道路交通網絡先進控制技術及應用 張立立 李敏 李凱龍 9787111729716 【台灣高等教育出版社】

編輯推薦
適讀人群 ：交通行業人員、高校師生
本書將研究對象從交叉口擴展到道路網路，進一步研究控制建模、區域劃分、控制演算法和控制系統等典型問題
本書為交通信號區域協調控制提供了一些新的解決思路和實現路徑，對交通信號控制領域的理論研究和應用實踐具有一定的參考意義
本書可供交通行業等眾多相關行業人士閱讀參考，並可作為交通類相關專業本科生和研究生的教材

內容簡介
本書從數據補全、區域劃分和協調牽制控制策略三個方面研究了交通網路先進控制技術。交通信號區域均衡控制的完整解決方案為交通信號區域協調控制提供了一些新的解決思路和實現路徑，對交通信號控制領域的理論研究和應用實踐具有一定的參考意義。
本書可為相關產業界、學術界、研究界人士提供參考，也可供交通行業等眾多相關行業人士閱讀參考，並可作為交通類相關專業本科生和研究生的教材。

作者簡介
張立立，從事智能交通控制與車路協同研究，主要研究成果集中在交通狀態辨識、交通信號控制、車路協同模擬與驗證系統、常發應急交通管控等方面。主持2021-2023年度北京市科學技術協會青年人才托舉工程項目、2022年寧夏自治區自然基金一般項目，作為骨幹人員參与包括「國家自然科學基金項目」、「國家重點研發計劃項目」等項目的研究。在理論研究和技術研發方面具有一定基礎，發表論文40餘篇（其中一作或通訊作者SCI源期刊論文7篇，EI源期刊論文4篇），其中1篇論文獲評第十六屆北京青年優秀科技論文；出版學術專著1部；授權國家發明專利17項；分別獲得2021年中國發明協會創業獎創新獎二等獎（排名第1）、2020年中國自動化學會科學進步獎二等獎（排名第6）和2018年中國儀器儀錶學會科學技術獎三等獎（排名第8）。CAA、TRB/TRR、JAT 等國際主流會議及期刊審稿專家。目前為寧夏自治區科技廳科技專家、中國自動化學會會員、中國智能交通協會會員、北京物聯網學會青年工作委員會副秘書長

目錄
序
前 言
第1 章 概 述／ 001
1 1 交通信息補全研究現狀／ 004
1 2 交通控制區域劃分研究現狀／ 006
1 3 交通網路控制研究現狀／ 007
1 4 網路牽制控制的研究現狀／ 009
1 5 交通控制存在的問題及發展
方向／ 011
1 6 本書內容與結構安排／ 013
第2 章 數據補全與估計／ 014
2 1 基於ＧＡＮ 的數據補全演算法研究／ 014
2 1 1 路網信息圖像化／ 014
2 1 2 交通信息補全演算法研究／ 017
2 1 3 實驗分析與應用／ 023
2 2 基於低佔比浮動車數據的受控交叉口流量估計／ 027
2 2 1 基於浮動車數據的受控交叉口流量估計／ 027
2 2 2 基於ＲＢＦ 神經網絡逼近演算法的流量反推修正方法／ 030
2 2 3 模擬參數標定／ 034
2 2 4 模擬驗證／ 038
2 3 小結／ 045
第3 章 控制建模與區域劃分／ 046
3 1 基於時空資源動態分配的交叉口控制／ 046
3 1 1 交叉口時空資源動態分配模型／ 049
3 1 2 基於雙層優化的時空資源
動態分配／ 055
3 1 3 模擬驗證／ 060
3 2 場景驅動的交叉口主動交通
控制／ 064
3 2 1 交叉口主動交通控制概述／ 064
3 2 2 交叉口主動交通控制模型／ 068
3 2 3 場景驅動的交叉口主動控制演算法／ 075
3 2 4 交叉口交通控制模型退化描述／ 082
3 2 5 模擬驗證／ 085
3 3 基於均衡ｋ 劃分的信號控制區域動態劃分／ 091
3 3 1 路網拓撲建模／ 091
3 3 2 基於均衡ｋ 劃分的子區動態劃分問題描述／ 092
3 3 3 路網均衡ｋ 劃分演算法研究／ 096
3 3 4 實驗分析與應用／ 099
3 4 小結／ 102
第4 章 控制演算法與控制系統／ 103
4 1 基於節點群狀態一致的子區均衡牽制控制策略研究／ 103
4 1 1 節點群狀態一致與牽制控制／ 104
4 1 2 路網交通控制模型／ 105
4 1 3 線性系統一致性與部分變數穩定性／ 107
4 1 4 子區邊界反饋牽制控制綜合／ 111
4 1 5 路網狀態觀測機制／ 117
4 1 6 路網內部信號控制／ 119
4 1 7 實驗分析與應用／ 123
4 2 基於牽制控制思想的區域協調控制方法研究／ 138
4 2 1 多子區協同控制模型／ 139
4 2 2 線性系統一致性與部分變數穩定性／ 142
4 2 3 多子區協同控制設計／ 143
4 2 4 擁堵子區牽制控制策略／ 145
4 2 5 邊界輸入流量分配與路口信號配時／ 147
4 2 6 實驗分析與應用／ 148
4 3 交通控制系統設計與研發／ 159
4 3 1 系統的特點與目標／ 160
4 3 2 平台結構設計／ 160
4 3 3 控制系統功能應用／ 163
4 4 小結／ 167
第5 章 應用案例／ 168
5 1 北京市石景山區楊庄東街交通綜合優化改造方案研究／ 168
5 1 1 楊庄東街周邊整體情況及存在問題／ 168
5 1 2 綜合優化改造方案／ 171
5 1 3 數據採集與模擬分析／ 174
5 2 山東省濰坊市東風街綠波協調控制研究／ 179
5 2 1 設計內容／ 179
5 2 2 設計原則及方法／ 180
5 2 3 交叉口信號控制及配時方案／ 187
5 2 4 運行效果／ 208
5 2 5 後續工作／ 211
5 2 6 存在問題及建議／ 211
5 3 城市道路路網區域智能控制研究／ 213
5 3 1 數據採集／ 213
5 3 2 信號遠程控制／ 215
5 3 3 子區劃分演算法實現／ 216
5 3 4 控制演算法編輯與在線模擬／ 218
5 3 5 控制效果評價／ 219
5 4 小結／ 222
結 語／ 223
參考文獻／ 224

前言/序言
幾十年來，圍繞交通控制系統、信號控制設備、檢測設備等智能化發展方向，我國已形成了一系列的理論研究、技術應用和產品成果，但交通信號控制系統的控制模式並未發生根本性變化，該模式與當前智能時代的技術發展與應用需求難以匹配。城市交通控制本質上是「控制」問題，需要從控制理論與技術的視角進行研究、開發和產業化應用。
本書為本研究團隊系統闡述交通控制理論與技術的第二部專著。第一部專著從控制理論視角，對混合交通流交通狀態辨識和道路交叉口主動控制兩部分內容進行了詳細描述。本書將研究對象從交叉口擴展到道路網路，進一步研究控制建模、區域劃分、控制演算法和控制系統等典型問題。本書既是對以往研究的延續，也期望更深入探討城市交通信號控制的潛在問題和未來發展方向。
第1章概述，深入回顧交通控制的前世今生，重點綜述了交通信息補全、交通控制區域劃分、交通網路控制、網路牽制控制等國內外研究情況，深入分析城市道路交通控制當前存在的典型問題和未來發展方向。
第2章數據補全與估計，系統介紹了道路交通流量數據補全的相關研究，提出了基於GAN演算法的交通流量數據補全方法和基於低佔比浮動車數據的受控交叉口流量估計方法，為交通控制的數據完備性提供支撐。
第3章控制建模與區域劃分，提出了基於時空資源動態分配的交叉口模型，並研究了場景驅動的交叉口主動控制理論及方法。以此為基礎，擴展至道路網路控制建模及區域動態劃分。
第4章控制演算法與控制系統，介紹了子區均衡牽制控制策略和區域協調控制方法的相關理論，並基於此開發了交通信號控制系統的核心功能。
第5章應用案例，介紹了一些研究和實踐過程中的案例，包括具體到北京市石景山區楊庄東街交通綜合優化改造、山東省濰坊市東風街綠波協調控制和城市道路路網區域智能控制的研究等。
最後，回顧已經開展的研究和實踐工作，並展望了未來發展。
本書雖然重點介紹了理論研究方面的一些內容，其實也是著者在城市道路交通控制領域10年經歷的回顧。其中有研究，有實踐，有思考，更有感慨。
本書還得到了北京市科學技術協會2021—2023年度青年人才托舉工程項目（BYESS2021164）、北京市數字教育研究課題（BDEC2022619048）、寧夏自然科學基金一般項目（2022AAC03757）、北京市高等教育學會課題（MS2022144）、教育部產學合作協同育人項目（220607039172210）等的資助。
著者
2022年9月于北京石油化工學院