陶予祺+张皓+李一雪

【摘要】本文以深圳为例，从城市交通资源总量、交通需求结构、交通工具安全性及其对环境影响等因素出发，结合深圳居民的出行特征，依据深圳交通调查数据，建立数学模型进行了定量分析，找出“禁摩限电”对居民的影响，并提出了改进策略。

【关键词】禁摩限电 最优化模型 汽车排污量

一、对深圳交通资源总量的分析

至2010年，深圳全市各等级道路网总长约6041公里，其中次干道以上等级道路通车里程已达到约2154公里，次干道以上等级路网密度约为2.39公里/平方公里，仅达到深标要求的约50%（按深标中值计算），其中，除主干道路网密度接近深标要求外，其它各等级道路与深标要求尚存在较大差距。

随着城市化进程的快速推进及机动化水平的迅速提高，城市道路系统面临巨大压力。“十一五”期间，深圳市机动车保有量持续增长，至2010年底，机动车保有量已达约170万辆，其中小汽车保有量约133万辆。交通需求不断增长，拥堵区域已逐步由中心城区向原特区外扩展，交通系统压力持续增大。

不同阶层的人群，对出行交通工具的选择也是不同的，针对深圳所有人群对出行工具的需求，利用数据，将我们讨论的问题转化为数学问题，最终得到深圳市人民对车的需求结构。

交通工具的效率与道路通行能力有关，影响道路通行能力的主要因素有道路状况、车辆性能、交通条件、交通管理、环境、驾驶技术和气候等条件。

二、模型的建立

以深圳市某区主要干道为例；研究时间为交通高峰期。

三、符号定义

P：交通量；V：车速；R：密度；C：道路通行能力；L：道路长度；t：时间。

四、模型的建立与求解

（一）数据的预处理

对于交通量问题的研究，不但要考虑道路资源最佳利用率，也必须考虑交通量问题，在使道路畅通的前提下使交通量达到最大。

根据交通流量论确定交通量（P）、车速（V）、密度（R）三个参数之间的关系为：

P=RV （1）

某段公路交通流量逐渐增加达到P/C=1时，道路会产生拥堵现象，此时计算出的交通密度也就使该路段的通行能力C，用Rj表示。若此时该路段车辆继续增加，最终会导致道路堵塞，使车速变为零，整个该路段车道被车辆全部占据，此时该道路的交通密度便是交通阻塞密度（又称为最大密度Rmax），此时所对应的交通量则为零。

（二）模型的建立与求解

由速度与密度的线性关系表达式得：

V（k）=V（v）-[V（v）/Rmax]*R （2）

联立公式（1）和公式（2）式得出路段流量和路段车流，V（v）为自由流行驶时的行车速度，Rmax为路段拥堵到交通流量为0时的车流密度。

密度关系为：P（R）=V（v）R-■R2 （3）

将搜集的数据转换为交通指数进行计算。首先处理车辆位置数据信息，得到不同等级的道路功能运行速度，然后根据不同的道路功能与流量数据计算该道路在全网中所占权重，最后通过人对拥堵的感知判断，换算0-10指数指标值。交通指数值对全路网的运行状态能够实时动态地反映，通过定义早通勤、晚高峰或节假日高峰等不同的统计周期，可以得到工作日高峰平均交通指数、日交通指数最大值等反映一天典型交通指数。

交通指数分五个层次：拥堵：8-10、较拥堵：6-8、缓行：4-6、基本畅通。

最佳方案的讨论条件为，交通指数处于缓行情况下且道路利用率最大。

以下为汽车与电瓶车的长/宽数据：如表1所示：

设汽车数量为X，电瓶车数量为Y，而深圳市主干道的道路宽度平均为80米。总长度为6100千米，在达到最佳的道路使用率62.8%（即交通指数为4-6）与道路资源一定的情况下，将道路总资源按照比例折，算得到最佳道路使用率，在以上条件下能完全使用的道路总资源如下表所示：

得出方程式如下：

1.8x+0.98y=50.24

4.3x+1.5y=3830800

五、结论

兩种车型的污染物不同，对环境污染的衡量度也不相同，但是我们可以在一定的假设情况下讨论这个论题。当我们能够将火力发电污染降到最小时，可以尽量选用电瓶车出行。反之，则选择汽车出行，但是生活中往往不能做到完全靠一种车出行，所以可以按照相应的比例对车型、车的数量进行监管。

（1）设置专用车道。

（2）对公共汽车进行改进。加强公共汽车的动力性能，从技术上改进可以在一定程度上减少延误。

（3）推进城市公交车低地板化。降低公交车第一踏板高度，便于乘客上下，同时，车架低，车辆稳定性好。据前苏联汽车科学研究部门得出的结论：对公交车运营指标影响最大的是地板高度，地板高度降低57%，可使乘客上下车的时间节省50%，从而可提高定线平均运输速度7.5%。