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“理想立交桥”的数学模型
时间: 2017-4-10 20:19:48   浏览量:760
无标题文档消灭红灯,破解拥堵 —— 我的白日梦 汽车的发明和使用是人类创造的一个奇迹!车多了,拥堵又成为了世界难题,国外好一些,但中国人多、车多、管理也有点混乱,能解决吗?我们期望一个新奇迹的产生!前些天在北大看了一部音乐喜剧《白日梦》,感触很深,因而标题中加入了“白日梦”三个字,“拥堵”一词已成为人们茶余饭后的话题,当今中国的发展很大程度上依赖于汽车产业,道路“拥堵”将严重制约汽车产业的发展和进一步的普及。人们希望在宜居城市生活,城市争创宜居城市理,而理想的宜居城市必须有畅通的交通,然而在我们居住的城市,看到的恰恰相反,道路越修越宽,立交桥越修越多、越修越复杂,道路拥堵依然没有得到真正缓解,拥堵又造成环境的严重污染,拥堵能治理好吗?和看病一样,要治理它就要找到它的症结。症结在何处?“一夫当关、万夫莫开”的红灯是道路拥堵的真正元凶,根治拥堵就必须消灭红灯。 路口立交大致可分为三类: 一般立交:能缓解交通压力,但机动车只有部分畅通; 畅通立交:能解决交通压力,机动车完全畅通无阻,但结构不一定简单,人通行不一定方便; 理想立交:能解决交通压力,机动车完全畅通无阻,一层高、结构简单、人通行方便。 对于这种高度复杂的问题,就需要借助数学方法,建立“畅通立交”数学模型就解,即使有大型高速电脑的今天,要求解也谈何容易。“切变优化法”是本人多年研究的一种求特解的方法,即:从某切入点出发,按理想条件切割、变形、逐步优化,直至找到一个结构简单、全互通、全分流、无障碍、点对称的理想立交模型,目前已找到的一种模型由四座一层高的单孔跨线桥及上下引坡(有四个嵌入的非机动车和人行涵洞)、四条右拐匝道、四条地面调头匝道组成,具有如下特性: ① 全互通:允许各向相互通行,即各向都可以:直行、左右拐、调头; ② 全分流:车辆和行人各行其道,互不干扰; ③ 无障碍:人和自行车不必上桥和下地道,在地面上可以:直行、左右拐、调头; ④ 点对称:各向的行车轨迹一样,且行驶方向基本保持应走方向,无记忆烦恼; ⑤ 简 洁:结构简单(一层高),占地面积不是很多,市容、视线影响小; ⑥ 经 济:构造物少、施工方便; ⑦ 通 用:理想立交的倒影是下穿式理想立交,四岔去掉一岔是丁字路口理想立交; ⑧ 环 保:大大减少废气排放、雨天不积水、除夜间照明外不需电源。 如果城市道路的丁字、十字路口都采用理想立交,从此路口没有了红灯,车与行人的矛盾不存在了,一路畅通,流量将提高几倍,拥堵自然迎刃而解了(特别是一些特殊路口,例如:北京中关村采用理想立交桥、西单采用下穿式理想立交桥),我们期待“理想桥”能使道路畅通、成为解决拥堵的一个奇迹。  
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