【2016年国赛MATLAB创新奖B题】-小区开放道路通行影响（论文）

【作品名称】：【2016年国赛MATLAB创新奖B题】-小区开放道路通行影响（论文） 【适用人群】：适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。 【项目介绍】：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：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。对于便捷度，我们定义可达度（小区及周边范围内从小区 ### 小区开放对道路通行的影响 #### 一、引言 随着城市化进程的加快，道路通行能力成为了衡量城市交通状况的重要指标之一。封闭式住宅小区因其私密性被广泛采用，但这也导致了周边道路的压力增大。因此，探讨小区开放后对周边道路通行的影响具有重要的现实意义。本文旨在通过建立数学模型，分析小区开放对其周边道路通行的影响，并提出合理化的建议。 #### 二、评价指标体系的选择与构建 为了全面评估小区开放对周边道路通行的影响，本研究采用了聚类分析法和层次分析法相结合的方法来选择关键的影响因素，并构建了评价指标体系。 - **聚类分析法**：通过聚类分析法将多个影响因素归类为三个主要方面：道路通行能力、安全性和便捷度。 - **道路通行能力**：由车道数、拥堵系数、路旁干扰系数和区内支路饱和度等因素决定。 - **安全性**：由交叉路口的数量决定。 - **便捷度**：由可达度决定，即从小区一端到达另一端的支路总长度与最短路径长度的比值。 - **层次分析法**：进一步细化影响因素的重要性，确定每个指标的关键因素及其权重。 #### 三、模型构建 ##### 3.1 道路通行能力模型 - **元胞自动机模型**：用于分析车辆密度与车辆平均速度之间的关系。 - **NS模型**：通过对比开放前后的交通流变化，量化道路通行能力的影响程度。 ##### 3.2 安全性模型 - **交叉口车辆通行模型**：定义潜在危险度，定量分析小区开放对安全性的影响。 ##### 3.3 便捷度模型 - **可达度**：通过Dijkstra算法求解最短路径，计算便捷度的变化。 #### 四、模糊综合评判模型 - **因素集**：选取道路通行能力、安全性和便捷度作为评判因素。 - **评语集**：根据实际情况设定评价等级。 - **权值**：通过分析因素集对周边道路通行产生的影响大小来确定。 #### 五、案例分析 选取五个具有代表性的小区进行案例分析，根据模型结果将其分为三类： - **适合开放的小区**：开放后能显著提高道路通行能力和便捷度。 - **不适合开放的小区**：开放后可能降低安全性或增加拥堵。 - **开放与否影响不大的小区**：开放对道路通行影响较小。 #### 六、模型验证与优化 - **实际案例验证**：通过实际案例数据验证模型的有效性。 - **VISSIM模拟**：使用交通仿真软件VISSIM模拟交通系统，进一步验证模型的可靠性。 - **模型改进**： - 对聚类分析法中的权重确定方法进行改进，采用“九分位法”以提高科学性。 - 结合主成分分析法的层次分析法模型。 - 改进模糊综合评判模型的因素集、评语集以及权重确定方法。 #### 七、结论与建议 - **结论**：通过上述模型和案例分析，可以得出不同类型的小区开放对周边道路通行的具体影响。 - **建议**：根据研究成果，从交通通行的角度出发，向城市规划和交通管理部门提出合理化建议，包括但不限于小区开放的条件、时间和范围等。 ### 小结 本文通过对小区开放后对其周边道路通行的影响进行深入研究，不仅构建了一套完整的评价指标体系，还建立了相应的数学模型来进行定量分析。通过理论分析与案例研究相结合的方法，为城市规划和交通管理部门提供了宝贵的参考依据。未来的研究可以进一步拓展模型的应用场景，探索更多变量的影响，为更广泛的交通管理决策提供支持。