13深圳杯数模竞赛--深圳市交通拥堵原因分析

深圳关内外交通拥堵探究与治理

摘要

深圳市的交通拥堵问题由来已久，其中各个关口的拥堵问题尤为突出。严重的交通拥堵不仅影响了人们的正常出行，也成为了阻碍城市长期发展的绊脚石，治理城市交通拥堵刻不容缓。然而，要想有效地解决交通拥堵，就要对深圳市各关口的道路通行状况进行分析。因此，因此，本文基于关口交通数据，利用数学模型对关口交通状况及影响因素进行了定量分析，并在此基础上提出了针对关内外交通拥堵问题的治理方案。

问题一要求分析各关口拥堵的深层原因。本文首先根据车速制定拥堵指数

?ij，并通过模糊聚类得到了全市道路通行状况R的4级评价标准。其次，计算出关口附近的各条道路早晚高峰期的通行状况等级R。对于数据缺失的路段，本文采用绝对信息量不完备信息系统的数据补齐算法对数据进行补齐。最后，根据上述计算结果，结合关口附近区域的人口密度及经济发展状况，分析各个关口拥堵的原因并给出了采集数据方面的建议。其中，梅林关的拥堵最为严重，这是由于梅观路特殊的地理位置使得梅林关成为了由关外进入深圳市的核心区域——福田区、罗湖区的必经关口；布吉关和清水河的拥堵问题也较为突出。这不仅因为布吉关也是通往福田区、梅林区的重要通道，清水河关口的人口密度大也是加剧上下班高峰期拥堵的一大原因。其他路段的拥堵原因在文中也作了具体分析。

问题二要求通过调整区域、关口的功能，制定交通管制措施改善拥堵状况。要调整城市的分区功能，首先要了解现有的分区功能。因此本文建立交通-产业吸引力方程，通过SPSS进行线性回归，定量分析三种产业每亿元GDP与吸引车流量大小之间的关系。根据交通-产业吸引力方程，建议将福田区和罗湖区的第二产业整体迁移至南山区。此外，结合深圳市实际情况，本文建议将政府部门由拥堵最严重的福田区北迁至龙岗区；鉴于清水河作为关口的交通枢纽作用，建议改变此处的关口功能区域架构，将清水河的居民迁至龙岗区其他位置。最后，本文结合人们日常出行方式及深圳市繁荣的的物流业对交通的影响制定了一些交通管制措施，以期改善交通拥堵状况。

问题三要求在关内增加通道改善拥堵状况。本文认为，改善拥堵最有效的方案就是在易拥堵道路上增加岔路口，司机可以根据当前的道路出行状况合理调整自己的行车路线，这样就可以将部分车辆引流至其他通行顺畅的道路，极大程度的缓解易拥堵道路的通行压力。因此，本文首先绘制了当前深圳市关内主要道路的示意图，对拥堵问题最严重的梅林关和布吉关连接的道路进行分析，选出邻近的畅通道路，并结合实际情况新建了两条关内通道，具体路线见图5-5。

关键词：深圳市 交通拥堵 数据补齐算法 调整城市分区功能 线性回归

一、问题重述

交通拥堵是目前中国各大城市面临的共同难题，但拥堵的成因各不相同，因而需要在摸清规律的基础上有针对性地提出解决方案。由于历史的原因，深圳由关内关外两个区域组成。由于有相当的一部分人口在关外居住，在关内上班，导致在上下班高峰期各关口进出通道经常成为交通最拥堵的地方，尤其以布吉关、梅林关等处为甚，在高峰期发生道路交通事故更会严重影响到广大市民的工作和生活。

为了解决这一长期困扰深圳发展的问题，政府在道路建设上投入了大量的资源。目前，主要关口道路的互联互通程度越来越高，直接增加了关口交通管控工作的复杂度。与此同时，大规模的基础设施建设也对交通信息采集设备的完好性和可靠性造成了不良影响，从而使关口交通管控和事故应急处理决策愈加困难。

因此，使用数学方法对不完整的交通信息进行建模分析，就成为定量分析关口交通特性及构成要素的重要手段。如果能在不断修正、调整的基础上取得较可靠的分析结果，将对制定有效、合理的交通管控及事故应对方案提供有益的帮助。 请根据附件数据以及你收集到的深圳城市功能分区规划、以及实际城市发展等方面的相关资料分析以下问题：

（1）分析造成各关口拥堵的深层原因。以梅林关为例，考虑信息不完备的影响

因素构建关口交通模型，分析造成关口广场区域高峰期拥堵的直接原因，对关口广场各连接道路进行分类或定出拥堵指数；根据你的模型参数，给出今后进一步研究关口广场拥堵问题所需交通数据的采集侧重内容建议。

（2）在不增加关内外通道数量的情况下，能否通过调整城市分区功能、改变关

口区域功能架构以及改善交通管控措施等来缓解梅林、布吉等关口的交通拥堵。

（3）如果可以增加关内通道，试问应选在哪些地方（不考虑建设成本）。

二、问题分析

2.1 问题一

本问题要求分析各关口拥堵的深层原因。考虑实际情况：在道路拥堵的情况下，车流量大而车速低；但在道路畅通的情况下，车速通常较高，此时车流量可大可小，是一个随机值。可见，车流量大小并不能反映出道路的拥堵状况，车速才是衡量道路是否拥堵的标准。因此，本文首先根据车速制定拥堵指数?ij，通过对拥堵指数?ij进行模糊聚类，将全市道路通行状况分为4级，并给出了分级标准。其次，根据关口附近的各条道路早晚高峰期的道路通行状况R，对各道路的拥堵状况进行评价。对于信息不完备的路段，本文采用绝对信息量不完备信息系统的数据补齐算法，给出这些路段的通行状况等级R。最后，结合各区的GDP及城市的功能分区情况，进一步分析造成拥堵的深层原因。

2.2 问题二

调整城市分区功能的前提是充分了解现有的城市分区功能。一方面要知道一个地区三种产业的发展状况；另一方面也要分析城区的产业发展对周边道路通行

状况的影响。为此我们利用SPSS建立交通-产业吸引力的回归方程，定量分析不同产业对区域车流量的影响。

由问题一我们已经得出，拥堵问题最突出的关口是梅林关和布吉关，与这两个关口相连的福田区和罗湖区则是拥堵较为严重的区域（和梅林关相连的福田区是全市最拥堵的区域），而周边的南山区和盐田区交通压力较小。因此，我们考虑对福田区和罗湖区的功能进行调整，将部分产业集中迁移至周边区域。利用交通-产业吸引力回归方程重新计算这两个区产业迁移后的车流量，如果该区域仍旧拥堵，再通过改变关口区域功能架构和改善交通管制措施来缓解交通压力。

2.3 问题三

要缓解城市的交通压力，缓解拥堵状况，就要求新增的关内通道能对经过易拥堵道路的车辆进行引流。如果在易拥堵的道路上设有多个通往临近其他道路的岔路口，司机就可以根据当前的道路出行状况合理调整自己的行车路线，选择车流量较小的道路，这样就可以极大程度的缓解易拥堵道路的通行压力。基于这样的思路，我们绘制出了当前深圳市关内主要道路的示意图，并对每条道路的通行状况进行分析。选出关内的易拥堵道路及邻近的畅通道路，并结合实际情况在两者之间新建关内通道，从而实现缓解关内交通拥堵状况的目标。

三、问题假设

（1）每条车道的通行能力相同；

（2）各条道路没有因交通事故而造成拥堵；

（3）附录中车流量和速度数据没有受到天气的影响； （4）采集的有效数据真实、可靠。

四、符号说明

符号

i

表示含义 道路编号 整点时刻

第i条道路在j点钟时的平均车速 第i条道路7天内的最大车速 表示第i条道路在j点钟时的拥堵指数

道路通行状况等级

某个区域内经过所有道路断面的日均车流量总和

第k产业的年GDP总和

j

vij

Vi

?ij

R

yp

xk

其他变量在文中出现处给出具体定义。

五、模型的建立与求解

5.1 问题一

5.1.1道路拥堵指数?ij的确定

（1）数据处理

首先检查附件1所给数据，去除无效及不完整数据。其次，运用Excel对有效数据进行处理，计算出7天内深圳市各道路各整点时刻的平均车速vij及7天内各车道出现的最大车速Vi。 （2）拥堵指数?ij的计算方法

由于不同道路的最高限速以及路况各不相同，如果单纯比较每条道路的车速的最大值或平均值均不能准确的反映出道路的拥堵状况。因此，通过计算实际速度vij与最大车速的比值，就可以使得不同道路之间具有可比性。由于不同道路的路况不同，很多道路根本不可能达到理论的最大车速，因此我们在计算最大车速时，选择7天内该条道路实际出现过的最大车速Vi。即

?ij?vijVi

（3）通过模糊聚类对城市道路通行状况分级

通过筛选有效数据，我们一共计算出8条道路在24个整点的拥堵指数?ij。对这192个数据进行模糊聚类（程序见附录1），可以将城市道路通行状况分为如下四个等级：

表5-1 城市道路通行状况的分级标准 通行状况等级R 1 2 3 4

通行状况 非常拥堵 拥堵 基本畅通 畅通

?ij的取值范围 [0.000,0.647] [0.647,0.732] [0.732,0.888] [0.888,1.000]

5.1.2 运用数据补齐算法补齐不完整数据 （1）判断早晚高峰期的出现时间

对我们现有数据中8条道路早、晚拥堵最严重的时刻进行统计，我们得出下表：

表5-2 信息完整的道路最拥堵时刻的信息统计

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 道路名称 107国道(广深公路）南头检查站南行 -北-战略 G4(广深高速)(2260km+969m)南行 -北-战略 松白路白芒检查站入-北-战略 清坪快速清水河联检站出口北行 -南-战略 清坪快速清水河联检站入口南行 -北-战略 保洁路清水河检查站出-南-战略 西环路清水河检查站入-北-战略 丹沙路沙湾检查站入-北-战略 早上 高峰时间 8:00 4:00 6:00 6:00 5:00 9:00 7:00 6:00 R 晚上 高峰时间 19:00 18:00 19:00 18:00 16:00 18:00 18:00 16:00 R 3 2 3 3 1 2 1 1 3 3 4 4 3 2 1 2 可以看出，早间出行高峰期集中在6:00-9:00；晚间出行高峰期集中在18:00-20:00。

（2）绝对信息量不完备信息系统的数据补齐算法【1】 1. 定义：信息系统

信息系统是一个四元组S??U,R,V,f?,其中U表示一个元素为对象的非空有限集合, 也叫做论域; 每个元素都具有若干属性,R表示属性的非空有限集合;V?YVa,Va是属性a的值域;f是一个函数: U?R?V,它确定每个对象的每

a?r个属性都有唯一的值, 即?a?R,x?U,f(x,a)?Va。 2. 定义：不可区分关系

对于一个信息系统S，每一个属性子集P?R决定了一个二元不可区分关

IND(P)：

IND(P)?{(x,y)?U?U?ai?P,f(x,ai)?f(y,ai)}

二元不可区分关系是一种等价关系，因此，IND(P)可以生成一个U上的划分, 记作U/IND(P)。U/IND(P) 中的每一个元素[x]P叫做一个等价类。

U/IND(P)也叫做信息系统S的一个知识, 记作知识P。

前面给出了信息系统的定义及相关的概念, 可见对于一个信息系统S来说, 它的任意一个属性子集P都构成了U上的一个划分, 也即给出了S上的一个知识。

3. 定义：知识的绝对信息量

设S??U,R,V,f?是一个信息系统,P?R,U/IND(P)?{X1,X2,?,Xn}是U上的一个划分, 则知识P的绝对信息量定义为：

I(PR)??i?1nXiU(1?XiU)?1?1U2?Xi?1n2i

其中Xi、U分别代表集合Xi和U的元素个数, 则

XiU代表了U中一个元素

属于等价类Xi的概率。如果研究的问题只涉及一个信息系统, 可以将I(PR)简写作I(P)。

4. 单个属性的值缺失

考虑一个不完备信息系统S?, 假定它的部分元素的属性a的值缺失, 即存在集合W?{zz?U,f(a,z)?*}。显然, 在S?上无法定义类似完备信息系统的不可区分关系, 相应地也无法定义知识以及知识约简的概念。为了解决这个问题, 我们可以首先设法将缺失的属性值补上, 使S?转变成一个完备信息系统。这个技巧叫做数据的补齐。具体算法如下：

输入：不完备信息系统S???U,R,V,f?, 其中部分元素属性a的值缺失, 即

存在集合W?U, 且:W?{zz?U,f(a,z)?*}

输出：完备信息系统S, 由S?转化而来, 其中所有元素的属性都补齐。 步骤1：抽出所有属性a的值缺失的元素, 生成集合W。 步骤2：给出所有补齐W中元素的方案, 共VaW种;

步骤3：针对每一种方案, 将补齐后的W加入论域U, 即生成一个完备信息

表, 计算它在不可分辨关系IND(P)下的绝对信息量I(P)。

步骤4：找出I(P)为最大值的方案及其对应的完备信息系统S。如果有多个, 则任取其中之一。

步骤5：输出完备信息系统S。 5. 用法举例

从数据中摘抄的部分缺失数据如下表：

表5-3 部分缺失数据统计

时间 流量 车速 指数 18:00 3474 未知 x 19:00 4583 42.4 2 20:00 4070 41.87 2 根据模型中的算法，为了得到指数x ，对于车流信息系统S，一共可以得到四种补齐算法：f(18,x)?1;f(18,x)?2;f(18,x)?3;f(18,x)?4.

1对上述四种划分，分别计算他们的I(P)?1?242x? ，发现f(18,x)?2所对i?14应的绝对信息量I(P) 最大，因此认为此处缺失的 x?2，即此处的交通拥堵指数为2。

将附件中的缺失数据一一代入计算，就可以确定出所有路段早晚高峰的拥堵指数的大小。

（3）数据补全模型得出的部分道路的出行状况R

表5-4 补全后的部分道路出行状况

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

道路名称

沙湾路沙湾检查站出-南-战略 沙河西路白芒关检查站出-南-战略 梅观公路普滨加油站南行-北-战略 梅观公路南坪立交桥下北行-南-战略 深南大道南头检查站出-南-战略 广深高速同乐检查站出-东-战略

布吉关（出、北行） 布吉关（入、南行） 福龙路隧道北行(香环立交) 福龙路隧道南行(香环立交)

早高峰的R

2 3 1 3 3 3 3 1 3 4

晚高峰的R

3 4 1 2 3 4 1 2 1 4

5.1.3 各条道路拥堵状况的评价与原因分析 （1）梅林关：

表5-5 梅林关道路出行状况

编号 1 2

道路名称 梅观公路普滨加油站南行-北-战略 梅观公路南坪立交桥下北行-南-战略

早高峰的R 1 3

晚高峰的R 1 2

可以看出，不论是出关或是入关，梅林关早、晚高峰期的拥堵状况均十分严

重，其中晚高峰尤其突出。严重的交通拥堵给人们的正常出行以及整个城市的运作带来了极大的不便，拥堵现状急需得到改善。

反思拥堵形成的原因，由于梅观路地处罗湖区与福田区的中间地带，特殊的地理位置使得梅林关成为了从龙华、坂田入关，到罗湖区、福田区的必经关口。众所周知，福田区、罗湖区是整个深圳市的核心地区，第三产业的比重超过

190%【2】，GDP占到全市GDP总和的，可以说是寸土寸金。然而两区的常住人

31口却仅占全市总人口的，大量的上班族选择居住在房价、物价较低的关外地区。

5这就造成了梅林关早、晚高峰期的严重拥堵。 （2）清水河和布吉关：

表5-6 布吉关道路出行状况

编号 1 2 3 4 5 6

道路名称

布吉关（出、北行） 布吉关（入、南行） 保洁路清水河检查站出-南-战略 西环路清水河检查站入-北-战略 清坪快速清水河联检站出口北行

-南-战略

清坪快速清水河联检站入口南行

-北-战略

早高峰的R

3 1 2 1 3 1

晚高峰的R

1 2 2 1 4 3

由于清水河和布吉关同属龙岗区且地理位置很近，因此我们将这两个关口的拥堵原因合并分析。

根据表中数据，清水河和布吉关的整体通行状况不通畅，向南行驶的公路拥堵问题尤为严重。分析其深层原因，清水河和布吉关位于整个深圳市地图的正中心。清水河关口在布吉关的北部6km处，而布吉关距离罗湖区仅4km，是整个中部地区进入罗湖区的主干道。位于布吉关南方的清水河社区还有着“中国第一仓”的美名，区域常住人口已达到98万。大量人口的聚集导致了布吉关早高峰南行入关进入罗湖区、晚高峰北行出关的拥堵现状。

此外，由于这两个关口地处深圳市的中部，向南可达香港，东部是惠州，向北可达东莞，西部可达广州。四通八达的交通直接造就了物流业的繁荣发展，而物流业的发达也直接导致了交通拥堵状况的恶化。 （3）福龙路：

表5-7 福龙路道路出行状况

编号 1 2 道路名称 福龙路隧道北行(香环立交) 福龙路隧道南行(香环立交) 早高峰的R 3 4 晚高峰的R 1 4 在上文我们已经提及，福田区第三产业高度发达，和它相邻的南山区的GDP

居全市首位，二三产业的比重则分别为61%、38%，为全市提供了大量的就业岗位。龙华新区临近福田区和南山区，是深圳近年来新拓展的功能区，常住人口高达130万。而福龙路隧道作为龙华新区通往福田区和南山区的主干道，成为了居住在龙华新区的务工人员上下班首选，因此导致了晚高峰时段福龙隧道北行进入龙华新区的道路严重拥堵。

（4）107南头检查站、G4广深高速同乐检查站：

表5-8 107国道、G4广深高速道路出行状况

编号 1 2

道路名称

107国道(广深公路）南头检查站南行

-北-战略

G4(广深高速)(2260km+969m)南行

-北-战略

早高峰的R

3 2

晚高峰的R

3 3

可以看出，107国道、广深高速的道路通行状况良好，这符合高速公路几乎不堵车的生活常理。

但是分析这两条道路的车流量：

图5-1 各道路日均车流量比较

发现这两条道路的日均车流量均处于较高水平。分析本质原因，广深高速连接广州市和深圳市，中间途径东莞市，由广东和东莞进入深圳的大部分汽车都会由此通行。此外，107国道南头检查站靠近深圳宝安国际机场，由此看来，这两条道路超大的车流量也就不足为奇了。 （5）丹沙路沙湾检查站：

表5-9 沙湾检查站道路出行状况 编号 1 2 道路名称 沙湾路沙湾检查站出-南-战略 丹沙路沙湾检查站入-北-战略 早高峰的R 2 1 晚高峰的R 3 2 沙湾检查站与布吉关功能类似，也是龙岗区通往罗湖区的重要通道。但相比于布吉关的高峰拥堵指数，沙湾的拥堵情况则明显缓和。这是因为从沙湾进入罗

湖区要比从布吉关进入多走近一倍的距离（走布吉关3.6km，走沙湾检查站8.3km），因此人们更倾向于走布吉关。 （6）沙河西路白芒检查站：

表5-10 沙河西路道路出行状况

编号 1 道路名称 沙河西路白芒关检查站出-南-战略 早高峰的R 3 晚高峰的R 4 由统计数据可以看出该处道路通行状况良好。

5.1.4 结论与建议 （1）结论

结合5.4的分析和深圳市的城市发展资料【3】，造成交通拥堵的主要原因有如下几方面：

1. 上下班时间集中。由于整个城市的上下班时间较为集中，使得大量的上

班族在同一时间段都从关外涌进关内，造成了早晚高峰期的堵塞。 2. 机动车密度大。随着城市的经济发展和人民生活水平的提高，私家车数

量急剧增加，超出城市道路的运输能力。

3. 城市区域功能单一。城市各区域的经济发展不均衡，使得上班族的上班

路线都向某几条道路集中的问题更为严峻，进一步加剧了交通拥堵。

（2）关于采集交通数据的建议

1. 考虑在一条路上设立多个数据采集站， 将车流量和车速信息改为求多个

站点数据的平均值，可以使得数据更为准确。

2. 在采集车流量信息时，建议对车辆按照大卡车、面包车、小轿车、公交

车等类别进行分类统计，以得出不同类别车辆的出行规律。

5.2 问题二

5.2.1 数据的的采集与处理

（1）我们采集南山区、福田区、罗湖区2012年的GDP总量【4】（单位：亿元），情况如下：

表5-11 各区各产业年GDP总量及所占比重

区域 产业 南山区 福田区 罗湖区

第二产业 GDP 1667.94 113.04 115.70

第二产业 所占比重 61.60% 4.90% 8.90%

第三产业 GDP 1086.57 2186.96 1184.30

第三产业 所占比重 38.40% 95.10% 91.10%

GDP总量 2829.62 2300 1300

资料显示，深圳市地处丘陵地区，可用平原非常少，农业发展几近停滞，因此我们在统计过程中未考虑第一产业产值。

（2）根据道路断面所在区域，我们统计出各区域内所有道路断面的日均车流量

总和y（单位：万辆），具体数据如下图所示：

图5-2 各区日均车流量总和对比

5.2.2 建立交通-产业吸引力回归方程

为定量研究产业发展状况对车流量的影响，本文建立交通-产业吸引力方程：

yp??akxkk?23

其中yp代表某个区域内经过所有道路断面的日均车流量总和，p分别代表南山区、福田区和罗湖区，xk代表第k产业的年GDP总和，ak代表第k产业每亿元GDP所吸引的车流量。

根据5.2.1中数据，利用SPSS进行线性回归分析，得：

图5-3 SPSS线性回归结果

则交通-产业吸引力回归方程为：

yp?0.006x2?0.033x3?15.284

5.2.3 调整城市分区功能和关口区域功能架构

在进行区域功能调整时，考虑到福田区和罗湖区第三产业所占比重较大，对第三产业整体迁移的方案不具有可行性，因此我们将这两个区域的第二产业整体

迁移至以第二产业为主、交通压力较小的南山区。此时三个区域的日均车流量总和yp变为南山区32.00万辆、福田区56.88万辆、罗湖区23.80万辆（见图5-4）。

图5-4 调整城市分区功能前后各区日均车流量对比

可以看出，在调整了城市分区功能后，福田区和罗湖区的日均车流量总和yp均有所下降，但对于拥堵状况的缓解作用并不显著，拥堵最严重的福田区的车流量仍处在高位。因此我们还需要采取其他措施来缓解交通拥堵。

分析深圳市行政区划图，市委、市政府等多个政府机关全部位于福田区也在一定程度上加剧了福田区的拥堵状况。因此，本文建议将政府机关北迁至道路通畅的宝安区。

此外，在问题一中我们曾经提到，清水河关口人口密度非常大，且该关口的大都要经布吉关进入福田区或罗湖区，加重了布吉关的拥堵问题。因此，本文建议调整清水河关口的区域功能架构。鉴于其作为关口的交通枢纽作用，建议清水河的居民迁至龙岗区其他位置，减小清水河关口的常住人口密度。

5.2.4 关于交通管制措施的建议

（1）大力发展公共交通，提倡公交出行。

（2）实行私家车按单双号交替上路政策，尽量减少私家车上路，减小道路的承

载压力。

（3）实行错峰上下班。根据岗位需求，调整政府部门、白领阶层、工人等不同

职业的上下班时间，尽量避免城市的上下班时间的集中。

（4）对从事运输、物流行业的大卡车实行限行制度，禁止其在早、晚上下班高

峰期时间通过关口，减小各关口的通行压力。

5.3 问题三

根据深圳市关内主要道路分布情况，绘制主要道路走向示意图（见图5-5）。 由问题一问题二可以得到深圳市关内三个区域交通状况为：南山区交通状况较好，福田区和罗湖区拥堵较为明显，其中福田区拥堵情况最严重。

在道路通行状况方面，107国道与G4广深高速全天较为畅通，而梅林关、布吉关、福龙路、清水河四个关口拥堵状况明显，其中梅林关最为严重，有进行改造的必要。

图5-5 深圳市关内主要道路走向示意图

清水河

G4广深高速

梅林关

通道一

福龙路

107国道南头

通道二 布吉关 沙湾

根据以上状况，我们拟增设两条新的通道对拥堵关口车流量进行疏导，具体位置如上图虚线所示。

5.3.1通道一的增设：

通道一西端连接107国道与G4广深高速相邻处，中间经过福龙路，东端截止于梅林关南部。

若龙岗区车辆进入南山区，可以在通过梅林关后直接走通道一，避免了与其他进入福田区的车辆因走同一道路而加剧拥挤，也可以避免为了保证畅通而绕至G4广深高速增加路程；其次，对于宝安区龙华新区想要进入南山区的车辆可以选择通过梅林关或走福龙路转通道一，同样可以避免拥堵达到对拥堵关口分流的目的；此外，福龙路相比较于梅林关而言，其早高峰时道路状况较为通畅，因而早高峰时期车辆经过梅林关时可以选择经过通道一转至福龙路进入福田区。

5.3.2 通道二的增设：

通道二南端与G4广深高速的末端相连，北端止于布吉关南侧，相当于将G4广深高速进行延伸，但在路中段处设置一可以到达罗湖区的检查站。

布吉关全天车流量较多，主要为宝安区及龙岗区进入罗湖区车辆，在经过布吉关后可以选择通道二，从而达到对布吉关车流量分流的目的，缓解了拥堵；其次，龙岗方向想要进入福田区或者南山区的车辆可以选择不进入梅林关及福龙路，从布吉关转通道二后直接到达，不仅缩短了时间，也可以对拥堵情况最严重的梅林关达到分流的作用。

5.3.3 总结

通过增设通道一及通道二，可以达到对梅林关、布吉关、福龙路拥堵状况的改善，同时，由于清水河关口临近梅林关及布吉关，在相邻关口交通状况改善的情况下，清水河关口的通行压力也有所缓解。综上所述，通道一及通道二的增设

可以大幅度缓解深圳市高峰期的道路拥堵状况。

六、模型的评价与推广

6.1 模型优点

（1）拥堵指数的设置简洁合理，便于计算。利用模糊聚类的方法对拥堵指数进

行聚类，得到城市的道路出行状况的4级评价标准，具有很强的实用性。 （2）建立交通-产业吸引力回归方程，直观的表现出了区域不同产业GDP水平

与车流量之间的关系，为改变城市功能分区，调整产业结构做出了合理解释。

（3）对附件中的缺失数据采用“绝对信息量不完备信息系统的数据补齐算法”

进行补齐，使分析结果的可靠性得到提高。

（4）大量运用图表对数据进行说明，简洁明了、说服力强。

6.2 模型缺点

（1）未考虑天气因素可能造成的交通拥堵状况，在一定程度上影响了结果的科

学性。

（2）建立交通-产业吸引力回归方程时为简化问题，忽略了第一产业对人口的吸

引作用，结果存在误差。

（3）在对关口的区域功能架构和政府部门进行迁移后，仅从理论上分析了可以

有效改善城市拥堵问题，并未进行量化计算，削弱了结果的说服力。

6.3 模型推广

交通拥堵指数可以模型可以作为城市重要交通路线的监控运算模型，通过简单、易操作的测量速度的方法，便可以简单、明了、迅速地判断其拥堵状况。根据实际情况，迅速的制定出解决方案，例如，将车流引导入畅通的车道。这样能大大提高政府的工作效率，提高人民的满意度。

交通-产业吸引力回归方程不仅可以判断不同产业对于人口的吸引力大小，还可以推广至判断发达地区对于不发达地区人口的吸引力大小，从而为国家宏观调控政策提供参考。如解决因大量农民工外出打工导致的留守儿童问题、吸引海外留学生归国问题等。

七、参考文献

【1】张德喜，李晓宇，绝对信息量不完备信息系统的数据补齐算法，计算机工

程与应用，2006年第42（22）期：第155-156页 【2】新华网，王荣点评深圳市各区经济结构，

http://news.xinhuanet.com/local/2011-12/05/c_122379041.html，2013年9月6日

【3】中国城市发展网，初探深圳道路交通拥堵成因及对策，

http://www.chinacity.org.cn/csfz/cshj/78416.html，2013年9月6日 【4】深圳市统计局，深圳市2012年国民经济和社会发展统计公报，

http://www.sztj.gov.cn/xxgk/tjsj/tjgb/201304/t20130412_2127275.html，2013年9月7日

八、附录

8.1 拥堵指数?的模糊聚类

x = zscore(x);%数据标准化 y = pdist(x);%计算欧式距离

z = linkage(y,'average')%创建系统聚类树。 H = dendrogram(z,0);%显示聚类图。

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