数学建模竞赛交通拥堵对经济和公共健康的影响论文(3)

P：汽油价格I：额外油耗常数qf：拥堵状况下的车流量td：拥堵时长sl：道路长度vf：拥堵速度参数确定：

P?7.7元/LI?1.62L/hqf?17013辆/htd?2hvf?21.4km/hsl?108.4km

得出额外油耗成本为

C2?215万元/天

4.1.3交通事故损失

根据其他论文的数据，见附录二。首先定性分析机动车速度与交通事故，折线图如下：

图4.2 交通事故比例与车速的关系

可见，随着机动车速度的提高，事故发生比例降低。原因可能是交通拥堵时空间有限，出现抢道的情况，导致事故频发。由于西安市缺少相关数据，所以用北京市的有关数据进行预测。

表4.5 北京市交通事故伤亡人数与财产损失 指标 数值 交通事故发生数总计（起） 3196 交通事故死亡人数总计（人） 918 交通事故受伤人数总计（人） 3613 交通事故直接财产损失总计（万元） 3017.9

9

一年损失3017.9万元，一天损失8.268万元，假设主干道平均速度50km/h，事故发生比例3.64%，拥堵时事故发生比例7.73%。

接下来建立二元一次方程组，设x为每天因交通拥堵损失，y为每天平常的事故损失。

?x?y?82680??y?7.73% ??x3.64%求得

?x?26470 ?y?56212?故交通事故产生的损失总额为

C3?Atd?5.6212 万元/天

4.1.4环境成本 噪声污染损失

西安市主干道附近人口密集，汽车的警报系统、发动机的声音和喇叭的声音

都是噪声的来源。噪声污染对周围居民区造成恶劣影响，居民会有较大意见。

根据国内铁道科学研究院的研究，公路运输系统中客运的噪音损失为0.001 95元每人每公里。估算公式如下：

C41?sl?V0?qftd??1.8万元/天

温室气体损失

根据吴栋栋等的《北京交通拥堵引起的生态经济价值损失评估》，单位燃料的温室气体排放量取2.3 kg，排放成本118元/吨。在计算燃油成本时已经计算过额外燃油是27.922万升。温室气体损失为

C42?27.922?2.3?118?100?7.578万元/天

有害气体损失

参考陕西省首次氮氧化物排污权交易拍卖会的起拍价，取氮氧化物治理费用

为6000元每吨。问题二中已经计算出

M(NO2)?572.6kg

10

得出治理费用

C43?0.34356万元

算出环境成本

C4?C41?C42?C43?9.834万元

最后，统计一下所有成本和损失：

表4.6 交通拥堵的各类成本

时间成本 数目（万元/2093 天） 拥堵总损失为：

油耗成本 215 事故损失 5.62 环境成本 9.72 C?2093?215?5.62?9.72?2323.34万元/天

4.2 基于PM2.5浓度变化对问题二的研究

对于问题二，我们通过分析交通拥堵产生的PM2.5浓度变化研究西安市交通拥堵对公共健康的影响。交通拥堵产生的PM2.5的变化主要在于燃油增加。根据网上的资料显示，汽车尾气中主要成分是二氧化碳和水，污染物有烟尘、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、可以挥发性烃类。其中二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮是形成PM2.5的元凶。下面研究PM2.5与SO2、NO2、CO的关系。

4.2.1 模型1：浓度指数转化模型

附录三是《2013年1月1号——2013年4月26号四个指标的AQI值》，下面进行AQI与浓度的转化。

根据环境空气质量指数技术规定，

11

IAQIp、Cp的转化公式如下：

IAQIp?IAQIHi?IAQILi(Cp?BPLo)?IAQILo

BP?BPHiLo（4.2.1）

为了求出浓度，需要将（4.2.1）变形如下

Cp?IAQIp?IAQILoIAQIHi?IAQILi(BPHi?BPLo)?BPLo

(4.2.2)

由于数据量比较大，用matlab编程，程序参见附录、附录六、附录七和附录八。

其中，

IAQIp:污染物项目P的空气质量分指数Cp:污染物项目P的质量浓度值BPHi:与Cp相近的污染物浓度限值的高位值BPLo:与Cp相近的污染物浓度限值的低位值IAQIHi:与BPHi对应的空气质量分指数IAQILo:与BPLo对应的空气质量分指数

4.2.2 定性分析PM2.5与SO2、NO2、CO的关系

根据四种污染物的质量浓度值，编写matlab程序,程序参照附录九、附录十和附录十一。画图如下：

50045040035030025020015010050030405060708090100110120

图4.3 NO2与PM2.5的关系

12

500450400350300250200150100500020406080100120140160180

图4.4 SO2与PM2.5的关系

50045040035030025020015010050011.522.533.544.555.56

图4.5 CO与PM2.5 的关系

可见，SO2、NO2、CO与PM2.5都是正相关关系。

4.2.3 定量分析PM2.5与SO2、NO2、CO的关系

应用spss软件求其相关系数，由于pearson相关系数适用条件：连续数据、正态分布、线性关系，此处无法证明是正态分布。如果不是正态分布的话，结果可能出现较大错误。所以稳妥起见，采用spearman相关系数分析。

4.2.3.1 模型1：基于spearman相关系数的相关性分析

最常用的统计量是spearman秩相关系数rs，又称等级相关系数，介于-1~1

13

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库数学建模竞赛交通拥堵对经济和公共健康的影响论文(3)在线全文阅读。