2013年国赛高教杯数学建模A题车道被占用对城市道路通行能力的影响解题全过程文档及程序

2013年国赛高教杯数学建模

A题 车道被占用对城市道路通行能力的影响

  车道被占用是指因交通事故、路边停车、占道施工等因素，导致车道或道路横断面通行能力在单位时间内降低的现象。由于城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，一条车道被占用，也可能降低路段所有车道的通行能力，即使时间短，也可能引起车辆排队，出现交通阻塞。如处理不当，甚至出现区域性拥堵。
  车道被占用的情况种类繁多、复杂，正确估算车道被占用对城市道路通行能力的影响程度，将为交通管理部门正确引导车辆行驶、审批占道施工、设计道路渠化方案、设置路边停车位和设置非港湾式公交车站等提供理论依据。
  视频1（附件1）和视频2（附件2）中的两个交通事故处于同一路段的同一横断面，且完全占用两条车道。请研究以下问题：
  1. 根据视频1（附件1），描述视频中交通事故发生至撤离期间,事故所处横断面实际通行能力的变化过程。
  2. 根据问题1所得结论，结合视频2（附件2），分析说明同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力影响的差异。
  3. 构建数学模型，分析视频1（附件1）中交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。
  4. 假如视频1（附件1）中的交通事故所处横断面距离上游路口变为140米，路段下游方向需求不变，路段上游车流量为1500pcu/h,事故发生时车辆初始排队长度为零，且事故持续不撤离。请估算，从事故发生开始，经过多长时间，车辆排队长度将到达上游路口。
  附件1：视频1
  附件2：视频2
  附件3：视频1中交通事故位置示意图
  附件4：上游路口交通组织方案图
  附件5：上游路口信号配时方案图
  注：只考虑四轮及以上机动车、电瓶车的交通流量，且换算成标准车当量数。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

整体求解过程概述(摘要)

  交通是城市的命脉。车道往往会因为交通事故等原因被占用，从而降低了道路的通行能力，严重的话会导致交通堵塞。为了帮助交通管理部门更好地管理城市交通，需要正确估算车道被占用对城市道路通行能力的影响程度。 为了更准确地计算视频中上流路口进入事发路段的车辆和通过交通事故所占车道的横断面的车辆情况，本文在使用了背景差分法为主，直方图均衡化、中值滤波法、、形态学滤波法和边缘检测算法为辅的图像处理方法得到检测运动车辆的视频，使计算更简便。
  针对问题一，根据权威文献计算出事故发生期间事故所处横断面理论通行能力和实际通行能力，由两种通行能力随时间变化的图像可知实际通行能力在事故期间随时间在理论通行能力上下波动，而且这种波动符合正态分布。
  针对问题二，在视频一和视频二的数据通过正态检验和方差齐次检验后，利用这些数据使用方差分析得到同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力的影响无显著性差异的结论。为了得到这种影响的实际情况，本文又进一步使用了通径分析，得到的结果为同一横断面交通事故所占车道不同对横断面实际通行能力的影响决定于各车道的流量比例。
  针对问题三，首先使用城市交通二流理论计算得到事发路段随事故持续时间增加而改变的排队长度，然后使用非线性比例尺改进算法统计视频的排队长度。然后用夹角余弦法对事故横断面实际通行能力、路段上游车流量分配权重统一为一个自变量，和事故持续时间一同作为BP神经网络的输入样本，排队长度作为输出样本进行训练，得到一个拥挤交通流排队长度模型。最后用遗传算法对神经网络进行优化。模型的结果和样本数据拟合效果较好，显示排队长度会随着排队时间变大，路段上游车流量变大，事故横断面实际通行能力下降而不断增加。
  针对问题四，将车看作元胞，根据所给的数据制定元胞运动规则，构造出基于元胞自动机的交通流预测模型。经过模拟仿真，得到的结果为：事故发生后，在上游车流量波动不大的情况下，经过8.3分钟到9分钟之间的时间，车辆排队长度将到达上游路口。对模型进行改进，考虑红绿灯的情况，得到车辆排队长度达到上游路口的时间缩短为8分到8.4分钟之间，平均时间为8.36分钟，且排队长度曲线的波动程度变大。

模型假设：

  1. 只考虑四轮及以上机动车、电瓶车的交通流量，且换算成标准车当量数。
  2. 车只分为小、中、大三种车型，小轿车、小型客货车为小型，中型客货车、轻型客货车为中型，大型货车、大型客车为大型，且同一车型的车大小相差不大。
  3. 上游车流量不受事故持续时间影响。

问题重述：

  车道被占用是指因交通事故、路边停车、占道施工等因素，导致车道或道路横断面通行能力在单位时间内降低的现象。由于城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，一条车道被占用，也可能降低路段所有车道的通行能力，即使时间短，也可能引起车辆排队，出现交通阻塞。如处理不当，甚至出现区域性拥堵。 车道被占用的情况种类繁多、复杂，正确估算车道被占用对城市道路通行能力的影响程度，将为交通管理部门正确引导车辆行驶、审批占道施工、设计道路渠化方案、设置路边停车位和设置非港湾式公交车站等提供理论依据。 视频1（附件1）和视频2（附件2）中的两个交通事故处于同一路段的同一横断面，且完全占用两条车道。请研究以下问题：
  1. 根据视频1（附件1），描述视频中交通事故发生至撤离期间,事故所处横断面实际通行能力的变化过程。
  2. 根据问题1所得结论，结合视频2（附件2），分析说明同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力影响的差异。
  3. 构建数学模型，分析视频1（附件1）中交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。
  4. 假如视频1（附件1）中的交通事故所处横断面距离上游路口变为140米，路段下游方向需求不变，路段上游车流量为1500pcu/h,事故发生时车辆初始排队长度为零，且事故持续不撤离。请估算，从事故发生开始，经过多长时间，车辆排队长度将到达上游路口。

模型的建立与求解整体论文缩略图

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

全部论文请见下方“ 只会建模 QQ名片” 点击QQ名片即可

程序代码：

% 计算队列长度function [cal] = calline(road)
global length DU;
cals = zeros(1,3);
for i = 2:4for j = 2:length-1if road(i,j) == DU && road(i,j+1) == DUcals(i-1) = cals(i-1)+1;                                         endend
end    cal = max(cals);
end

function ret=Code(lenchrom,bound)
%本函数将变量编码成染色体，用于随机初始化一个种群
% lenchrom   input : 染色体长度
% bound      input : 变量的取值范围
% ret        output: 染色体的编码值
flag=0;
while flag==0pick=rand(1,length(lenchrom));ret=bound(:,1)'+(bound(:,2)-bound(:,1))'.*pick; %线性插值，编码结果以实数向量存入ret中flag=test(lenchrom,bound,ret);     %检验染色体的可行性
end
function ret=Cross(pcross,lenchrom,chrom,sizepop,bound)
%本函数完成交叉操作
% pcorss                input  : 交叉概率
% lenchrom              input  : 染色体的长度
% chrom     input  : 染色体群
% sizepop               input  : 种群规模
% ret                   output : 交叉后的染色体for i=1:sizepop  %每一轮for循环中，可能会进行一次交叉操作，染色体是随机选择的，交叉位置也是随机选择的，%但该轮for循环中是否进行交叉操作则由交叉概率决定（continue控制）% 随机选择两个染色体进行交叉pick=rand(1,2);while prod(pick)==0pick=rand(1,2);endindex=ceil(pick.*sizepop);% 交叉概率决定是否进行交叉pick=rand;while pick==0pick=rand;endif pick>pcrosscontinue;endflag=0;while flag==0% 随机选择交叉位pick=rand;while pick==0pick=rand;endpos=ceil(pick.*sum(lenchrom)); %随机选择进行交叉的位置，即选择第几个变量进行交叉，注意：两个染色体交叉的位置相同pick=rand; %交叉开始v1=chrom(index(1),pos);v2=chrom(index(2),pos);chrom(index(1),pos)=pick*v2+(1-pick)*v1;chrom(index(2),pos)=pick*v1+(1-pick)*v2; %交叉结束flag1=test(lenchrom,bound,chrom(index(1),:));  %检验染色体1的可行性flag2=test(lenchrom,bound,chrom(index(2),:));  %检验染色体2的可行性if   flag1*flag2==0flag=0;else flag=1;end    %如果两个染色体不是都可行，则重新交叉endend
ret=chrom;

function ret=Decode(lenchrom,bound,code,opts)
% 本函数对染色体进行解码
% lenchrom   input : 染色体长度
% bound      input : 变量取值范围
% code       input ：编码值
% opts       input : 解码方法标签
% ret        output: 染色体的解码值
switch optscase 'binary' % binary codingfor i=length(lenchrom):-1:1data(i)=bitand(code,2^lenchrom(i)-1);  %并低十位，然后将低十位转换成十进制数存在data(i)里面code=(code-data(i))/(2^lenchrom(i));   %低十位清零，然后右移十位endret=bound(:,1)'+data./(2.^lenchrom-1).*(bound(:,2)-bound(:,1))';  %分段解码，以实数向量的形式存入ret中case 'grey'   % grey codingfor i=sum(lenchrom):-1:2code=bitset(code,i-1,bitxor(bitget(code,i),bitget(code,i-1)));endfor i=length(lenchrom):-1:1data(i)=bitand(code,2^lenchrom(i)-1);code=(code-data(i))/(2^lenchrom(i));endret=bound(:,1)'+data./(2.^lenchrom-1).*(bound(:,2)-bound(:,1))'; %分段解码，以实数向量的形式存入ret中case 'float'  % float codingret=code; %解码结果就是编码结果（实数向量），存入ret中
end
全部论文请见下方“ 只会建模 QQ名片” 点击QQ名片即可

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.rhkb.cn/news/445982.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

el-image预览时和el-table边框出现样式穿透问题处理

el-image预览时和el-table边框出现样式穿透问题处理

el-image预览时和el-table边框出现样式穿透问题处理 如图所示 我们只需要在当前组件加一个css即可解决问题 <style lang"scss" scoped> :deep(.el-table__cell) {position: static !important; } </style>
阅读更多...
【Golang】关于Go语言中的定时器原理与实战应用

【Golang】关于Go语言中的定时器原理与实战应用

✨✨ 欢迎大家来到景天科技苑✨✨ &#x1f388;&#x1f388; 养成好习惯&#xff0c;先赞后看哦~&#x1f388;&#x1f388; &#x1f3c6; 作者简介&#xff1a;景天科技苑 &#x1f3c6;《头衔》&#xff1a;大厂架构师&#xff0c;华为云开发者社区专家博主&#xff0c;…
阅读更多...
结构体 超详解

结构体 超详解

目录 1. 结构体的声明与创建 1.1 结构体类型的定义声明&#xff08;类型&#xff09; 1.2 结构体变量的创建和初始化&#xff08;变量&#xff09; 1.3 结构体变量的特殊声明&#xff08;类型和变量&#xff09; 1.3.1 定义时创建变量 1.3.2 结构体的不完全声明&#xff…
阅读更多...
解决重写QSilder::sliderPress后点击位置与滑块显示位置不一样的问题

解决重写QSilder::sliderPress后点击位置与滑块显示位置不一样的问题

如下代码所示&#xff0c;我是用的是事件过滤器&#xff0c;也可以重写QSlider。 bool KuGouApp::eventFilter(QObject *watched, QEvent *event) {if(watched ui->progressSlider) {if (event->type()QEvent::MouseButtonPress) //判断类型{auto mouseEvent…
阅读更多...
XILINX MIG驱动

XILINX MIG驱动

简介 框架图 本章节主要针对MIG读写做详细介绍，首先创建BLOCK DESIGN，工程连接如下图所示： MIG IP介绍 DATAMOVER的配置这里不再做介绍，结合上篇文章讲到DATAMOVER对BRAM进行读写操作，这里通过AXI桥再加一个MIG模块，MIG模块的配置和说明如下： 1、Clock Period：…
阅读更多...
FPAG学习(5)-三种方法实现LED流水灯

FPAG学习(5)-三种方法实现LED流水灯

目录 1.移位实现LED流水灯 1.1创建工程及源文件代码 1.1.1源代码 1.1.2仿真代码 1.1.3仿真 1.2实验结果 1.2.1总结 2.循环移位实现LED流水灯 3.38译码器实现LED流水灯 3.1原理 3.2源程序 1.移位实现LED流水灯 1.1创建工程及源文件代码 1.1.1源代码 利用计数器计数到…
阅读更多...
Mybatis Plus连接使用ClickHouse也如此简单

Mybatis Plus连接使用ClickHouse也如此简单

通过阅读列式数据库ClickHouse官网&#xff0c;不难看出它有支持JDBC规范的驱动jar包&#xff0c;可以直接集成到Object Relational Mapping框架等&#xff0c;下面我用SpringBootMybatisPlus环境连接ClickHouse来演示一下 集成步骤 1.Maven引入ClickHouse提供的JDBC依赖 <…
阅读更多...
手写mybatis之返回Insert操作自增索引值

手写mybatis之返回Insert操作自增索引值

前言 技术的把控&#xff0c;往往都是体现在细节上&#xff01; 如果说能用行&#xff0c;复制粘贴就能完成需求&#xff0c;出错了就手忙脚乱。那你一定不是一个高级开发&#xff0c;对很多的技术细节也都不了解。 目标 在前面所有的章节内容对 ORM 框架的实现中&#xff0c;其…
阅读更多...
水库抽样算法（大数据算法作业）

水库抽样算法（大数据算法作业）

时隔一个多月&#xff0c;终于想起来写大数据算法基础的实验报告&#xff0c;主要是快截止了&#xff0c;hh 这两天加急把这个报告写完了~ 接下来&#xff0c;写一写证明过程&#xff08;参考书籍&#xff1a;高等教育出版社《数据科学与工程算法基础》&#xff09;主要代码以…
阅读更多...
如何优雅的通过Spring Boot+Redission对订单实现定时关闭

如何优雅的通过Spring Boot+Redission对订单实现定时关闭

简介 在电子商务及支付相关平台中&#xff0c;常规流程是首先生成订单或支付请求&#xff0c;用户随后会在规定时间内完成支付。如果用户未能在预设时限内完成支付动作&#xff0c;系统通常会执行相应的过期处理机制&#xff0c;即自动取消未支付的订单。 此外&#xff0c;这…
阅读更多...
圈子系统APP小程序H5该如何设置IM？

圈子系统APP小程序H5该如何设置IM？

搭建圈子系统的常见问题,以及圈子论坛系统的功能特点 社交圈子论坛系统的概念 圈子小程序源码 多客圈子系统 圈子是什么软件 跟进圈一个系统的软件 为圈子系统APP小程序H5设置IM&#xff08;即时通讯&#xff09;&#xff0c;需要遵循一系列步骤来确保通讯功能的稳定、安全和高…
阅读更多...
Centos基线自动化检查脚本

Centos基线自动化检查脚本

此脚本是一个用于检查Linux系统安全配置的Bash脚本。它通过多项安全标准对系统进行评估&#xff0c;主要检查以下内容&#xff1a; IP地址获取&#xff1a;脚本首先获取主机的IP地址&#xff0c;确保其以10.115开头。 密码策略检查&#xff1a; 检查最小密码长度&#xff08;P…
阅读更多...
yum仓库安装rabbitmq

yum仓库安装rabbitmq

yum仓库安装rabbitmq 1、配置yum仓库 vim /etc/yum.repos.d/rabbitmq.repo # In /etc/yum.repos.d/rabbitmq.repo## ## Zero dependency Erlang ##[rabbitmq_erlang] namerabbitmq_erlang baseurlhttps://packagecloud.io/rabbitmq/erlang/el/7/$basearch repo_gpgcheck1 gpg…
阅读更多...
甲方安全和乙方安全的区别

甲方安全和乙方安全的区别

信息安全工作&#xff0c;总会被人分成甲方和乙方&#xff0c;甲乙方原本只是商务层面需方和供方的代称&#xff0c;在安全领域&#xff0c;成了做公司内部安全和为客户提供安全的区别。 通常意义上&#xff0c;什么是甲方安全人员呢&#xff1f;就是在非安全业务的公司从事信…
阅读更多...
从秒级到小时级：TikTok等发布首篇面向长视频理解的多模态大语言模型全面综述

从秒级到小时级：TikTok等发布首篇面向长视频理解的多模态大语言模型全面综述

文章链接&#xff1a;https://arxiv.org/pdf/2409.18938 亮点直击 追踪并总结从图像理解到长视频理解的MM-LLMs的进展;回顾了各种视觉理解任务之间的差异&#xff0c;并强调了长视频理解中的挑战&#xff0c;包括更细粒度的时空细节、动态事件和长期依赖性;详细总结了MM-LLMs在…
阅读更多...
基于Raspberry Pi人脸识别自动门

基于Raspberry Pi人脸识别自动门

人脸识别自动门 简介 在当今数字化时代&#xff0c;智能家居安全变得越来越重要。今天&#xff0c;我要向大家介绍一个结合了安全性与便利性的项目——人脸识别自动门。这个项目通过在门上实施基于面部识别的高级安全系统&#xff0c;使用摄像头验证房主的面部&#xff0c;自…
阅读更多...
非线性降维方法与概率图模型

非线性降维方法与概率图模型

文章目录 摘要Abstract1.降维的动机1.1 线性方法方法1.1.1 主成分分析&#xff08;PCA)1.1.2 线性判别分析(LDA)1.1.3 线性降维方法中的不足 2.基于流形学习的非线性降维2.1 ISOMAP(Isometric feature mapping)2.2 LLE(locally linear embedding)2.3 LE(Laplacian Eigenmap)拉普…
阅读更多...
Leetcode 1203. 项目管理

Leetcode 1203. 项目管理

1.题目基本信息 1.1.题目描述 有 n 个项目&#xff0c;每个项目或者不属于任何小组&#xff0c;或者属于 m 个小组之一。group[i] 表示第 i 个项目所属的小组&#xff0c;如果第 i 个项目不属于任何小组&#xff0c;则 group[i] 等于 -1。项目和小组都是从零开始编号的。可能…
阅读更多...
在docker的容器内如何查看Ubuntu系统版本

在docker的容器内如何查看Ubuntu系统版本

文章目录 写在前面一、问题描述二、解决方法参考链接 写在前面 自己的测试环境&#xff1a; docker 一、问题描述 由于 lsb_release -a 只能查看自己电脑&#xff08;宿主机&#xff09;的系统版本&#xff0c;如果在docker的容器内又应该如何查看Ubuntu系统版本呢&#xff…
阅读更多...
mac 桌面版docker no space left on device

mac 桌面版docker no space left on device

报错信息 docker pull镜像时报&#xff1a; failed to register layer: Error processing tar file(exit status 1): write /home/admin/oceanbase_bak/bin/observer: no space left on device 解决 增加 docker 虚拟磁盘大小。 调整完点击重启即可。
阅读更多...
最新文章
推荐文章

Copyright @ 2022~2023