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2024 年江西省研究生数学建模竞赛题目 A题交通信号灯管理---完整文章分享(仅供学习)

问题:

交通信号灯是指挥车辆通行的重要标志,由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯停、绿灯行,而黄灯则起到警示作用。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号
灯、方向指示灯等。一般情况下,十字路口有东西向和南北向 4 个方向的车道,在路口设置交通信号灯,指挥东西向与南北向的车辆交 替通行。为了保障通行车的利益,需科学分配信号灯的时间,保证各方向的车辆尽可能顺畅地通过路口,尽量避免出现交通拥堵。请针对一个十字路口,忽略黄灯的影响,研究机动车信 号灯的配时方案。
问题 1 若每个方向均为两车道(见下图),由内向外两个车道分别为直行+左转、直行+右转。确定是否需要设置左转信号灯、右转信号灯,并给出各信号灯的配时方案。
问题 2
若每个方向均为三车道,由内向外三个车道分别为
(1) 左转、直行、直行+右转
(2) 直行+左转、直行、直行+右转
(3) 直行+左转、直行+左转、直行+右转
(4) 直行+左转、直行+右转、直行+右转
如何选择上述 4 种车道分配方案,是否需要设置左转信号灯、右转信号灯,并给出各信号灯的配时方案。
问题 3
对某些特定路段,可能会出现左转车道在直行车道右边的情况,例如高架下匝道。假设南北向两个方向均为四车道,由内向外分别为左转、直行、直行+左转、直行+右转;东西向两个方向均为三车道,由内向外分别为左转、直行、直行+右转。确定是否需要设置左转信号灯、右转信号灯,并给出各信号灯的配时方案

摘要:

随着城市化进程的加速,交通拥堵问题日益严重,其中交通信号灯的配时对交通流的顺畅与否起着至关重要的作用。本文旨在通过建立一个科学合理的交通信号灯配时模型,优化城市十字路口的交通信号灯设置,提高交通效率,减少拥堵。文章首先对交通信号灯的作用和重要性进行了阐述,然后详细描述了研究背景和意义。在模型假设的基础上,本文提出了几种不同的车道分配方案,并针对每种方案设计了相应的信号灯配时方案。通过数学建模和计算机仿真,对不同方案的通行效率进行了评估和比较。研究结果表明,合理的信号灯配时可以有效提高路口的通行能力,减少车辆延误。最后,本文讨论了模型的优缺点,并对未来的研究方向提出了展望。

关键词交通信号灯配时;城市交通管理;数学建模;交通流量分析;信号灯优化

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