影响城市道路通行能力的因素和改进措施

第一篇：影响城市道路通行能力的因素和改进措施

影响城市道路通行能力的因素和改进措施

摘要：作为城市道路交通建设的一项基础性工作，城市道路通行能力及其影响因素研究，不仅可以确定城市道路建设的合理规模和模式还为城市道路路网规划，工程可行性研究，城市道路设计，交通管理与控制及评价等方面提供更为科学的理论依据。针对目前城市道路交通状况，对影响其通行能力的道路条件，交通条件，服务水平等因素进行分析，试图找出改善城市道路通行能力的措施。

关键词：城市道路，通行能力，因素，分析

Influence factors of city road traffic capacity and improvement measures Abstract: as a basic work of city road traffic construction, factors of city road traffic capacity and its influence, not only can determine the reasonable scale and pattern of city road construction for the city road network planning, project feasibility study, city road design, traffic management and control and evaluation to provide a more scientific basis.In view of the current traffic situation of City Road, the traffic capacity of the road conditions, traffic conditions, factors of service level and so on, trying to find out to improve the traffic capacity of city road measures.Keywords: City Road, traffic capacity, factor, analysis

引言近年来，随着我国经济快速增长和城市化进程加快，城市人口和车辆不断增加，我国城市交通面临着越来越艰巨的任务，城市交通拥堵、交通安全和环境污染问题日益受到人们的重视。为了实现城市交通系统快捷、安全、高效地运转，对我国城市交通发展现状进行分析，针对一些突出的问题提出对策建议显得尤为重要。城市交通系统作为现代国民经济中的一个重要组成部分，对于维持宏观经济的健康发展、保证人民的生活质量以及合理控制生态环境污染都起着举足轻重的作用。城市交通系统是由道路系统、流量系统和管理系统组成的一个典型的开放的复杂系统。城市交通系统中的交通流具有自适应性、动态、随机、反馈、多行为主体、非线性等基本特征。由此可以看出城市交通系统包括很多方面的因素，对城市交通现状及存在的问题进行分析是一项复杂的任务 我国城市交通现状分析 随着城市规模的不断扩大，人口在大城市中大量聚集，以及机动车数量快速增长，使得城市交通需求激增，因此，城市交通矛盾也越来越突出。

1.1 城市交通拥堵严重 在我国快速城市化进程中，大城市机动车的急剧增长带来了严重的交通拥堵问题，严重影响了居民的日常生活，已经成为制约城市发展的瓶颈。主要表现为： “路上车挤车、车上人挤人”状况严重，平均出行时间较长，出行效率下降；交通量过于集中在干线道路而引起主要节点出现堵塞；道路网应变能力差，遇事故极易引起大范围交通瘫痪等。

1.2 城市交通带来的环境问题日益严重

交通运输业是继工业和建筑业之后的第三大排放源，城市交通的碳排放在城市整体的碳排放结构中占据较高的比例。近年来随着城市机动化水平的提高以及交通运输业对油品的消耗较大的用能特点，城市大气环境污染严重，环境质量每况愈下，所带来的环境问题也越来越严重。另外，交通噪声对居民的影响越来越严重。近年来，在我国环境投诉案件中，噪声投诉的比重正逐年提高，在特大城市已经高达40%以上，交通噪声的影响已经从单纯的环境问题逐渐发展成为社会问题。

1.3 机动化出行比例明显提高

随着我国经济的快速发展，机动化也进入高速发展期。据统计，2000年至2010年，全国民用汽车年均增长率为35%，私人汽车年均增长率为77%，2010年民用汽车和私人汽车保有量分别达到7801.83万辆和5938.71万辆，私人汽车占民用汽车比例由2000年的38.87%增至2010年的76.12%。

1.4 停车难问题突出

随着城市机动化水平的迅猛发展，尤其是私家车的急剧增长，城市“停车难、乱停车”等问题日益突出。乱停车不仅挤占道路资源，还直接影响城市交通安全，严重影响城市的可持续发展 我国城市交通存在的问题 随着城市经济的快速发展，人民生活水平显著提高，机动车保有量急剧上升，交通需求迅速增长，城市交通在需求、供给和运行方面呈现出不同以往的特征，更多地体现在对质的要求上，城市交通问题更加综合化、复杂化和多元化，城市交通发展滞后已成为制约城市经济社会发展和人民生活水平提高的瓶颈之一。

2.1 城市道路基础设施相对不足近年来，虽然我国城市道路基础设施的建设发展较快，大中城市的道路数量、道路等级都得到了前所未有的提高，很多城市对城市的道路空间利用的非常充分，尤其在一些大城市，地面交通和地下交通都很发达。但由于我国城市化进程加快，人口和车辆基数较大，因此出现了我国道路基础设施相对不足，道路网密度与其他国家比较相对低的问题。

2.2 城市公共交通发展缓慢

由于我国城市交通的法律法规建设严重滞后，以及对公共交通投入不足，公交优先战略落实不到位，城市公共交通行业改革滞后，市场运作不规范等，因此，我国城市公共交通发展缓慢。不足的地方主要体现在：公交分担率低、服务水平低、服务质量差、基础设施缺乏统一规划、公共交通网络规划不合理等方面

2.3 城市交通规划不尽合理 在我国大中城市中，瓶颈路、断头路、畸形路口较多，且路网结构不尽合理，城区主干路、次干路、支路的比例国家规范为1∶1.5∶3.5，呈金字塔结构，以济南为例，济南市的比例为1∶0.41∶1.81，加之占道经营、违章建筑现象较突出，交通微循环不畅，致使过多的流量涌入主干路，造成交通拥堵[5]。

2.4 交叉路口的交通状况 与道路相比，平面交叉口的交通行为更为复杂，更易遭受到交通环境、人流、车流等的影响。因为其交通安全性差，通行能力低而成为影响城市道路通行能力的“瓶颈”。据统计，机动车在城市市区中的旅行时间约有1/3花在了平面交叉口，60%以上的交通事故发生在平面交叉口及其周围，而且随着城市机动车社会保有量和年增长幅度的逐步提升，作为在城市道路网中起着转换交通流向作用的平面交叉口面临的交通矛盾日益突出，平面交叉口的交通治理在城市交通管理中就显得越来越重要。交通信号控制技术作为一种投资省、见效快的措施在平面交叉口的交通治理中作用就日渐突出。

2.5 交通管理水平相对落后

无论在交通政策的制定与实施，还是交通信息服务、公共交通管理等方面，整体水平有待提高。一是交通组织不合理，客流分布不均，影响交叉口路段的通行效率，导致路网交通拥堵；二是缺乏交通需求管理，目前我国仅有北京、上海、广州、成都等部分城市实施了少量的交通需求管理政策，而大部分城市仍然缺乏有效的需求管理措施，迅猛增长的交通需求与发展滞后的交通管理水平之间的矛盾日益突出[6]。城市交通发展的对策建议 在大城市、尤其是特大城市中心区，道路建设永远不能满足汽车交通增长的需要。发达国家和国内部分先进城市的经验证明，要解决城市交通问题，不能只把注意力集中于交通基础设施的建设上面，而应给予交通规划、交通管理等以足够重视，才有可能找到解决城市交通难题的途径

3.1 实施智能运输系统 智能运输系统是解决交通问题的有效且高效途径。它是通过对关键基础理论模型的研究，将先进的信息技术、通信技术、电子控制技术和系统集成技术等有效地应用于交通运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统[7]。

3.2 促进公共交通发展 促进大容量、快速、便捷的公共交通的发展，确立公共交通的主导地位，形成以地面公共交通为主体，以客运轨道交通为骨干，各种交通方式协调发展的立体化、高效、安全、经济的现代化城市综合交通体系。[8] 3.3 加强交通需求管理

交通拥挤的矛盾其实就是交通供给和需求之间的矛盾[9]。传统的解决办法是加大城市道路基础设施的建设力度，增加交通供给，然而，往往会吸引更多的私人交通，导致公共交通的服务水平下降，并且随着公共交通的服务水平下降又会促使更多的人选择私人交通，最终使得道路又重新变得拥挤。因此，只有通过控制交通需求的增长才能从根本上解决交通拥挤的问题。

3.4 引导居民低碳出行

低碳出行是指以低能耗、低排放、低污染为基础的绿色出行。运用交通政策和市场机制引导和鼓励居民在出行中选择低碳交通方式，倡导尽量减少碳足迹与二氧化碳的排放，鼓励和推进以公共交通为导向的城市交通发展模式 结语

交通在城市发展中的战略地位极为重要，城市交通的发展必须要适应经济社会的发展。现代城市交通正在进入以信息化为目标的新时期，一个包括道路建设、客货运体系和交通控制管理组成的快速、便捷、舒适、高效的城市交通系统，是衡量当前城市现代化水平的重要标志。

城市交通问题是涉及社会经济、城市规划、管理体制和政策法规的综合性问题。解决城市交通问题是一个长期的发展战略问题，最终的目标是实现城市交通和城市本身的可持续发展

参考文献：

[1]柳丹.长沙市交通现状及对策分析[j].企业家天地，2009,.[2]陈星光，周晶，朱振涛.城市交通出行方式选择的演化博弈分析[j].管理工程学报，2009, [3]邵源，宋家骅.大城市交通拥堵管理策略与方法[j].城市交通，2010，： [4]何建中.中国城市交通可持续发展对策[j].环境经济，2010, [5]杨兆升.智能运输系统概论[m].北京：人民交通出版社

[6]刘小明.城市交通与管理-中国城市交通科学发展之路[j].交通运输系统工程与信息，2010,（12）：11-21 ［7］城市道路设计规范（CJJ 37-90）【8】任福田、肖秋生、薛宗惠.城市道路规划与设计【M】北京：中国建筑工业出版社

1998 【9】国家统计局的《国民经济和社会发展统计公报》

第二篇：车道被占用对城市道路通行能力的影响

车道被占用对城市道路通行能力的影响

摘要

本文针对城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，分析了城市交通中道路发生事故，道路发生堵塞时，事故路段道路通行能力及堵塞排队长度随时间的变化过程，建立了堵塞排队长度与时间及车流密度（亦可理解为堵塞密度）的数学模型。

针对问题一：我们通过统计视频1上游和事故所处横断面单位时间内的车流量，以及每次绿灯亮时堵塞路段内滞留的各类型车辆数，交通流压力差函数P(t)来描述实际通行能力的变化，并分析了滞留车辆的车当量数N(t)随时间的变化过程，滞留车辆的车当量数随时间的推移而变大，由此可知，事故所处横断面的实际通行能力随时间推移而降低。

针对问题二：通过视频1的分析，我们着重分析了视频2滞留车辆的车当量数N(t)随时间的变化过程，通过与视频1的比较，视频2滞留车辆的车当量数的增长趋势较慢，可知，同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力会产生影响，分析可知其产生的主要原因是下游车流转流量所占比例不同。针对问题三：参照流体力学一维管道的突发堵塞模型，我们建立了交通流动力学的模型，建立了分析道路内任意截面车流量和车流密度的函数关系式：

q0;tx通过方程：

dNq(b,t)q(a,t)dtq(x,t)u(x,t)(x,t)

N(t)(x,t)dx；

ab利用一阶线性方程的特征线解法以及数据拟合最优化求得(x,t)与N(t)的函数表达式，来间接描述q(b,t)、q(a,t)与N(t)的函数关系，建立了N(t)关于(x,t)的数学模型。并通过滞留车辆数N(t)和排队长度L(t)的线性关系来求得排队长度。

针对问题四：我们主要是用建立的模型对其进行了预测。

关键字：车流量 交通流动力学模型 特征线解法 数据拟合

一． 问题重述

车道被占用是指因交通事故、路边停车、占道施工等因素，导致车道或道路 横断面通行能力在单位时间内降低的现象。由于城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，一条车道被占用，也可能降低路段所有车道的通行能力，即使时间短，也可能引起车辆排队，出现交通阻塞。如处理不当，甚至出现区域性拥堵。

车道被占用的情况种类繁多、复杂，正确估算车道被占用对城市道路通行能力的影响程度，将为交通管理部门正确引导车辆行驶、审批占道施工、设计道路渠化方案、设置路边停车位和设置非港湾式公交车站等提供理论依据。

视频1（附件1）和视频2（附件2）中的两个交通事故处于同一路段的同一横断面，且完全占用两条车道。请研究以下问题：

1.根据视频1（附件1），描述视频中交通事故发生至撤离期间,事故所处横断面实际通行能力的变化过程。

2.根据问题1所得结论，结合视频2（附件2），分析说明同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力影响的差异。

3.构建数学模型，分析视频1（附件1）中交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。

二． 模型假设

1.假设上游交通十字路口右转向相位变化受信号灯控制。

2.忽略小区路口车辆对流量影响，假设其跟上游十字路口一致

3.假设车流（即）交通流与流体管流的运动相似，并且忽略交通流波的变化

三． 符号说明

t x 时间

以事故截面为原点沿车道建立x轴

qin(t)上游入口t时刻车当量流量 下游出口t时刻车当量流量 qout(t)

P(t)交通流压力差函数

N(t)t时刻滞留车辆的车当量数；

(x,t)：t时刻x处车流密度；

u(x,t)：t时刻x处的车流速度： q(x,t)：t时刻x处的车流量;L(x,t):t时刻的堵塞的排队长度；

四． 模型建立

4.1 关于实际通行能力的统计分析

按30秒一次的交通灯换灯频率，我们对上下游车流量进行了的统计。由于不同类型的车的标准车当量数（pcu）不同，我们查阅资料，取一个比较适中的换算标准[1]，取小汽车的标准车当量数为1.0、公交车的标准车当量数为 2.0。我们给的车流量是车的当量流量。

4.1.1 对视频1进行统计分析 统计数据如下表1所示

表1

时间

t/min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 流入车当量流量

流出车当量流量qin/(pcu/min)16 13 17 15 21 18 18 21 29 20 24 14 14

qout/(pcu/min)21 16 17 15 20 21 21 21 17 15 18 19 32

交通流压力差

P(t)-5-3 0 0 1-3-3 0 12 5 6-5-18

运用Datafit软件对时间和出入率差的数据按如下函数进行非线性拟合。

P(t)a*t^3b*t^2c*td

拟合分析如下图1 其中

a=-0.1006958728 b=2.112497796 c=-12.13246068

d=16.77822178 拟合曲线图如图2：

图1

图2

从图像的趋势，可以定性的分析；在未发生事故时，一个红绿灯周期道路交通流压力差几乎为零，道路实际通行能力是非常大的；当发生交通事故，以分钟为单位，交通流压力差增大，道路的实际通行能力改变减弱。由于交通流的波动性，实际交通量是波动的，导致了交通流压力差曲线的波动。

当然，我们可以考虑，用t时刻滞留车辆的当量数 N(t)来反映道路的通行能力，我们的统计数据如下表2所示

表2 时间t/min 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

滞留车辆当量数N(t)10 15 12 17 16 21 23 26 27 35 33 26 26

用Datafit作非线性分析，按如下函数关系拟合

N(t)a*t^3b*t^2c*td

拟合分析如下图3： 其中

a=-0.06986151104 b=1.562268614 c=-8.167070674

d=24.93306693 拟合曲线图如图4：

图3

图4 显然，从上图拟合曲线的走势，路段车辆的滞留车辆当量数随时间变化拟合相关性，可以判断，路段车辆滞留车辆当量数是时间的函数，且滞留车辆当量数随事故时间的持续，越来越大。我们知道车辆的滞留数越打，交通流的压力越大，实际交通能力下降。

4.1.2 对视频2进行统计分析

统计数据如下表3：

考虑用t时刻滞留车当量 N(t)来反映道路的通行能力

表3 时间t/min 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 公交车数 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 2

小汽车数 5 9 4 3 3 5 10 6 2 4 6 2 7 9 15 21 25 12

滞留车当量数N(t)7 9 4 3 3 5 10 8 2 4 8 2 9 9 17 23 27 16

运用Datafit作非线性分析，按如下函数关系拟合

N(t)a*t^3b*t^2c*td

拟合分析如下图5： 其中

a=0.002521343466 b=0.06168831169 c=-1.345115798

d=9.799019608 拟合曲线图如图6：

图5 观察拟合曲线图4与图6，我们会发现视频2中滞留车当量数N(t)随时间的变化相对要平缓些，且并没有太大的波动；可以推测，当如视频2中的交通事故占道情况时，道路的实际通行能力变化并没有视屏1中交通事故占道情况变化剧烈。为何会出现这种情况呢？我们给3个车道进行编号G1、G2、G3，我们分析认为如附件3所示，当事故占道靠近路中线时即占用G2和G3，由于G1道靠近人行路边，必定留有一些非机动车空间，再者，三车道的下游流量比率不同，且从附件3中我们可以看到G1道的下游流量比率是最低的，当然占用G2和G3道时，上游车的换道比例要大一些。因此，在视频1事故区间中的滞留阻力要大一些，道路区间的单位时间滞留车标准车当量要大与视频2中的，且波动要大些。用Exce画视频1和视频2滞留车当量数N(t)与t的散点图如下图7：

图6

视频1与视频2单位时间滞留车标准车当量比较40N(t)(pcu/min)30201000510t/min1520单位时间滞留车标准车当量N(t)2单位时间滞留车标准车当量N(t)1图7

4.2 交通流动力学模型

考虑到在车流密度am时（m为道路畅行时的最大车流密度），且公路的长度远大于汽车的间距，因而我们把公路上的行驶的离散的一辆一辆的汽车看作连续流，公路就可以看作一个连续的流场，进而我们把0x240的这段公路作为研究对象，u(x,t)表示t时刻流场在x点的流速，流量q(x,t)表示单位时间通过x点处的车辆数，(x,t)表示表示t时刻流场在x点的汽车密度。显然，我们有

q(x,t)u(x,t)(x,t)

观察视频可知，进入研究对象axb的这段公路上的所有汽车只能通过事故断面处离开，因此我们假定此段公路无岔口，且不发生超车，掉队等情况，设t时刻在研究路段0,240内车数为N(t)，由车辆守恒的角度考虑，t时间内进入研究路段的车辆减去离开研究路段的车辆等于研究路段内车辆数的增量。

N(tt)N(t)q(b,tt)tq(b,t)t

在上式中我们取极限令t0，则有

dN

q(b,t)q(a,t)dt

又由于N(t)是(x,t)关于x的积分，故有

N(t)(x,t)dx

ba将上面的两式联立，可以得到

ba dxq(b,t)q(a,t)t

在上式中利用积分中值定理，并令ba，易得

q0 tx考虑到车道数的影响，我们加入了修正因子A,A表示车道数，而且我们知道车流量qu，上式可以表达为

(A)(uA)0 tx

该方程可以表示研究路段内任意截面处车流密度和车流速度u关于时间t与距离x的关系。

上面的模型虽然是基于连续流的基础上建立的，但由于交通事故造成的道路堵塞是突然发生的，平稳均匀的交通流会在交通事故处出现堵塞，出现累积。之前在连续流基础上得到的守恒定则依旧是成立的，方程(A)(uA)0可进一步得到：

txuu0 txx

我们注意到这样一个事实：车流密度越小，车流速度u越大，车流密度 越大，车流速度越小，当车流密度达到其极限值时，车流速度u0，道路就出现了阻塞。且随着堵塞时间t的增长，车流速度u越来越小，而随着车辆从上游向事故发生地点的靠近，车速会越来越近，在此我们假定车速u与t、x呈线性关系：

u(x,t)axbt

将此关系式代入常微分方程中，化为一阶线性的偏微分方程，利用一阶线性方程的特征线解法，利用边界条件解一阶线性常微分方程。得到(x,t)关于x，t的函数表达式：

(x,t)f(x,t)

显而易见，研究路段内车辆堵塞的长度L(t)与研究路段a,b内车数N(t)成线性关系。

L(t)cN(t)d

又由前面的叙述可知

dNq(b,t)q(a,t)dtt10N(t)q(b,t)q(a,t)dt

由N(t)及(x,t)的含义，有

N(t)(x,t)dx

ab即：

则：

ba(x,t)dxq(b,t)q(a,t)dt

ot1L(t)c(x,t)dxd

ab观察视频资料，我们可知，在发生事故前，道路是畅通的，我们考虑一定长度的均匀路段0x240, 起初交通是均匀的, 拥有车流密度a、流量qa。假设事故在位置x = 0 处发生, 起始时间t = 0, 结束时间t=t0。在事故持续过程中, 通过x = 0 的流量减少到q= qf< qa , 密度增加到fa；在时间t=t0 后, 在位置x = 0 处的通行能力恢复到正常状况。t0,a,qqa;x0,fa,qqfqa,(0t0t0);x0,a,qqa,(tto).这是交通流动力学模型的全部方程。，五． 模型求解

5.1 第一阶段模型的求解：

通过对视频的分析易知：由于堵塞时车辆换车道时，所产生的同时占据两道车道问题及堵塞时车辆排队车道数不确定等问题所产生的随机效应严重影响了堵塞长度L与研究路段故我们在此假定：堵塞排队a,b内车数N(t)的线性关系。时，车辆按三列进行排队，且两辆车之间除了安全距离外不存在其它距离，并且将所有车辆转换成以PCU为单位的值来进行计算。我们记录了事故视频中排队距离达到120m时堵塞的车辆数和排队列数，此三次车辆排布比较密集，且排队数为三列：

时间 16:50:42 16:51:41 16:52:46

车辆数 22 24 26

由于数据较少且其中一组数据排队组数虽为三组，但其中一组未排满。数据较少无法得出其最优解，我们联系实际车长、车距，并观察视频中排队长度随滞留车辆数的变化，结合单队列时排队长度达到120m时的车辆数，综上我们可以得到：

L(t)4.5N(t)12

5.2 第二阶段模型的求解：

根据交通流守恒方程：

(A)(uA)0.tx 因为A为路段宽度或车道数，故可认为A为常数，从而交通流守恒方程可简化为：

(u)u0 u0

txtxx 又因为uaxbt，故上式可化为：

(axbt)a0。tx根据初值条件，列写方程组 axbta0,120x120,t0, txx,0x,120x120.1，解上面方程组 2，求特征线

dxaxbt,t0, dt

x(0)c.解得x(t)bat(a1)ce。2a 2.令P(t)(x(t),t)

bdP(t)atP(t)(a1)ce dt a2P(0)(x(0),0)(c,0)c.(ca2b)atb112a2bbbte(c)e(12)（1）解得： P(t)32232aaaaaaa 由x(t)bat(a1)ce 2abbb得cx(t)t2eat2（2）

aaa 将（2）式代入（1）式并略去a和b的高阶无穷小量化简得：

25lnt (x(t),t)P(t)(ab)x(t)t1et(ab)x(t)t(b)lnx(t)b。

52at25lnt即 (x,t)P(t)(ab)xt1et(ab)xt(b)lnxb。

52at又因为 N(t)(x,t)dx。

0x0 根据视频1中每次绿灯亮时滞留的车辆数和时间等数据，通过拟合求得最优解

a0.64 

b0.65344故 u(x,t)0.64x065344t

车流密度

1lnt 2tx01lntdx

N(t)(0.01344xt1)et0.00512xt5.57lnx02t(x,t)(0.01344xt1)et0.00512xt5.57lnx13 最终得到排队长度 L(t)4.5N(t)12

5.3 问题四：

现已知交通事故所处横断面距上游路口距离为140米，且路段下游方向需求不变，以事故所处横断面距上游的路段为对象。求解如下：

问题四：现已知交通事故所处横断面距上游路口距离为140米，且路段下游方向需求不变，路段上游车流量恒定为1500pcu/h,以事故所处横断面距上游的路段为对象。求解如下： 当x0140时，有： N(t)1400(0.01344xt1)et0.00512xt5.57lnx1lntdx，2t解上述方程可得

N(t)96.769et70lnt1.53t0.0893（4）t 因为L(t)140，将（4）式代入（3）式可得：

lnt 1404.596.769et701.53t0.089312。

t解得：

t5.387

六． 模型优缺点分析

1.本模型利用车流密度随时间的变化来反映上游车流量和事故横断面实际通行能力对路段车辆排队长度的影响。进而对车流密度进行距离上的积分求得堵塞车辆数，最终利用堵塞车辆数与排队长度的线性关系求得排队长度。

2.本模型较好的实现了与视频排队长度的拟合。但是本模型是基于交通流是连续流的基础之上的，而本题中所处的城市交通环境下，由于红绿灯的周期性，交通流是非连续的，是离散的，本模型是在连续流基础上进行模拟和预测的，可能与实际情况存在差异，本模型更适用于高速公路等交通流更加趋向于连续流的状况。

参考文献: [1]沈继红，高振滨，张晓威 《数学建模》 北京：清华大学出版社，2011； [2]吴正 《高速交通中堵塞形成阶段的交通流模型》

交通运输工程学报 第三卷 第二期 2003年

[3]2002年上海交通大学博士学位论文《交通流的数学模型、数值模拟及其临界想变行为的研究》 作者：薛郁 专业：流体力学 附件3

视频1中交通事故位置示意图

所使用的软件：

Datafit 二维曲线专家 Mathematica SPAW Statistice

第三篇：新时期环境监测质量影响因素与改进措施

新时期环境监测质量影响因素与改进措施

摘 要：环境监测是环境保护工作的重要前置要件。高质量的环境监测为环境保护工作的顺利开展和环保决策的顺利、正确制定提供充足、可靠的数据保障和参考信息。环境监测工作影响因素众多，排除不利因素干扰，保障监测数据可靠是环境监测工作的重要原则。文章围绕环境监测影响因素相关问题进行讨论，对不同来源的影响因素进行了归纳，并提出针对性改进措施，以其提高环境监测工作质量。

关键词：环境监测质量；环境监测布点；监测仪器；改进措施

引言

21世纪，环境问题已经成为全世界共同面对的重大问题。日益频繁的社会化大生产活动给自然环境带来巨大的压力，环境污染问题突显，逐渐威胁到人类自身的生存和发展，引起了世界各国的广泛关注。环境保护成为各国政府以及社会各界的共识。作为环境保护工作的基础组成部分，环境监测数据的可靠性、实用性、完整程度与后续环境保护工作的顺利开展密切相关。加强环境监测中了影响因素分析，消除不利影响，是做好环境保护工作的必然要求，也是环境保护体系中的重要内容之一。环境监测质量影响因素分析

环境情况监测是开展环境保护工作的前置作业，环境保护工作的方针、措施的制定要以环境监测的数据信息位基础，环境监测的工作质量直接关系到后续环境保护工作的决策和实施。环境监测是项系统工程，其影响因素十分复杂，大体上可以分为以下几个方面：

1.1 环境监测设置的影响

环境监测主要采用现场取样、采集信息的方式进行。监测位置的设置是开展监测工作的第一步，监测点位置设置是否科学、合适，对于监测工作的正常开展和采集的监测数据质量有着至关重要的影响。监测点附近的环境情况会影响到监测数据的准确性和精度，使得数据反映的情况和实际情况不相符，不能发挥应有的参考作用。对于监测点设置的影响因素包括排污口所在的地理位置、天气状况、附近自然条件等。另外，部分监测设备结构复杂精密，易受监测点周围的环境指标，比如气温、空气湿度、粉尘情况等影响，从而造成监测数据质量下降。为了尽可能保证监测点周边环境符合监测点设置要求，工作人员在进行设置监测点前都会对待选位置进行细致深入的评价和筛选，但由于自然环境复杂多变，前期评估工作无法对监测点长期状况作出可靠保障。监测点周边环境因素对环境监测产生影响在所难免。

1.2 监测工作人员业务素质的影响

人是生产活动的主体。工作人员的业务水平和思想素质对于监测工作的实施情况有着重要影响。监测工作涉及大量野外作业，工作条件艰苦，对工作人员的责任心、价值去向有着很高的要求，这些精神因素会反馈到工作实际中去，对工作质量产生影响。而业务水平更是监测取样、信息采集、分析工作质量的重要影响因素。在选择、聘任监测工作人员时，要全面评价其思想素质、职业道德和业务能力，确保具备承担监测工作的各项能力。

1.3 采样质量的影响

环境监测数据来源于对采集的样品的分析和检测。采样工作质量对于环境监测工作能否有效开展意义重大。环境监测采样工作地点一般都位于野外，野外自然条件复杂多变，给样品采集工作带来很大难度和不确定性。而采样工作涉及许多环节。相关工作的细节情况，比如采样设备的状况、样品采集数量、深度、样品的储存方式、频率以及采样的运输方式等都会影响到采样工作的最终质量，进而对监测工作产生影响。

1.4 监测仪器的影响

环境监测取样、分析等工作需要大量仪器设备。设备的运行、保养状况、精密程度、配套使用的软件等都会对监测结果产生较大影响。仪器工作状况越好、精度越高，那么分析结果就越可靠、越能反映目标地点真实情况。根据这些数据所下的结论就越准确。反之，仪器状况不好、精度差，那没采样、分析的结果质量就无法保障，情况严重时，甚至会出现分析结果与实际情况相反的情况，从而给环境监测工作造成重大阻碍。此外，不同设备的使用范围和适用情况也是不同的。在选择监测工作相关设备时，要注意设备的自身特性和工作条件是否相符。例如，塑料和部分有机液体容易产生化学反应，在盛装石油等有机液体时，就不能选择塑料材质的容器，以免样品和容器发生反应，改变样品特性。实际工作中，石油类的样品一般采用玻璃材质容器装盛。在进行称量作业时，天平的精度直接影响着分析结果。工作人员要根据分析检测的要求，确定称量精度，以此为基准选择称量精度适当的天平，避免因为设备选择不当引发的分析误差。此外，要做好仪器维护工作，保障设备状态正常，条件运行情况下，在作业正式开始前应进行校准。

1.5 测试分析方法的影响

采样、测试、分析的方法是指导环境监测作业实施的作业规范。不同检测项目、环境条件和测试对象的分析、检测方法也不一样。即使是同一个检测项目，不同采样时期其检测方法有时也会发生变化，评价标准、操作流程往往存在很大区别。在进行样品测试分析时，工作人员应根据检测项目的具体条件和测试要求选择正确的分析方法，以免因检测方法不当给检测带来巨大误差。改善环境监测工作质量的主要方法

2.1 建立健全环境监测质量监督体系

环境监测工作涵盖内容多，涉及范围广，要保障监测质量就要采用系统论的方法，建立健全环境监测质量监督体系，围绕环境监测各个环节，特别是监测质量易受干扰的部分加强监管，构建保障体系。诸如在空气质量监督、水体治理等方面，就要加强应急监测、现场监测等薄弱的环节的质量监管从而确保整体体系工作质量的提升。

2.2 科学配置监测点

在监测点的配置上，要坚持选择具有代表性的位置作为环境监测点，以通过有限的数据反映最大范围的实际情况。在具体选择监测点时，要综合考虑当地自然条件和取样发展规划等因素，科学选择监测点位置。

2.3 打造作风优良、业务过硬的监测人员工作队伍

一要建立监测工作人员培训机制，对于新加入的人员做好岗前培训，使其掌握系统的检测业务知识，同时对在岗人员做好在职培训，不断深化其业务能力，提高工作水平。二要加强监测工作队伍精神文明建设。培养监测人员的责任意识进取意识。努力将他们锻造成政治素质高、业务素质强的环境监测人员。结束语

当前，人口的激增、经济活动，特别是工业生产活动的规模不断扩大，使得环境保护形势日趋严峻。我国正处于经济发展高峰期，环境问题和经济发展间的矛盾十分突出，已经成为制约我国经济发展的重要瓶颈问题。做好环境监测，加强环境保护，落实环境治理，是我国现阶段的重要国策之一。环境保护关系到国家长远健康发展，关系到有中国特色的社会主义伟大事业能否顺利实现。作为环境保护的基础作业，环保监测必须得到高度重视。环保单位要深入分析环境监测工作质量的影响因素的形成机理，排除不利因素，努力提升环境监测工作质量，为做环境决策提供科学依据。

参考文献

[1]诸振兵.浅谈影响环境监测质量的因素及对策[J].科技创新与应用，2013（11）.[2]邓广金，廖汝霞.环境监测质量影响因素及对策研究[J].资源节约与环保，2013（6）.[3]潘衡.环境监测过程中质量控制探讨[J].资源节约与环保，2013（8）.

第四篇：室内空气品质的影响因素及改进措施

室内空气品质的影响因素

及改进措施

摘要：介绍了空气品质的概念，分析 了室内空气品质的 影响 因素及提高室内空气品质的国内外 研究近况;阐述了作者对我国室内空气品质 问题 的看法。关键词：室内空气品质 通风 病态建筑综合症 空气污染 1前言近二十年来，生活在 现代 建筑物内的人们呈现出某些较为严重的病态反应，这一问题引起了专家学者的广泛关注。于是，病态建筑(Sick Building和病态建筑综合症(SBS, Sick Building Syndrome的概念出现了。同时，也出现许多空调综合症(如眼睛发红、流鼻涕、嗓子疼、头痛、发困等)。从而使人们的身心健康受到了很大的影响，降低了工作效率，病休及医疗费用上升等问题也随之出现了。因此，室内空气品质(IAQ)间题已成为当前建筑环境领域新的研究热点。本文讨论影响室内空气品质的主要因素及改进措施。2空气品质的概念最初关于室内空气品质定义是指一系列污染物的浓度指标。然而，随着研究的不断深人，发现这种定义已不能完全涵盖室内空气品质的 内容。在89室内空气品质讨论会上，丹麦哥本哈根大学P.O.Fanger教授提出:所谓品质就是反映满足人们要求的程度，如人们满意，就是高品质;不满意就是低品质。英

国的CIBSE(Charted Instituteof Building Services Engineers)认为:如果室内少于50%的人能够觉察到任何气味，少于20%的人感觉不舒服，少于10%的人感觉豁膜刺激，并且少于5%的人在不足2%的时间内感到烦躁，那么此时的室内空气品质是可以接受的。这两者的共同点就是将室内空气品质完全变成了人们的主观感受。在ASHRAE标准62一1989R中，提出可接受的室内空气品质(acceptable indoor air quality)和感受到可接受室内空气品质(acceptable perceived in-door air gualitg)的概念。可接受的室内空气品质定义为:空调房中的绝大多数人对空气没有表示不满意，并且空气中没有已知的污染物达到了可能对人体健康产生严重威胁浓度。感受到可接受室内空气品质定义为:空调房中的绝大多数人没有因为气味或刺激性而表示不满，它是可接受的室内空气品质的必要条件，不是充分条件。有些气体如co,氛等，对人体的危害非常大，但无刺激，故仅仅用感受到可接受室内空气品质是不够的。3室内空气品质问题的起因引起室内空气品质问题的原因一般有两类:一是暖通空调(HVAC)系统设计或运行不当;二是各类污染源产生的污染物的作用。第一类原因一般包括:①通风和气流组织问题，如新风不足，室内气流组织不好等;②热舒适间题，当室内未达到希望的温湿度时，人们就会对室内空气品质抱怨。第二类原因包括:①室外大气的恶化(由新风人口或门窗等进人的污染

物);②交叉污染，由于设计时各房间的压力分布不当而导致地下停车场、打印室、吸烟区、餐厅等散发的污染物流人建筑的其它区域;③室内污染，如室内办公设备、家具、装演、人员等产生的污染物;④微生物污染，常由空调凝水或漏水造成的。室内空气品质问题可分为主观和客观两个方面:室内的各种物理参数，如温湿度、气体污染物的浓度等客观因素对室内空气品质产生影响(尽管人们还没有完全明白其是如何产生影响及究竟产生多大影响);同时，人们的心理状态、对外界的反应敏感程度、性别等主观因素差异也会造成对室内空气品质的不同反应。3影响室内空气品质的因素3.1建筑因素3.1.1室内污染源普遍认为室内污染源主要来源于以下4个方面:①建筑围护结构及其表层材料;②室内环境状况;③室内人员数量及其活动情况;④暖通设备及系统。对于建筑结构表层材料中有害物质的散发机理、散发 规律、定量 计算 及抑制和测量 方法 已有一些研究成果，但不是很完善。随着研究的进一步深人将有利于控制室内的空气污染。3.1.2室外环境的影响室外环境与室内是有联系的，室外的污染必定影响室内。室外在没有 工业 污染的条件下主要受 交通 车辆散发的VOC气体影响。研究表明，无论室内还是室外，总是离地面越高VOC的含量越低。一般认为建筑物的一层受到室外的影响较大。同时发现室内的一系列污染源所造成的VOC总是高于室外，如巴西里约热内卢的室内平均VOC浓度为

304.3一1679.9 mg/m3，而室外则为22一643·2 mg/m3。3.2非建筑因素3.2.1新风问题由于设计或运行不当引起的新风问题包括新风量及新风清洁度两个方面。新风量是空调设计中有关室内空气品质考虑最多的一个问题，在空调 发展 不同阶段，相应的通风标准也不同。传统的观念认为，新风是为了清除人所产生的生物污染，所以房间的最小新风量的确定仅由每人的最小新风量指标确定。然而，随着 科技 的发展，发现现代建筑中的装演材料、家具、某些办公用品及通风空调系统本身就是污染源，并且其气味远远超过人所产生的。因此，在ASHRAE标准62一1989R中，认为用以确定新风量的污染物来自人员和室内气体污染源两个方面，所以房间的最小新风量应由每人最小新风指标和每平方面积所需最小新风指标一起确定。另外，在空调运行中，随着室内负荷及换气效率的变化，为了减少能耗，室内的送风量也会发生相应的变化，但为了满足人们的舒适健康而确定的新风量不应该发生太大的变化。ASHRAE标准62一1989R中有关变风量控制的内容明确指出，在整个变风量运行中，新风量要始终保持在设计新风量的90%以上。新风清洁程度近来也受到人们的关注。这主要源于室外环境的逐步恶化，空气污染严重，新风质量下降。因此有关新风处理的讨论也不断出现，新风三级过滤设想也就应运而生。所谓新风三级过滤就是将传统新风机组中只含粗效过滤器的状况，变为除含粗效过滤器外，还含有中效甚至高效过滤器的设计模式。这种设计最大的优点是极大降低由新风带人室内的尘菌浓度，同时在一定程度上延长系统部件的寿命。不过室内空气品质除涉及到室外污染物外，更多的是受室内的微生物污染和气态污染的影响。因此，新风三级过滤对室内空气品质问题解决的作用到底有多大，新风过滤器是否应考虑其它室外污染物的过滤问题，有待进一步研究。3.2.2污染物的 影响 非建筑因素的污染物来源也较多，包括了固体颗粒、微生物和有害气体。因一般微生物多依附于固体颗粒或液体传播，所以把污染物分为颗粒污染物和有害气体污染物。颗粒污染物依据其颗粒大小，分别会感染人体呼吸道和肺部。气态污染物的种类更多，除CO,C02,NH3和氧等人们熟知的外，还有有机化合物(挥发性)。一般认为这些污染物对人体的呼吸系统、心血管系统及神经系统有较大的影响，甚至致癌。不过调查显示，即使人们抱怨很频繁，但在大多数情况下并没有某种污染物单独超标。这一结果的最好解释是由于多种而不是单一污染物的影响而导致对室内空气品质的抱怨，同时也使人们对现有污染物浓度指标的 科学 性和全面性提出怀疑。4改善室内空气品质的措施概括起来有以下三个方面:一是建筑设计与施工特别是表层材料的选用如何完善，二是保证足够的新风量和加强新风与回风的过滤，三是切实保证空调系统的正确设计和严格的运行管理与维护。4.1国外已提出一些规定细则要求在房屋

建造和取材时必须选用坚固耐久而不散发有害物质的材料，不得采用热带木材，围护结构和材料必须防水隔潮。对通风空调提出如下规定:(1)建筑必须很好保温，并保证良好的气密性;(2)设计时必须考虑南向开窗以获得能量;(3)避免冷表面，不渗风;(4)尽可能在北向取人新风;(5)外部污染决定新风入口位臵;(6)适当的换气量和回风量，空气直送到人;(7)应有再分配人室内的可能性，特别是夜间送到卧室;(8)必须避免在风道中滋生微生物并且有清扫的可能;(9)使用户易于明了如何实现和保持清洁通风。此外也有一些专家提出健康建筑应该达到的目标为:(1)最小的悬浮微粒和生物污染;(2)控制室内相对湿度水平;(3)最小的渗风量;(4)减少VOC的挥发;(5)提高能量利用效率和资源利用效率;(6)为居住者提供对通风的控制。这些规定是相当严格的，要达到就要求各项技术具有高水平和各项工程质量严格把关。4.2关于新风量在许多有关室内空气品质调查结论都提到新风量供应不足。有的在空调系统的改造中加大了新风量，这 自然 有利于改善室内空气品质。前面已经提到在ASHRAE新标准中新风量要求按人体和稀释室内污染所需来确定。问题 是新风往往受到空调系统污染而质量变坏，在这种情况下，即使增大新风量也难以改变室内空气品质。另外，由于送入的空气中混有相当比例的回风，而一般过滤器难以清除回风中所含有的低浓度VOC气体和细菌等，从这一角度看，减少回风和加大新风

量甚至采用全新风系统，有利于改善室内空气品质。5几点看法综上所述，国外对室内空气品质问题是十分重视和十分认真对待的。下面结合国内的一些情况谈谈自己的看法:(1)我国对室内空气品质的 研究 刚刚起步，有的同行已经发表一些成果，开展了一些活动，取得了一定的成绩，但总体上来说关注和宣传程度是不够的。(2)建筑和暖通人员需要转变观念，建立新意识，在设计一开始就要慎重选材，考虑建筑因素污染，建立卫生空调观点，改变对空气的单一热湿处理，加人生物化学处理，积极开发新技术和新产品。在设计中考虑送风实效，采用缩短送风凤管和通风效率高、新风接近人的气流组织形式。(3)最好是组织人力进行现场实测，监测空调系统对空气的污染状况，监测室内建筑材料和器具设备放散的有害物质及其对室内空气的污染。要争取有关专业的配合，还要争取环保部门、卫生保健部门的支持。(4)建议对暖通空调设计规范中的有关章节进行必要修改、增删。(5)空调系统的运行维护管理非常重要，系统内部必须定期清理，避免污染送风气流。对此应制定严格管理和运行法规，并严格执行。参考 文献 1沈晋明，等.室内空气品质的新定义与新风直接人室的实验测试暖通空调，1995,(6).2沈晋明，室内污染物与空气品质评价.通风除尘.1995,(4).3李先庭，等.室内空气品质研究与进展.暖通空调.2000,(3).4 BescomB.Indoor air quality in school.5 Beary David W.Indoor air

quality and HVAC system.Liewis pub.1993.6赵荣义.关于热“舒适”的讨论.暖通空调.2000,(3).7马仁民.国外非 工业 建筑室内空气品质研究动态.暖通空调.1999,(2).8

第五篇：影响速冻水饺冻裂因素分析及改进措施

影响速冻水饺冻裂因素分析及改进措施

随着人们的生活方式亦发生变化。近年来，速冻水饺行业作为“朝阳行业”得到很快的发展，但是一些企业还存在着水饺冻裂率高，生产成本难以控制等因素，制约了行业的发展。本文就影响速冻水饺冻裂率的因素进行分析，并根据水饺裂口形状对生产工艺可能存在的缺陷作一简单分析，希望能能够起到抛砖引玉的作用，并和业内人士共同探讨。造成速冻水饺冻裂的原因主要是以下两点：

1．我们都知道，水在0℃以下结冰，体积膨胀9%左右，在这个过程中，会对周围束缚它的水饺皮产生一个巨大的压力，当水饺皮不能够承受如此巨大的压力时，将会产生破裂；

2．水饺皮内的水分流失也会造成表面干裂。

因此，要想控制速冻水饺的冻裂问题，关键是要控制水饺中的水分： 1．如果将水饺中的水分以细小颗粒状态均匀分布在面皮中，单位体积水分结冰体积膨胀较小，对水饺皮表面造成的压力也较小；

2．如果水饺皮表面的水分在冻结和物流过程中不流失或者流失较少，就可以避免由于表面水分流失所造成的表面干裂；

根据以上原因，并通过大量实验总结，得出影响产品冻裂率的几个因素： 1．面粉的选择。

作为速冻水饺专用的面粉，应该具备以下几个特点：

1）灰分低。灰分主要是面粉加工精度的反映，其主要构成成分是纤维素，在和面过程中，纤维素在面筋网络中形成节点，破坏了面筋网络的强度；并且由于纤维素吸水较快且较多，在面筋网络中形成水分聚集点，导致水饺冻结过程中破裂率提高。

2）蛋白质质量好。一些厂家片面追求面筋数量而忽视了蛋白质质量的优劣也是影响水饺冻裂率的一个因素。蛋白质形成面筋后，应该具有一定的延伸性和弹性，只有这样才可以在水饺冻结过程中减轻由于水分结冰体积膨胀造成的对表皮的压力。2.添加剂的选择。

没有添加剂就没有现代食品工业，因此正确认识和选择合适的添加剂对降低水饺冻裂率也有一定的帮助。应用在速冻水饺中的添加剂必须具备以下特点：

1）能够完善面筋网络形成：面筋网络完善有利于增强水饺皮自身的强度，抵抗由于水分结冰体积膨胀所造成的压力；

2）提高面皮保水性：利用保水性较好的添加剂可以降低表面水分在加工、物流过程中的水分散失，避免由于表面水分流失所造成的表面干裂； 3）较好的亲水性：较好的亲水性可以使面皮中的水分以细小颗粒状态均匀分布在面皮中，降低水分在冻结时对面皮的压力； 3．加工工艺的确定。

完善的加工工艺有助于改善速冻水饺的冻裂状况。

1）和面加水量：过多的水分虽然有利于面筋网络形成，但是容易造成水分聚集，不利于冻结过程中冻裂率的降低；加水量少则会使面皮表面较干，不利于水饺皮内水分的保持。2）和面时间：若和面时间短，面筋网络形成不完善，水分吸收不均匀、不充分，则无法抵抗由于结冰时体积膨胀所造成的压力；和面时间过长，则已经形成的面筋网络又被机械破坏，降低面皮强度。

3）水饺馅的选择：水饺馅的品种也会对冻裂率造成一定的影响。因为脂肪在冻结时体积缩小，脂肪含量较高的品种冻裂率相对较低；蔬菜中水分含量较高并且难于彻底脱去，因此蔬菜馅水饺冻裂率相对会较高。4）冷冻温度的选择：隧道前段冷冻温度过低会造成水饺进入后温差太大而导致表面迅速冻结变硬，内部冻结时体积变化表皮不能提供更多的退让空间而出现裂纹。

5）风速、风量、风向的确定：风速、风量过大，会使水饺皮表面的水分干燥升华，使表皮破裂；过小，则不能提供速冻所需要的冷量，不利于控制水饺中冰结晶的生成和成长。风向不合理，可能导致在隧道中某个局部或水饺某个部位出现较多冻裂。4．包装形式的选择：

带托盘包装的水饺中，托盘和水饺接触处有一空间，在速冻过程中，该空间内部空气流通较慢，热交换较少，导致该处冻结速率较慢，影响了水饺的冻结。5．其他原因：

如水饺制皮机表面粗糙，对水饺皮表面有较大破坏；馅中含水量过大；皮馅比不合理等原因也会对水饺的冻裂率有一定影响。如何根据水饺皮的裂口形状来判断生产过程中工艺缺陷：

水饺皮裂口大致有以下几种形状，根据裂口形状分析工艺缺陷有助于生产厂家控制产品质量，降低生产成本。

1.大裂口：可能是由于水饺馅中含水量较高或者初始冷冻温度过低造成的； 2.小裂纹：水饺表皮含水量过低或隧道中风速、风量不合理； 3.底部裂口：可能是冻结过程中，盛放水饺的托盘底部有水造成的； 4.单侧裂口：可能是隧道中单侧风量过大造成的；

5.隧道中某特定位置裂口较多：可能是该位置风道设计不合理而造成的。通过以上分析，生产厂家可以根据裂口状况调整生产工艺，有效降低生产成本。也希望本文观点可以给生产厂家带来启发，为速冻食品行业发展尽自己微薄之力。