對交通擁擠進行準確地測度和有效地控制,是解決交通擁擠問題的重點和難點。該書在總結了已有的交通擁擠機理分析、擁擠測度和控制相關研究的基礎之上,從區(qū)段上具有匹配關系的駛入駛出流率的角度出發(fā),對交通擁擠進行了重新定義。首先,該書研究了由駛入駛出流率衍生的累積流量的變化與交通擁擠的形成、發(fā)展、消散過程之間的關系,依次分析了基本計算單元、城市道路基本路段、交叉口以及城市交通網絡的擁擠機理。然后,該書建立了基于累積流量比的交通擁擠測度模型,通過應用粗糙集理論模型,對交通擁擠度進行了區(qū)間劃分,實現了多等級道路交通擁擠的統一度量并將其推廣到區(qū)域交通網絡。最后,在交通擁擠測度理論的基礎上,提出了多種交通控制策略。針對城市交通干線局部擁擠條件下的交通控制與疏導問題,提出了綠波帶與紅波帶協調控制策略;針對城市交通網絡局部擁擠條件下的交通控制問題,建立了基于度相關性的網絡交通擁擠牽制控制模型,并給出了對應的求解算法及流程;針對大型城市交通網絡多點擁擠問題,建立了城市交通網絡多子區(qū)邊界控制模型,并提出了子區(qū)邊界交叉口信號配時參數優(yōu)化方法。
《城市交通擁擠牽制控制與邊界控制集成策略研究》的出版旨在為城市交通擁堵測度提供一種新的思路,并總結交通擁堵控制領域的相關理論及研究成果,為穩(wěn)定、可靠的城市交通系統網絡控制提供理論依據和方法支撐。該書可作為交通工程、交通運輸規(guī)劃等專業(yè)的本科生和交通信息工程及控制、交通運輸規(guī)劃與管理、交通系統工程等專業(yè)碩士研究生、博士研究生的參考用書,也可供從事交通信息工程與控制、交通運輸規(guī)劃與管理、交通運輸系統、智能交通系統等領域的科技工作者、管理人員參考。
隨著城市化進程的加快和機動車保有量的快速增長,交通需求與供給之間的矛盾日益突出,道路交通系統面臨的壓力愈來愈大,交通擁擠在中國各個城市愈演愈烈,并逐漸成為困擾和限制城市可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。交通擁擠不但會降低交通系統的服務水平,增加出行過程中的交通延誤,導致交通事故的頻繁發(fā)生,而且低效的交通運行還會導致能源浪費和環(huán)境污染,降低城市居民的幸福指數。
對交通擁擠進行準確地測度和有效地控制,是解決交通擁擠問題的重點和難點。本書在總結了已有的交通擁擠機理分析、擁擠測度和控制相關研究的基礎之上,從區(qū)段上具有匹配關系的駛入駛出流率的角度出發(fā),對交通擁擠進行了重新定義。首先,本書研究了由駛入駛出流率衍生的累積流量的變化與交通擁擠的形成、發(fā)展、消散過程之間的關系,依次分析了基本計算單元、城市道路基本路段、交叉口以及城市交通網絡的擁擠機理。然后,本書建立了基于累積流量比的交通擁擠測度模型,通過應用粗糙集理論模型,對交通擁擠度進行了區(qū)間劃分,實現了多等級道路交通擁擠的統一度量并將其推廣到區(qū)域交通網絡。最后,在交通擁擠測度理論的基礎上,提出了多種交通控制策略。針對城市交通干線局部擁擠條件下的交通控制與疏導問題,提出了綠波帶與紅波帶協調控制策略;針對城市交通網絡局部擁擠條件下的交通控制問題,建立了基于度相關性的網絡交通擁擠牽制控制模型,并給出了對應的求解算法及流程;針對大型城市交通網絡多點擁擠問題,建立了城市交通網絡多子區(qū)最優(yōu)邊界控制模型,并提出了子區(qū)邊界交叉口信號配時參數優(yōu)化方法。
本書的出版旨在為城市交通擁堵測度提供一種新的思路,并總結交通擁堵控制領域的相關理論及研究成果,為穩(wěn)定、可靠的城市交通系統網絡控制提供理論依據和方法支撐。本書可作為交通工程、交通運輸規(guī)劃等專業(yè)的本科生和交通信息工程及控制、交通運輸規(guī)劃與管理、交通系統工程等專業(yè)碩士研究生、博士研究生的參考用書,也可供從事交通信息工程與控制、交通運輸規(guī)劃與管理、交通運輸系統、智能交通系統等領域的科技工作者、管理人員參考。
本書的完成得益于教育部人文社會科學研究青年基金項目(編號:19YJC630121)、國家自然科學基金面上項目(編號:61873216)、國家自然科學基金青年科學基金項目(編號:52002127)、江西省教育廳科技技術研究項目青年項目(編號:GJJ200669)的資助,在此一并表示感謝。
本書在成書過程中廣泛借鑒了國內外部分有代表性的文獻和資料,已將其列在參考文獻中,在此向相關學者和研究機構表示誠摯的感謝!
由于作者學識有限,書中難免有認識不足或錯漏之處,懇請各位專家、同仁和廣大讀者批評、指正。
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 交通擁擠國內外研究現狀
1.3 交通擁擠測度與控制研究現狀評述
1.4 主要研究內容及意義
1.5 本章小結
第2章 城市交通擁擠機理分析
2.1 交通擁擠概述
2.2 城市交通擁擠特征分析
2.3 城市交通擁擠機理分析
2.4 基于累積流量的交通擁擠測度的可行性分析
2.5 本章小結
第3章 交通擁擠測度理論研究
3.1 基于累積流量比的交通擁擠測度理論
3.2 路段交通擁擠測度
3.3 交叉口交通擁擠測度
3.4 基于粗糙集的交通擁擠區(qū)間細分
3.5 本章小結
第4章 基于累積流量比里程分布的網絡交通擁擠測度
4.1 城市網絡交通擁擠
4.2 基于累積流量比里程分布的網絡交通擁擠測度
4.3 實例仿真與分析
4.4 本章小結
第5章 干線局部擁擠的綠波帶與紅波帶協調控制
5.1 綠波帶與紅波帶協調控制原理與實施流程
5.2 協調控制范圍分析
5.3 協調控制策略及方案設計
5.4 實例分析
5.5 本章小結
第6章 基于度相關性的網絡交通擁擠控制
6.1 城市交通網絡的拓撲結構
6.2 城市網絡交通流運行分析
6.3 基于度相關性的網絡交通擁擠控制
6.4 實驗分析
6.5 本章小結
第7章 交通網絡多子區(qū)最優(yōu)邊界控制
7.1 宏觀基本圖理論
7.2 網絡交通流平衡模型
7.3 多子區(qū)網絡最優(yōu)邊界控制模型
7.4 邊界交叉口信號控制方法
7.5 案例分析
7.6 本章小結
第8章 總結與展望
參考文獻
附錄 控制方案程序