数学建模交通流量问题

交通流量调查报告

目的：将所学知识付诸于实践，同学们在相互合作，分组统计12小时的交通流量状况。通过对交通流量的切实感知，来分析所统计出来的数据，得出一些结论，为交通管理和控制，交通道路体系规划提供重要的依据。 方法：人工观测

内容：高峰小时交通量调查

地点：湖南省长沙市湘府中路和韶山南路交汇十字路口 车种划分：三类：小汽车，公交车，货车及其他。 调查周期: 15分钟

调查工具：笔、交通量调查表 (1)选址：选定需要测量的交通路口。

(2)分组：共分为四个点，三个时间段，每个小组负责一个时间段的一个点的相关统计。

(3) 实地观测，记录 (3) 统计相关数据 (4)数据整理与分析

选址区位分析

如图所示，所选位置为湘府路和韶山南路的十字路口交汇处，共确定了四个点，本次分析的是观测点3和观测点4着两个点。并且分析总结了这两个方向 相关图表

图一：自北向南 16:00——19:00车流量统计表

图二：自南向北 16:00——19:00车流量统计表 自北向南，车流量分析

如上图一所示；关于小汽车：图表呈山形高低起伏，以16:30——16:45和18:15——18:30为两个高峰点，数据以此

2010河北化药学院数学建模竞赛

承 诺 书

我们仔细阅读了数学建模竞赛的竞赛规则.

我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。

我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。

我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。

我们参赛选择的题号是（从A——J中选择一项填写）： 一 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）： 河北化工医药职业学院 参赛队员 (打印并签名)： 1. 刘小敏 有机30902 12

2. 高聚涛 有机30901 37 3. 杨志成 计机30902 35

日期： 2010 年 12 月 12 日

签名：

交通流量图模型

摘 要

本论文解决的是交通流量的问题。本文根据某城市的单行道各交叉路口流入流出量相等列出方程组，利用线性代数的

实验十 交通管理问题

【实验目的】

1．了解微分方程的一些基本概念。

2．初步掌握微分方程模型建立、求解的基本方法和步骤。

3．学习掌握用MATLAB软件中相关命令求解常微分方程的解析解。

【实验内容】

在城市道路的十字路口，都会设置红绿交通灯。为了让那些正行驶在交叉路口或离交叉路口太近而又无法停下的车辆通过路口，红绿灯转换中间还要亮起一段时间的黄灯。对于一名驶近交叉路口的驾驶员来说，万万不可处于这样进退两难的境地：要安全停车但又离路口太近；要想在红灯亮之前通过路口又觉得距离太远。那么，黄灯应亮多长时间才最为合理呢？ 已知城市道路法定速度为v0，交叉路口的宽度为I，典型的车身长度统一定为L，一般情况下驾驶员的反应时间为T，地面的磨擦系数为?。（假设I＝9m，L＝4.5m，?＝0.2，

T＝1s）

【实验准备】

微分方程是研究函数变化过程中规律的有力工具，在科技、工程、经济管理、人口、交通、生态、环境等各个领域有着广泛的应用。如在研究牛顿力学、热量在介质中的传播、抛体运动、化学中液体浓度变化、人口增长预测、种群变化、交通流量控制等等过程中，作为研究对象的函数，常常要和函数自身的导数一起，用一个符合其内在规律的方程，即微分方程来加以描述。

1．

实验十 交通管理问题

【实验目的】

1．了解微分方程的一些基本概念。

2．初步掌握微分方程模型建立、求解的基本方法和步骤。

3．学习掌握用MATLAB软件中相关命令求解常微分方程的解析解。

【实验内容】

在城市道路的十字路口，都会设置红绿交通灯。为了让那些正行驶在交叉路口或离交叉路口太近而又无法停下的车辆通过路口，红绿灯转换中间还要亮起一段时间的黄灯。对于一名驶近交叉路口的驾驶员来说，万万不可处于这样进退两难的境地：要安全停车但又离路口太近；要想在红灯亮之前通过路口又觉得距离太远。那么，黄灯应亮多长时间才最为合理呢？ 已知城市道路法定速度为v0，交叉路口的宽度为I，典型的车身长度统一定为L，一般情况下驾驶员的反应时间为T，地面的磨擦系数为?。（假设I＝9m，L＝4.5m，?＝0.2，

T＝1s）

【实验准备】

微分方程是研究函数变化过程中规律的有力工具，在科技、工程、经济管理、人口、交通、生态、环境等各个领域有着广泛的应用。如在研究牛顿力学、热量在介质中的传播、抛体运动、化学中液体浓度变化、人口增长预测、种群变化、交通流量控制等等过程中，作为研究对象的函数，常常要和函数自身的导数一起，用一个符合其内在规律的方程，即微分方程来加以描述。

1．

基于GA-SVR模型的短期交通流量预测方法研究

基于GA-SVR模型的短期交通流量预测方法研究 基于GA-SVR模型的短期交通流量预测方法研究 韩志聪1，樊彦国1，吴会胜1，刘惠燕2 (1.中国石油大学(华东)地球科学与技术学院，山东 青岛 266580；

2.青岛市黄岛区国土资源和房屋管理局，山东 青岛 266555) 摘要：为了提高短期交通流预测精度，寻求最优交通流分组策略，通过对短期历史交通流量数据的分析，运用遗传算法优化支持向量回归机的惩罚参数、核函数参数和不敏感损失函数3个参数，构建了GA-SVR模型。首先对采集的数据采用算术平均值进行了降噪处理，然后根据交通数据特征分为连续5个星期五时间、相邻前5个工作日和当天3种时间周期序列，通过不同时间周期序列确定了最优的训练样本集。最后结合采集的数据进行了验证，并且与传统SVR模型进行了精度对比。结果表明: GA-SVR模型预测精度优于传统SVR模型，且基于当天数据构建的训练样本集总体预测精度最高。 关键词：交通工程；交通流分组策略；遗传-支持向量回归模型；短期交通流量；预测参数 0 引言 城市化进程的推进、人类移动性的增强以及物资交流的加速促使交通运输投资越来越大，基础设施的扩建滞

%% 清空环境变量 clc clear

%% 网络参数配置

load traffic_flux input output input_test output_test

M=size(input,2); %输入节点个数 N=size(output,2); %输出节点个数

n=6; %隐形节点个数 lr1=0.01; %学习概率 lr2=0.001; %学习概率 maxgen=100; %迭代次数

%权值初始化

Wjk=randn(n,M);Wjk_1=Wjk;Wjk_2=Wjk_1; Wij=randn(N,n);Wij_1=Wij;Wij_2=Wij_1; a=randn(1,n);a_1=a;a_2=a_1; b=randn(1,n);b_1=b;b_2=b_1;

%节点初始化 y=zeros(1,N); net=zeros(1,n); net_ab=zeros(1,n);

%权值学习增量初始化 d_Wjk=zeros(n,M); d_Wij=zeros(N,n); d_a=zeros(1,n);

d_b=zeros(1,n);

%% 输入输出数据归一化

[inputn,inputps]=mapminmax(input');

短时交通流预测研究综述

摘要：道路交通流预测预报是智能交通系统关键技术之一,短时预测是交通控制、车辆导航的技术基础。本文概述了道路交通流预测方法的发展历程,分析比较了各预测模型的优点、缺点及适用情况,给出了道路交通预测的一般流程。对现存预测方法进行了分类分析:基于统计理论的方法、基于神经网络的方法、基于非线性理论的方法以及基于检测器优化选择的短时交通流预测算法的预测方法。将人工神经网络模型与其他领域的研究相结合的综合预测模型要比单一神经网络预测模型、常规预测模型的预测效果好;以预测的均方误差最小为目标函数，通过遗传算法优化选择合适的检测器，以小波神经网络作为预测算法进行短时交通流预测具有很高的精度和适用性。

关键词：交通工程；交通流理论；短时交通流；预测模型;神经网络算法

Research on Short-Time Traffic Flow Forecasting Methods

LIU Jia-tong

(1. Department of Bridge Engineering, School of Highway, Chang’an Unversity)

Abstract:Prediction of road traffic flow i

短时交通流预测研究综述

摘要：道路交通流预测预报是智能交通系统关键技术之一,短时预测是交通控制、车辆导航的技术基础。本文概述了道路交通流预测方法的发展历程,分析比较了各预测模型的优点、缺点及适用情况,给出了道路交通预测的一般流程。对现存预测方法进行了分类分析:基于统计理论的方法、基于神经网络的方法、基于非线性理论的方法以及基于检测器优化选择的短时交通流预测算法的预测方法。将人工神经网络模型与其他领域的研究相结合的综合预测模型要比单一神经网络预测模型、常规预测模型的预测效果好;以预测的均方误差最小为目标函数，通过遗传算法优化选择合适的检测器，以小波神经网络作为预测算法进行短时交通流预测具有很高的精度和适用性。

关键词：交通工程；交通流理论；短时交通流；预测模型;神经网络算法

Research on Short-Time Traffic Flow Forecasting Methods

LIU Jia-tong

(1. Department of Bridge Engineering, School of Highway, Chang’an Unversity)

Abstract:Prediction of road traffic flow i

封一

答卷编号（参赛学校填写）：

答卷编号（竞赛组委会填写）：

论文题目：B题：深圳关内外交通拥堵探究与治理

组 别：本科生

参赛队员信息(必填)：

参赛学校：沈阳航空航天大学

封二

答卷编号（参赛学校填写）：

答卷编号（竞赛组委会填写）：

评阅情况（学校评阅专家填写）：

学校评阅1.

学校评阅2.

学校评阅3.

评阅情况（联赛评阅专家填写）：

联赛评阅1.

联赛评阅2.

联赛评阅3.

深圳关内外交通拥堵探究与治理

摘要

随着经济的高速发展和城市化进程的加快，机动车拥有量急剧增加。城市道路交通拥堵问题成为困扰世界各大城市的社会问题之一，严重影响着城市的可持续发展和人们的日常工作与生活。快速、准确地发现路网中发生的交通拥堵，并估计出拥堵在未来一段时间内的扩散范围和持续时间，对于制定合理有效的交通拥堵疏导策略具有重要意义。 针对这个问题，我们通过综合分析深圳市关内外人口居住分布，区域功能架构及交通路况等情况，分析造成各关口拥堵的深层原因，建立仿真模型结合理论给出一个合理的调度方案，并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来缓解交通拥堵。

对于问题一：构造流量q(x,t)、车速v(x,t)、行车道数s(x)、车辆通量I关系。通过主成分分析法分析造成各关口拥堵的

May2010-98-Civ-A6

■ 货车开往码头卸货，上午8:00-8:30的到达率为6veh/min，其后为2veh/min。码头上午8:15开放，平均卸货和驶离速度为5veh/min。

①绘出从8:00到排队消散时段的累计车辆数-时间曲线，确定码头开放后货车排队消散的时刻。

②计算最大排队长度（排队中货车数量）。 ③计算到达码头货车的最长等待时间。

④计算从8:00到排队消散时段的货车总延误和平均延误。 【提示】排队分析方法

■ 一段单车道公路交通流规律符合Greenshields模型。测得自由流车速为80km/h，阻塞密度为75veh/km。

①计算该路段通行能力以及对应的最佳速度和最佳密度。绘出流量-速度关系曲线，标出自由流速度、最佳速度和通行能力。

②正常情况下交通流流率为1200veh/h，速度为75km/h。一辆速度为35km/h的卡车驶入该道路，行驶3.5km后又驶出。其后跟驶车辆被迫降低速度行驶，从而形成排队。如果车队的密度为40veh/km，流率为1400veh/h。确定货车驶出该路段时的排队长度。

③确定货车驶出后排队的消散时间（假设道路下游没有交通阻塞）。 【提示】交通流模型，连续流理论（冲击波分析方法）