数学实验项目 2

发布 2022-07-02 02:59:28 阅读 2235

【项目内容】

在交通路口都会设置红绿灯,那是为了让那些正行驶在交叉路口或离交叉路口太近而无法停下的车辆通过路口,红绿灯转换中间还要亮起一段时间的黄灯。所以,黄灯应亮多长时间才最为合理呢?

相关知识点】

一)mathematica软件进行了软件图形曲线拟合:

1)首先输入需要拟合的数据表,2 )根据数据画出散点图,3)用二次多项式对数据进行拟合,4)画出拟合曲线,5)将散点图和拟合图放在同一个图中比较。

二)并运用了二维绘图的图形指示函数和颜色函数来绘图。

三)运用了积分。

模型假设与分析】

由思考得:黄灯时间应包括驾驶员反应时间,通过交叉路口时间及刹车时间。 设汽车速度为v,路口宽度为i,车长为l,人的反应时间为t。

模型建立】设w为汽车重量,u为摩擦系数,则摩擦力为uw。汽车在刹车时行驶距离x与时间t的关系为,其中g为重力加速度。

方程初值为t=0时,x=0,dx/dt=v。所以刹车距离为v=0时汽车驶过的距离。所以刹车距离为。令y[t]=0即dx/dt=0,得刹车时间。

计算黄灯状态的时间:

再描绘t与v关系的图像: 假设t=1秒, l=4。6米,i=9米,u=0。

2,g=9。8。 当030vkm/h时,可计算出黄灯时间为t。

52秒。 因此,在限速为30km/h的市区,交叉路口黄灯时间一般为5s。(相关mathmatic方程在nb文档中)

模型求解】结论及分析】

在十字路口行驶的车辆中,主要的是机动车辆。当车辆驶近交叉路口时,驾驶员在看到黄色信号后要作出决定,是停还是要通过路口,如果他按法定速度(或低于法定速度)行驶,当决定停车时,他必须有足够的停车距离,少于此距离时不能停车,大于此距离时必须停车,等于此距离时可以停车,也可以通过路口,当决定通过路口时,他必须有足够的时间使他完全通过路口,这包括作出决定的时间,通过十字路口的时间以及通过停车所需的最短距离的驾驶时间。于是,黄灯应该持续的时间包括驾驶员的决定时间(反应时间),他通过十字路口的时间和停车距离的驾驶时间。

心得与体会】

中国城市交叉口的信号优化与配时问题已经在很长时间,现在城市路网压力越来越大,道路建设最大的一个瓶颈就是十字交叉口的安全问题。在很多场合,安全与效率难以两全,十字交叉口又是冲突交通流汇聚的节点,安全问题十分突出。

在实际生活中,当黄灯开始闪烁时,驾驶员要根据当时的交通状态、接近十字路口时的行驶速度以及距离停车线的距离,迅速综合各种因素后,在很短的反应时间内正确地选择是减速还是继续行驶。每年城市交通事故中59%都发生在十字路口,原因就是抢黄灯或者闯红灯。对城市交通路口黄灯时间作科学配置对于降低城市交通事故的发生率有积极的作用。

参考文献】1] 数学课程设计,百科。

2] 李连富,一元微积分[m]。 大连: 东软电子出版社, 2011。7。

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