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数学小论文范文二:《上学路上的堵车问题》  

2012-11-09 14:11:20|  分类: 数学小论文 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、引言

上学的时候,从我家到学校要通过一条50米宽的城市交通主干道-梧田大道。车子在盛新路口段时常堵住,一直堵到学校门口通行很不便(见下图)。学校就在眼前,可车速却像蜗牛似的,我坐在车里那个干着急,当时心里真想我的车要是长上翅膀,那该多好啊!哎!今天又要迟到啦!我很郁闷,早读时间又少了。不仅仅是我一个人,还有很多同学都在为此烦恼。我心里纳闷极了,这么宽的路为什么会堵车?怎样才能解决堵车呢?就这样,我展开了以下的调查。


二、调查研究

1.道路的基本情况。

我上学要经过梧田大道,全长1.5KM,双向一共有8个车道。从温州大道开始要经过月乐街、东垟路,然后是盛新路口,最后是在瓯海大道。共有5个十字路口的红绿灯,如下图所示:

 

2.拥堵的时间和地段调查。

为了了解梧田大道拥堵的时间和地段,我通过数车流量和观测车辆的通行速度进行分析。据平时了解,拥堵的时间基本在早晚交通高峰时间,特别在周一的早高峰和周五的晚高峰。为此我对早、中、晚的时间段每个时间段中取10分钟进行车流量统计,记录如下(见图一):

            图一:车流量和道路通行情况统计表

记录时间

通行方向

车流量(辆)

拥堵情况

06:40-06:50

南     

159

非常畅通

06:40-06:50

北     

193

非常畅通

07:46-07:55

南     

430

畅通

07:36-07:45

北     

328

拥堵

11:21-11:30

南    

359

畅通

11:32-11:41

北    

399

畅通

16:26-16:35

南     

408

畅通

16:41-16:50

北     

358

畅通

17:06-17:15

南     

385

小堵

17:26-17:35

北     

358

畅通

据数据反映,在早上上学的7点到8点时间段,北至南通行,道路比较拥堵,测得10分钟车流量为328辆,因此推算出一个小时的车流量为:328×6=1968(辆/小时)。在拥堵的情况下,从我家到学校1.2KM开车用了8分钟。车辆里程速度为:1.2÷8×60=9(KM/h)。在由南向北通行道路畅通的情况下,车流量:430×6=2580(辆/小时),开车用时5分钟。里程速度为:1.2÷5×60=14.4(KM/h)。我发现道路的通行情况和车流量、车速有很大的关系。从车流量情况看,由南到北的7:00-8:00车流量比较多。但是虽然这个时间段车流量大,但是通行速度比较快,也是比较通畅的。而由北到南7:00-8:00车流量比南到北少一些,但是车速比较慢,形成了路阻。看来,除了车流量,通行速度也是造成堵车的一个非常重要的因素。从通行速度比较看出通行速度越快,道路就越畅通。

我还发现,拥堵的地段主要都集中在早上7:30-8:00由北向南通行的东垟路口北段和东垟路口到瓯海大道全段。晚上16:30-17:30由南向北通行在月乐街至温州大道段。如图灰色所示:

 


拥堵的原因是车流量大、通行速度也比较慢。这其中是什么原因造成的呢?我进行了进一步的调查。

3.居民的出行情况调查

(1)居民出行目的调查。

要分析交通拥堵的原因,必须了解居民的出行情况。我查找了资料,据我市城市交通研究所和市统计局、市人口普查办公室2010年联合组织对居民的出行特征和意愿调查显示,居民以“上班、上学和回家”等为出行目的的占居民出行总量的70%-75%。在弹性出行中,生活购物、餐饮所占的比例最大,占出行总量的10.98%(见图四)。

由此可加,“上班、上学和回家”是出行的主要目的。这也是形成早、晚高峰的最重要的原因之一。

图四:居民出行目的统计图

 

 
(2)居民出行方式和出行时间调查。

我对我们小区住户进行问卷调查。共发出问卷30份,收到有效问卷25份,结果统计发现:

在出行时间分布上,居民早上上班和上学的时间段是48%的居民在7时-8时出门,下班和放学回家的时间是44%的居民在17时-18时,可见,居民出行时间分布呈比较明显的双峰型,也就是说主要集中在7时半-8时的早高峰和17时-18时晚高峰(见图五)。居民出行大部分使用私家车,占了56%(见图六)。

  

                  图五:居民出行时间统计图

 

 

 


 

 

    4.道路车辆饱和度调查。

另外,我在市车管所了解到截至去年12月20日,市区机动车总数达到38.34万辆,比2009年底增加了17.3%。目前市区的小客车总量已突破26万辆,比2009年底增加了26.4%。根据市车管所的登记类别,目前市区以个人名义登记的小客车即私家车数量为234507辆,比2009年增加了50963辆,平均每天新增140辆。市区城市道路总长度729.2公里,总面积是19.83平方公里,市区车均道路(不含摩托车)68.2平方米,市区道路车辆饱和度整体状况较高。

5、学校学生的分布情况

    我感觉梧田大道交通拥堵跟我们学校学生上学有密切关系,为此我到学校教务处了解我校学生分布情况:瓯海实验小学共有在校生1864人,其中:家住南村37人、北村40人、蟠凤118人、南堡41人、霞王97人、大堡底230人、老殿后107人、林村121人、梧田街555人、月落垟49人、塘东15人、辽东4人、塘西161人、三垟街道73人、茶山街道16人、南白象街道72人、仙岩街道15人、其它地方113人。由于瓯海大道封闭施工,除居住南白象、茶山、仙岩、三垟、老殿后和部分其它地方的上学不用经过调查的梧田大道外,其余的都要从这里经过,大约有1540人。如果按56%(前面居民出行方式调查数据)的同学乘坐私家车上学,每辆车只送1人那每天将有:1540×56%=862(辆)私家车送孩子上学。而且,家长送孩子上学的时间都集中在7:00-8:00之间。因此容易造成早高峰拥堵。

三、道路拥堵的原因分析

从上面的调查情况分析可以发现造成交通拥堵的原因如下:

1.交通密度过大。我从交警叔叔那里了解到,单位时间内通过某条道路的车辆的数量是车流量,也称为交通密度。道路的交通负荷毕竟有限,经查,像梧田大道这样的城市主干道,每车道在匀速50KM/h的速度下通行,交通流量可达1000辆/小时,即单向4车道可达1000×4=4000(辆/小时)。由于受红绿灯设置、路边停车开店、行人横穿道路、交通违章以及事故、工程建设等条件影响,往往达不到理想的交通流量。据观测计算,梧田大道白天平均车流量4400多辆/小时,大约是正常流量的4倍。从居民出行时间和方式可以反映出道路拥堵主要是集中在早晚高峰。早晚高峰时段超过6000辆/小时,大约是正常流量的6倍。特别是早高峰由于瓯海大道修建,我们学校学生上学,家长大部分用私家车送学生上学,增加了大约有862辆车。而且随着私家车的快速增长呈越来越大趋势。以上原因导致了道路上车辆密度过大。

2. 通行速度变慢。梧田大道的汽车一般通行速度在40-50 KM/h,在遇到拥堵的时候,车辆通行的速度基本在20 KM/h以下,通行速度变慢,直至堵塞。影响通行速度的原因主要有:(1)通行秩序混乱,大车、小车、摩托车甚至非机动车混用车道、抢占车道。10月3日下午5-6点,我在梧田大道月乐街口的现场观测,1个小时内有1100辆电瓶车(摩托)在机动车道中间行驶,160辆自行车在机动车道内骑行。(2)平面交叉道路设置过多,十字路口相距太近。全长1.5KM的梧田大道有5个十字路口,平均400M有一个平面交叉的十字路口。盛新路口与瓯海大道路口相差只有100米,瓯海大道红灯等待90秒,等待通行的车辆排队就超过这个路口,设置极为不合理。(3)瓯海大道高架桥施工,暂时由8车道变为6车道,成为道路通行的瓶颈。

四、缓解拥堵的建议与对策

在现有道路状况不变的情况下,应尽量减少交通密度,提高通行速度,以缓解交通拥堵。

1.提倡绿色出行,上班上学尽量不开车。上班、上学时尽量步行或者坐公交车,距离短的可用自行车,想拼车也可以,公交车路线增加,用最少的车辆搭载尽量使汽车呈以最少流量,降低交通密度。一辆公交车大约能坐50来人,而私家车最大只能乘坐5人,50÷5=10所以公交车和私家车的比例是10:1,相差10倍。据我观察,现在很多私家车出行1辆车都只有1个人,那公交车所容纳的人数就是私家车的50倍,一辆公交车出行可以替换50辆私家车了。而且不是还有2层公交车吗?如果1辆2层公交车出行,就可以替换100辆私家车了,以后如果有需要甚至可以再发展到3层4层。如果用公交车代替私家车出行,我们的道路就畅通无堵了。

为了方便大家公交出行,我建议可以像厦门快速公交一样开设公交车专道,公交车道只允许公交车开,不允许私家车占用,这样使人们用公交车出行会更快。

据我了解现在私家车很多时候为了送学生上下学,造成学校周边道路非常拥堵,我建议,尽早推出公交校车专线(听说我国上级领导已经准备在试点做公交校车专线了),这样可以避免很多私家车的出行。我校学生居住在梧田大道沿线的有744人(梧田街555人、林村121人、月落垟49人、塘东15人、辽东4人),占在校学生的:744÷1864=39.91%。如果开通梧田大道这条校车专线可减少:744×56%=416(辆)私家车上学。

如果有需要我还建议可以使用地下车道,增加道路面积。我在收集资料的时候发现有人发明了一种新型公交车,主车身在空中,下面用柱子支撑,柱子里安装马达,外面装上轮胎,马达使用太阳能。用这种车,下面还可以再通行一辆车。当然,如果发展到像电影“星球大战”里描述的开设空中交通道路就更好了。

2.科学设置红绿灯,提高通行效率。红绿灯的设置有利于良好交通秩序的建立。据观测,一辆在等待通过20M宽的路口小汽车,在绿灯开启时须时5秒左右时间完全通过(与汽车性能和驾驶员反应速度有关)。假设一辆不需等待的小汽车以匀速40KM/h通过,只须1.8秒(20÷1000÷40×3600=1.8)。因此,把相连一组(3-5个)红绿灯进行统筹计算,科学设置红、绿灯间隔时间,形成从头到尾都是绿灯,尽量减少和避免汽车红灯等待时间和次数,提高通行效率。假设有A,B,C三个红绿灯,A、B、C相距分别为500M和600M。车辆以匀速40KM/h行驶通过上述路段,那么B红绿灯转换时间比A推迟45秒左右(500÷20×1.8=45),同理,C红绿灯转换时间比B推迟54秒左右(600÷20×1.8=54),这样汽车从A到C匀速通行时形成一路都是绿灯的“绿波”,从而畅通无阻。

3.加强管理,保障通行秩序。各个容易拥堵地段和路口要有交警或志愿者进行交通疏导,不让大、小车道,严禁电瓶车与汽车争抢车道,行人过马路要走斑马线,不随意横穿马路,维持良好交通秩序。下面是我收集到的美国人和温州人堵车时的对比图。可见要加强温州驾驶员的教育,堵车时也要遵守秩序,提高温州人的开车素质。

             


                 温州堵车图


4.架设一些人行天桥或地下通道。行人过斑马线也会经常影响绿灯下的汽车通行,行人与机动车如能形成立体交叉,有利于行人安全和道路畅通。建议在人流多的温州大道路口(商圈、车站)、盛新路口(学校、银行)设置人行天桥或地下通道。减少行人穿行道路中间绿化带、人行横道时给道路机动车带来的行驶压力。

5.瓯海大道高架桥的建成,将很大程度上降低梧田大道的交通压力。瓯海大道高架桥的完工,不但消除了施工引起的交通瓶颈,还会使居住在学校西向的霞王、大堡底、塘西、蟠凤、南堡、北村、南村的同学都会从瓯海大道来学校上学。他们的总人数724人,占在校生总数的:724÷1864=38.84%,私家车:724×56%=405(辆)。加上东西走向的社会车辆,预计可能会分流梧田大道30%以上的车流量,大大缓解梧田大道交通压力。

     五、体会

这次实践的过程中虽然非常辛苦,数车流量的时候脚都站麻了,还有去车管部门找资料,调查访谈也花去很多的时间。但是,我感觉自己收获很多,在调查堵车问题的过程中,很多的数学知识都发挥了很大的作用,我通过统计、问卷调查、访谈、查找资料,计算对比等等让我感受到了数学在生活中是无处不在。交通虽然拥堵,但我们可以用各种方法来避免它,我们可以通过数学中的统筹思想方法,提高通行速度,从而降低道路的密度。例如步行或者坐公交车,骑自行车以及拼车和使用“绿波”红绿灯系统、建设地下通道、立交桥、人行天桥等等。像在生活中还有很多问题我们通过积极思考、运用各种数学方法都可以来解决、发现、探索。

 

 

 

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