城市交通综合指数、交通出行指数及其数学建模分析
时间：2021-05-11 00:04:48 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】随着我国经济的不断发展，机动车的普及程度也越来越高，城市交通管理的复杂程度也越来越高。而与复杂程度密切相关的，就是交通安全风险。借助数学建模，分析交通管理过程中的主要影响因素，从而提高交通管理水平，让我国的城市交通出行更加安全和便利。
【关键词】城市交通；综合指数；出行指数；数学建模
1.前言
车辆越来越多，存在的问题也越来越多。我们应该怎么解决这个问题呢？很多人都觉得这是一个很难的问题，其实不然，尤其是在信息技术飞速发展的今天，我们可以利用现有的信息技术对这个问题进行解决。很多人都会觉得不可能吧？但其实这就是我们实际存在的一种技术。现在，各类交通基础信息、道路实况动态信息，都可以通过这样的技术进行采集和处理。实现交通管理的智能化。现在常被利用的两种指数，就是城市交通综合指数和交通出行指数。我国现行的智能交通系统，也集合了很多这样的高新技术，也可以说，我们没有这些技术，也不可能这么快的就发展出这么优秀的智能交通系统。但现在我们得到的城市交通综合指数和交通出行指数就是完全没有问题的么？事实并不是这样的，因为我们正处在技术的发展阶段，所以我们不可避免的会出现一些问题，接下来我们就将合理的分析问题，解决问题。
2.城市交通综合指数和交通出行指数现在的问题
2.1如何用指数分析我国的交通
在現实生活中，人们很难相信把数学建模和城市交通综合指数与交通出行指数结合起来，因为看起来这就是完全不同的两个方面。确实，数学建模能应用的方面很多。但是像交通基本是时时都在变化着的，它涉及的参数多，计算量可以说是很大的。是可以利用指数对我国的交通进行分析。因为指数这种数学用语的概念，是指一种相对数，而且还可以反应程度和差别的相对数。在我们城市交通中，同一街道不同时间的变化，和同一街道相同时间的变化，都是必不可少的。而这些变化实际上就体现了一种程度和差别。指数的一大特点，就是把复杂的事情简单化。
2.2我国现有的在这方面的问题
现阶段，我国之所以还没有将城市交通综合指数和交通出行指数进行推广应用。其实主要有两个方面的问题。第一个方面，就是我国的交通基础数据管理平台还不够完善。要想合理的进行交通综合指数和交通出行指数进行数学建模，必不可缺的就是大量的基础数据。没有这些数据，是难进行合理的分析的。就算是勉强进行了分析，也可能会出现分析出来的结果与实际出现偏差的情况。而在现阶段，我们缺少的就是交通基础信息数据，主要原因一是我国现在的交通基础信息数据缺乏后台的大数据分析，还不能应对这么大范围的数据的管理和计算。二是观念理念还相对比较落后，现在还没有意识到交通数据进行分析是多么重要。最好的一种情况就是我们既能保证交通基础信息数据的全面性，又能保证其及时性。第二个方面，就是对交通信息资源的社会化服务工作相对落后。我国现在对交通信息资源在管理和技术层面上研究的还比较透彻，但是在社会化的服务方面重视程度还远远不够。交通信息管理与我们的现实生活息息相关，社会大众是交通的主体，交通发展也不可能离开社会大众。尤其是现在经常出现的堵车问题，其实就是大众十分关心的一个问题。如何能够充分利用现有的技术和信息资源，就是要建立科学的数学分析模型，利用交通综合指数和交通出行指数分析，提高服务大众的水平。
3.将数学建模与城市交通综合指数和出行指数结合的方法
3.1城市交通综合指数与数学建模的分析
前文中我们提到的道路交通指数，这是现在国外流行的一种分析道路交通情况的指数，也是一种比较基础的城市交通的综合性评价指数。但是道路交通情况瞬息万变，仅仅通过一个指数就像分析一个这么复杂的问题其实是有些心有余而力不足的。我们想要更好的对城市交通进行分析，就需要引入其他指数。第一个就应该是城市交通综合指数。城市交通综合指数主要描述给定时间内的城市综合交通状况的优良度，其直接影响因素是交通流量、平均车速、交通密度和交通延误；间接影响因素有交通事故、交通秩序好坏、气象因素、政策因素、环境因素、城市车辆保有量、各类车辆出行比例和数量。也可以说这个指数，是我们现在最为重要的一个指数。而且这个指数反应的问题也是比较全面的。城市交通综合指数更侧重的是对交通驾驶员和政府方面的作用。对政府而言，交通的流量、平均的车速、密度基本上是可以对一个地区的交通进行分析，得出发生交通意外和违规违章的概率。而对于驾驶员而言比较重要的，就是交通事故、交通延误和交通秩序的好坏。要知道，驾驶员最为关心的，也就是安全问题，只有能保证好安全的问题，驾驶员才能安心上路。而如何构建这个城市交通综合指数呢？我们首先是要通过对历史年度、季度、月、周、日的城市交通状况变化规律的综合分析，以城市交通网主要交通干道和快速道为参照对象，按时段分别建立指标模型，再以此为基础建立交通综合指数加权模型。
Ttotal=■（交通综合指数加权模型）
之后我们就要根据实际的情况来完善这个模型。其中Ttotal就是指交通综合指数。Ti是指主干道、快速道交通指数；ωi是指综合指数加权因子；N是指决策路网主干道、快速道总量。
对于主干道、快速道，道路综合指数模型为：
Troad=■。
其中Troad是指道路综合指数；Vf是指道路畅通速度；V是指道路平均车速；Kj是指道路最坏交通流密度；Km是指道路最大交通流密度；K是指道路交通流密度；Qm是指道路最大交通流量；Q是指道路交通流量；Dm是指道路最大交通延误时间；D是指道路交通延误时间；A是指道路事故次数；Am是指同类型道路历史事故最大次数；f是指气象因素、环境因素、交通秩序、政策因素等对于速度的调控因子；V是指气象因素、环境因素、交通秩序、政策因素等对于交通流量的调控因子；κ是指气象因素、环境因素、交通秩序、政策因素等对于交通延误的调控因子；Z是指气象因素、环境因素、交通秩序、政策因素等对于交通事故的调控因子；d是指交通流影响常数因子；kv，kk，kq，kd，ka是指各因素权重因子。
