城市道路智慧型交通控制技術

《城市道路智慧型交通控制技術》是由科學出版社於 2015年2月出版的圖書，作者是沈國江、張偉。

基本介紹

• 書名：城市道路智慧型交通控制技術
• 作者：沈國江
  張偉
• ISBN：978-7-03-043096-0
• 頁數：332
• 定價：98.00
• 出版社：科學出版社
• 出版時間：2015年2月
• 裝幀：平裝
• 開本：B5
• 字數：418千字

內容簡介

本書系統總結了作者多年來在城市道路交通工具智慧型控制技術方面的研究成果及其套用案例，從智慧型交通基礎、信號控制、交通誘導、系統集成和技術展望幾個部分展開進行介紹。智慧型交通基礎部分介紹城市道路交通控制技術、道路控制的基本概念、短時交通流預測、公交優先控制以及控制子區劃分等內容，信號控制部分介紹了面向控制的交通流模型以及單點、主幹道、區域、城市快速公路智慧型交通控制技術，交通誘導部分介紹了道路交通誘導有霉墓棕關的關鍵技術，系統烏舟凝影集成部分則介紹了智慧型交通控制系統的組成、多乃關鍵設備及典型套用案例，在最後的展望部分敘述了霉榆乘未來智慧交通的發展以及智慧交通與智慧城市的關係。

目錄

前言

第1章緒論1

1.1概述1

1.1.1交通與交通控制1

1.1.2交通問題1

1.1.3交通控制系統與智慧型交通系統2

1.2交通控制的目的和主要內容4

1.2.1交通控制的目的4

1.2.2交通控制的主要內容5

1.3道路交通控制技術的發展歷程5

1.3.1發展歷史5

1.3.2發展趨勢7

1.4常見的道才套虹頸路交通控制系統8

1.4.1SCOOT8

1.4.2SCATS9

1.4.3ACTRA10

1.4.4Intelliffic11

1.4.5其他系統12

1.5道路交通控制相關技術13

參考文獻15

第2章城市道路交通控制基礎16

2.1道路交叉口16

2.2交通信號與交通信號燈17

2.2.1交通信號17

2.2.2信號燈類型17

2.2.3信號燈設定規範19

2.3交叉口交通參數21

2.3.1車輛類型與車輛折算21

2.3.2交通流參數21

2.4步與信號相位25

2.4.1步25

2.4.2信號相位26

2.4.3相序27

2.5信號參數與評價指標28

2.5.1基本時間參數28

2.5.2信號配時參數30

2.5.3交通控制性能評價指標33

2.6交通流理論42

2.6.1基本特性42

2.6.2統計分布特性45

2.6.3排隊理論46

2.6.4跟馳理論47

2.6.5流體動力學模擬理論49

2.7道路交通淋盛照控制51

2.7.1交通斷紋嬸基本原理51

2.7.2交通控制類型52

參考文獻55

第3章城市道路短時交通流預測56

3.1短時交通流預測分析57

3.1.1交通流特性57

3.1.2預測流程57

3.1.3預測要求與特點58

3.2短時交通流預測模型分類58

3.2.1基於統計理論的模型59

3.2.2基於非線性理論的模型61

3.2.3基於神經網路理論的模型63

3.2.4基於動態交通分配理論的模型65

3.2.5基於微觀交通仿真的模型65

3.2.6基於新興技術的模型66

3.3一種短時交通流智慧型組合預測模型67

3.3.1相鄰交叉口流量關係67

3.3.2組合預測模型結構67

3.3.3單項預測模型68

3.3.4模糊綜合預測模型71

3.3.5仿真分析72

參考文獻76

第4章城市公共運輸優先控制78

4.1公交優先的實現78

4.2公車輛的檢測和定位80

4.3空間上的公交優先措施82

4.3.1交叉口渠化82

4.3.2交通流組織83

4.4時間上的公交優先控制策略84

4.4.1實時最小綠燈持續時間估計84

4.4.2通過延長綠燈時間實現公交優先85

4.4.3通過縮短當前相位實現公交優先86

4.4.4通過插入公交專用相位實現公交優先87

4.4.5通過綠燈重啟實現公交優先87

參考文獻88

第5章交通控制子區劃分90

5.1關鍵交叉口的選取91

5.1.1靜態關鍵交叉口的選擇91

5.1.2動態關鍵交叉口的確定92

5.2相鄰交叉口關聯度的計算96

5.2.1關聯度定義與關聯性分析96

5.2.2交叉口關聯度計算98

5.2.3多交叉口總關聯度計算100

5.3基於關聯度的控制子區劃分方法101

5.3.1約束條件及劃分準則101

5.3.2劃分流程102

5.4控制子區劃分案例104

參考文獻106

第6章單交叉口交通信號控制107

6.1概述107

6.2單交叉口定時控制108

6.2.1信號相位方案108

6.2.2信號周期時間109

6.2.3綠信比111

6.3單交叉口感應控制113

6.3.1感應控制原理113

6.3.2半感應控制114

6.3.3全感應控制116

6.4單交叉口自適應控制118

6.4.1基本原理118

6.4.2信號周期計算120

6.4.3綠信比計算121

6.5具有相序最佳化的單交叉口智慧型控制124

6.5.1交通流延誤模型125

6.5.2控制算法流程127

6.5.3模糊信號控制算法128

6.5.4模糊相序最佳化算法129

6.5.5仿真分析131

參考文獻133

第7章主幹道交通信號協調控制135

7.1概述135

7.1.1基本控制參數135

7.1.2時距圖136

7.2主幹道協調控制類型137

7.3主幹道動態雙向綠波帶協調控制138

7.3.1綠波帶協調控制定義138

7.3.2系統結構139

7.3.3相位方案141

7.3.4信號控制算法143

7.3.5設計舉例146

7.4主幹道遞階智慧型協調控制150

7.4.1兩級遞階協調控制原理150

7.4.2控制流程151

7.4.3模糊控制策略153

7.4.4人工神經網路實現157

7.4.5仿真分析159

參考文獻160

第8章城市大交通網路巨觀交通流模型161

8.1概述161

8.2城市區域交通流模型162

8.3城市快速公路交通流模型165

8.3.1路段模型166

8.3.2節點模型167

8.3.3匝道模型168

8.3.4模型小結169

8.4城市區域快速公路交通流模型169

8.4.1區域入口匝道模型169

8.4.2區域出口匝道模型170

8.5模型參數確定171

8.5.1參數確定方法171

8.5.2定量計算172

8.5.3定性校正173

參考文獻174

第9章區域交通信號協調控制175

9.1概述175

9.2基於綠波帶原理的區域協調控制176

9.2.1控制原理176

9.2.2技術框架177

9.2.3控制策略179

9.3基於多目標模型的區域協調控制181

9.3.1技術框架181

9.3.2控制策略182

9.3.3仿真分析187

9.4方案選擇式的區域協調控制189

9.4.1技術框架189

9.4.2控制策略190

9.4.3仿真分析197

9.5具有公交優先的區域協調控制202

9.5.1基本原理202

9.5.2系統結構203

9.5.3模糊控制策略205

9.5.4神經網路實現209

9.5.5套用分析211

參考文獻213

第10章快速公路交通控制215

10.1概述215

10.2快速公路神經網路控制217

10.2.1快速公路交通流神經網路建模217

10.2.2快速公路交通流神經網路控制219

10.2.3仿真分析223

10.3快速公路多層智慧型控制225

10.3.1問題描述225

10.3.2快速公路交通流模型簡化228

10.3.3快速公路多層智慧型控制系統設計229

10.4區域快速公路聯動控制232

10.4.1問題描述232

10.4.2B類和C類交叉口的模糊分散控制233

10.4.3人工神經網路實現237

10.4.4仿真分析241

參考文獻242

第11章城市道路交通誘導243

11.1概述243

11.1.1交通誘導系統的分類243

11.1.2交通誘導系統的總體架構244

11.2路網表達與存儲技術246

11.2.1路網的連通性表達246

11.2.2路網的存儲結構247

11.3交通誘導子區劃分技術249

11.3.1交通誘導子區的性質249

11.3.2交通誘導子區劃分的影響因素250

11.3.3交通誘導子區的劃分方法252

11.4基於交通狀態識別的誘導信息發布技術253

11.4.1交通數據的採集253

11.4.2交通狀態的判別253

11.4.3誘導信息的發布255

11.5車輛路徑規劃誘導技術256

11.5.1基於時間最短的路徑規劃誘導技術256

11.5.2基於誘導子區劃分的路徑規劃技術261

11.6信號控制與交通誘導協同最佳化技術264

11.6.1雙層規劃模型的建立265

11.6.2雙層規劃模型的求解268

參考文獻269

第12章城市道路交通信號控制系統271

12.1概述271

12.1.1交通信號控制系統的發展271

12.1.2交通信號控制系統標準273

12.2交通信號控制系統架構275

12.3現場控制系統278

12.3.1道路交通信號控制機279

12.3.2交通流檢測設備283

12.3.3其他主要外接設備286

12.4中心控制系統288

12.4.1中心控制系統架構289

12.4.2中心平台軟體290

12.5典型套用案例293

12.5.1中小城市交通特性293

12.5.2案例背景294

12.5.3規劃設計294

12.5.4系統實施與效果296

參考文獻298

第13章智慧交通299

13.1概述299

13.1.1智慧城市的發展299

13.1.2智慧交通的發展300

13.2智慧交通體系架構302

13.2.1智慧交通總體架構302

13.2.2智慧交通發展的重點305

13.3智慧交通的支撐技術306

13.3.1感知技術306

13.3.2通信技術307

13.3.3車聯網308

13.3.4雲計算310

13.3.5大數據312

13.4智慧交通的套用探索313

13.4.1車路協同系統313

13.4.2智慧公交系統315

13.4.3交通誘導系統315

13.4.4交通信號控制系統318

13.4.5交通信息服務系統318

參考文獻320

3.2.5基於微觀交通仿真的模型65

3.2.6基於新興技術的模型66

3.3一種短時交通流智慧型組合預測模型67

3.3.1相鄰交叉口流量關係67

3.3.2組合預測模型結構67

3.3.3單項預測模型68

3.3.4模糊綜合預測模型71

3.3.5仿真分析72

參考文獻76

第4章城市公共運輸優先控制78

4.1公交優先的實現78

4.2公車輛的檢測和定位80

4.3空間上的公交優先措施82

4.3.1交叉口渠化82

4.3.2交通流組織83

4.4時間上的公交優先控制策略84

4.4.1實時最小綠燈持續時間估計84

4.4.2通過延長綠燈時間實現公交優先85

4.4.3通過縮短當前相位實現公交優先86

4.4.4通過插入公交專用相位實現公交優先87

4.4.5通過綠燈重啟實現公交優先87

參考文獻88

第5章交通控制子區劃分90

5.1關鍵交叉口的選取91

5.1.1靜態關鍵交叉口的選擇91

5.1.2動態關鍵交叉口的確定92

5.2相鄰交叉口關聯度的計算96

5.2.1關聯度定義與關聯性分析96

5.2.2交叉口關聯度計算98

5.2.3多交叉口總關聯度計算100

5.3基於關聯度的控制子區劃分方法101

5.3.1約束條件及劃分準則101

5.3.2劃分流程102

5.4控制子區劃分案例104

參考文獻106

第6章單交叉口交通信號控制107

6.1概述107

6.2單交叉口定時控制108

6.2.1信號相位方案108

6.2.2信號周期時間109

6.2.3綠信比111

6.3單交叉口感應控制113

6.3.1感應控制原理113

6.3.2半感應控制114

6.3.3全感應控制116

6.4單交叉口自適應控制118

6.4.1基本原理118

6.4.2信號周期計算120

6.4.3綠信比計算121

6.5具有相序最佳化的單交叉口智慧型控制124

6.5.1交通流延誤模型125

6.5.2控制算法流程127

6.5.3模糊信號控制算法128

6.5.4模糊相序最佳化算法129

6.5.5仿真分析131

參考文獻133

第7章主幹道交通信號協調控制135

7.1概述135

7.1.1基本控制參數135

7.1.2時距圖136

7.2主幹道協調控制類型137

7.3主幹道動態雙向綠波帶協調控制138

7.3.1綠波帶協調控制定義138

7.3.2系統結構139

7.3.3相位方案141

7.3.4信號控制算法143

7.3.5設計舉例146

7.4主幹道遞階智慧型協調控制150

7.4.1兩級遞階協調控制原理150

7.4.2控制流程151

7.4.3模糊控制策略153

7.4.4人工神經網路實現157

7.4.5仿真分析159

參考文獻160

第8章城市大交通網路巨觀交通流模型161

8.1概述161

8.2城市區域交通流模型162

8.3城市快速公路交通流模型165

8.3.1路段模型166

8.3.2節點模型167

8.3.3匝道模型168

8.3.4模型小結169

8.4城市區域快速公路交通流模型169

8.4.1區域入口匝道模型169

8.4.2區域出口匝道模型170

8.5模型參數確定171

8.5.1參數確定方法171

8.5.2定量計算172

8.5.3定性校正173

參考文獻174

第9章區域交通信號協調控制175

9.1概述175

9.2基於綠波帶原理的區域協調控制176

9.2.1控制原理176

9.2.2技術框架177

9.2.3控制策略179

9.3基於多目標模型的區域協調控制181

9.3.1技術框架181

9.3.2控制策略182

9.3.3仿真分析187

9.4方案選擇式的區域協調控制189

9.4.1技術框架189

9.4.2控制策略190

9.4.3仿真分析197

9.5具有公交優先的區域協調控制202

9.5.1基本原理202

9.5.2系統結構203

9.5.3模糊控制策略205

9.5.4神經網路實現209

9.5.5套用分析211

參考文獻213

第10章快速公路交通控制215

10.1概述215

10.2快速公路神經網路控制217

10.2.1快速公路交通流神經網路建模217

10.2.2快速公路交通流神經網路控制219

10.2.3仿真分析223

10.3快速公路多層智慧型控制225

10.3.1問題描述225

10.3.2快速公路交通流模型簡化228

10.3.3快速公路多層智慧型控制系統設計229

10.4區域快速公路聯動控制232

10.4.1問題描述232

10.4.2B類和C類交叉口的模糊分散控制233

10.4.3人工神經網路實現237

10.4.4仿真分析241

參考文獻242

第11章城市道路交通誘導243

11.1概述243

11.1.1交通誘導系統的分類243

11.1.2交通誘導系統的總體架構244

11.2路網表達與存儲技術246

11.2.1路網的連通性表達246

11.2.2路網的存儲結構247

11.3交通誘導子區劃分技術249

11.3.1交通誘導子區的性質249

11.3.2交通誘導子區劃分的影響因素250

11.3.3交通誘導子區的劃分方法252

11.4基於交通狀態識別的誘導信息發布技術253

11.4.1交通數據的採集253

11.4.2交通狀態的判別253

11.4.3誘導信息的發布255

11.5車輛路徑規劃誘導技術256

11.5.1基於時間最短的路徑規劃誘導技術256

11.5.2基於誘導子區劃分的路徑規劃技術261

11.6信號控制與交通誘導協同最佳化技術264

11.6.1雙層規劃模型的建立265

11.6.2雙層規劃模型的求解268

參考文獻269

第12章城市道路交通信號控制系統271

12.1概述271

12.1.1交通信號控制系統的發展271

12.1.2交通信號控制系統標準273

12.2交通信號控制系統架構275

12.3現場控制系統278

12.3.1道路交通信號控制機279

12.3.2交通流檢測設備283

12.3.3其他主要外接設備286

12.4中心控制系統288

12.4.1中心控制系統架構289

12.4.2中心平台軟體290

12.5典型套用案例293

12.5.1中小城市交通特性293

12.5.2案例背景294

12.5.3規劃設計294

12.5.4系統實施與效果296

參考文獻298

第13章智慧交通299

13.1概述299

13.1.1智慧城市的發展299

13.1.2智慧交通的發展300

13.2智慧交通體系架構302

13.2.1智慧交通總體架構302

13.2.2智慧交通發展的重點305

13.3智慧交通的支撐技術306

13.3.1感知技術306

13.3.2通信技術307

13.3.3車聯網308

13.3.4雲計算310

13.3.5大數據312

13.4智慧交通的套用探索313

13.4.1車路協同系統313

13.4.2智慧公交系統315

13.4.3交通誘導系統315

13.4.4交通信號控制系統318

13.4.5交通信息服務系統318

參考文獻320