度的关系。 而从交通信号相位中选取一分钟作为周期进行采集数据得出上游车流量与时间的关系，故而能够得出路段车辆长度与各变量的关系如下： 上游车流量与持续时间的表格图像如下： （大车 =2pcu，小车 =1pcu） 起始时间 终止时间 小车数 大车数 Pcu/min 16:39:00 16:40:00 9 1 11 16:40:00 16:41:00 15 1 17 16:41:00 16:42:00 16 3 22 16:42:00 16:43:00 16:43:00 16:44:00 14 1 16 16:44:00 16:45:00 17 0 17 16:45:00 16:46:00 15 1 17 14 16:46:00 16:47:00 11 0 11 16:47:00 16:48:00 21 1 23 16:48:00 16:49:00 18 0 18 16:49:00 16:50:00 19 1 21 16:50:00 16:51:00 21 0 21 16:51:00 16:52:00 23 1 25 16:52:00 16:53:00 16 2 20 16:53:00 16:54:00 18 2 22 16:54:00 16:55:00 14 0 14 16:55:00 16:56:00 13 0 13 图 9 车辆长度 =a道路通行能力 +b 事故持续时间 +c上游车流量； 道路通行能力 s与持续时间 t的关系： 5 0 02 3 8 7 75 0 0 08 2 8 95 0 0515 0 01 23439。  xxxxy 单位为（ pcu/min） （ a） 上游车流量 q 与持续时间 t 的关系为： 0 4 2 5 2345  xxxxxy 本 文再采 用 G R E E N S H IE L D 流一密模 型 , 如 图 4所 示 , 并规定 需求流 量 q l 属 于 高速低 密 的 畅流 态 而 1s属 于低 速高密的拥挤态。 假设当交通事故发生后 , 本车道上游的需求流量下降为q, 对应的密度记为 1k, 瓶颈点的通行能力下降为 1s, 车流密度相应地上升为1sk , 事故持续时间为 1t, 故障排除后 , 排队车辆以饱和流率 驶出 , 对应密度记为。 15 )(ty 事故发生点  11qk 11sks 11qk 事故影响区段 0 t1 A D t R C y 车流阻塞 消散过程的波形时 距图 一般异常事件持续时间的定义是指从交通异常产生到交通流状态 恢复正常所需的时间。 它由 4 个阶段构成 , 第 1 阶段是交通异常事件产生到 AID系统检测并确认事件。 第2 阶段是响应阶段 , 即从确认事件到救援车辆到达事发现场。 第 3 阶段是清除时间 , 即从救援车辆到达到离开现场。 第 4 阶段是交通流恢复阶段 ,即从事件清除到排队完全消散 , 交通流恢复正常。 这里的事故持续时间是指前 3 个阶段的总时间 ,也可称为事故清除时间。 流 — 密关系曲线图 其中得到结论： 16 波速：1111 kk qssOB ， 由参考文献 2 可以得到以下结论： )1( 1 11k kku sfOB  )21(|)( 11 1 jsfkks kkudkdqkh s   1111 )2(ssjB kk tkkt  从而得出车辆长度的与三变量的关系如下： y=111111111111111 )()(2)()()( 2 kkk ttqskk ttkkktkkskj qssjssj     ）（ (1) 其中 1s为事故处的通行能 力， 1q为上游的车流量，jk为阻塞密度值为 110pcu/km；1sk为事故处的车密， 1k路段上游的车密，t为持续 时间。 (根据上游车流量与车速的关系可知具体车流量下的车密值，因为车流量与车速在事故发生期间都是事故持续时间的函数 ) 问题四的分析求解 当交通事故所处横断面距离上游路口变为 140 米时，而下游方向需求不变，上路段车流量为 1500pcu/h,发生事故时车辆排队长度为 0； 车辆长度 y的最大值实际上为 140 米排队到上游路口所以对问题三中的（）式对时间 t求导 dy/dt=0 得到车辆排队最大长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车游量的关系为： )]([4/)()]()([ 11211m a x khttkhkhy Bs  (2) )21(|)( 11 1 jsfkks kkudkdqkh s   1111 )2(ssjB kk tkkt  得到： ))(( )(1 111111111111kkkkkqskkkkkkqsusjsjjssf  )21(4))2(()]21()21([11111211m a xjfssjjfjsfkkukkkktkkukkuy (3) 题中给出 上 游 车流量 q1 为 1500pcu/h 车流量 q1 与车密 (k1)间的关系式：q1=1/10*t^518/5*t^4+306/5*t^32267/5*t^2+14213/10*t4017/10 速度与时间的关系： v=3/2500*t^5+13/250*t^483/100*t^3+61/10*t^223*t+60) 17 k1=(1。