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第一章 绪论 1

第一节 概述 1

第二节 交通流理论的发展历史 2

第三节 交通流理论的主要内容 3

一、流量、速度和密度的测量 3

二、交通特性的统计分布 4

三、交通流模型 4

四、驾驶人行为特性 4

五、车辆跟驰模型 4

六、流体动力学模型 5

七、车辆排队模型 5

八、微观交通流模拟 5

第二章 交通流量、速度和密度 6

第一节 概述 6

第二节 定点测量 6

一、流量 7

二、速度 7

三、密度 9

四、车道占有率 10

第三节 短区间测量 11

第四节 沿路段测量 11

一、密度 12

二、速度 12

三、流量 12

第五节 浮动车测量 12

一、流量 12

二、速度 13

第六节 典型的交通流参数检测技术设备 14

一、机动车辆交通流参数采集技术 14

二、非机动车辆和行人交通流参数采集技术 18

三、混合交通流数据采集与信号交叉口交通控制 22

四、全球定位系统 23

复习思考题 24

第三章 交通特性的统计分布 26

第一节 概述 26

第二节 离散型分布 27

一、泊松分布 27

二、二项分布 30

三、负二项分布 33

四、离散型分布的拟合优度检验 33

第三节 车头时距分布模型（连续型分布） 39

一、负指数分布 39

二、移位负指数分布 47

三、爱尔朗分布 49

四、韦布尔分布 49

五、M3分布 52

六、其他车头时距分布 53

七、连续型分布的拟合优度检验 55

第四节 车速分布模型 58

一、基本定义 58

二、速度的正态分布 62

三、速度的对数正态模型 63

第五节 可插车间隙模型 64

一、基本理论 64

二、发展趋势 67

复习思考题 69

第四章 驾驶人行为特性 70

第一节 概述 70

第二节 离散驾驶行为 71

第三节 控制移动时间 74

第四节 交通安全设施的识认 76

一、交通信号变化 76

二、交通标志的可见度和易读性 77

三、标志读取时间的分配 78

第五节 其他车辆的动态特性 78

一、前车 78

二、并行 79

第六节 障碍和危险物的察觉、识别与确认 79

一、察觉 79

二、识别与确认 80

第七节 驾驶行为差异 80

一、性别 80

二、年龄 81

三、驾驶人伤害 82

第八节 连续驾驶模型 82

一、驾驶传递函数 82

二、模型特征 84

第九节 车辆制动特性 84

一、开环制动 84

二、闭环制动 85

三、最佳制动减速度 86

第十节 速度与加速度控制 86

一、稳态速度控制 86

二、加速度控制 87

第十一节 驾驶诱导 87

一、四车道同向超车 87

二、对向超车 87

第十二节 间隙接受与合流 87

一、间隙接受 87

二、合流 88

第十三节 停车视距 89

第十四节 交叉口视距 89

一、无控制交叉口 89

二、次要道路的停车让行控制交叉口 90

三、次要道路的停车控制交叉口 90

第十五节 其他特性 90

一、限速值的变化 90

二、注意力分散/靠近街巷驾驶 91

三、驾驶人实时信息输入 91

复习思考题 91

第五章 交通流基本参数的相互关系 92

第一节 概述 92

第二节 速度-密度模型 94

一、线性速度-密度关系模型 94

二、对数速度-密度关系模型 96

三、指数速度-密度关系模型 96

四、广义单段式速度-密度模型 97

五、多段式速度-密度模型 99

第三节 速度-流量模型 99

一、抛物线速度-流量模型 100

二、霍尔等人的模型 100

第四节 流量-密度模型 102

一、抛物线形流量-密度关系模型 102

二、对数流量-密度关系模型 103

三、指数流量-密度关系模型 103

四、非连续流流量-密度曲线模型 103

五、特殊流量-密度关系模型 104

六、流量-时间占有率跟踪曲线 104

七、流量-密度模型的应用 105

复习思考题 107

第六章 元胞自动机模型 108

第一节 概述 108

第二节 元胞自动机的定义、构成和特征 108

一、元胞自动机的物理定义 108

二、元胞自动机的构成 109

三、元胞自动机的特征 111

第三节 单车道元胞自动机模型 112

一、184号规则 112

二、NaSch模型 113

三、巡航控制极限模型 116

四、慢启动规则模型 117

五、速度效应模型 120

六、KKW模型 121

七、其他单车道CA模型 124

第四节 单向多车道元胞自动机模型 125

第五节 双向双车道模型 131

第六节 城市路网交通流中的元胞自动机模型 135

一、BML模型 135

二、BML的扩展和衍生模型 137

复习思考题 141

第七章 车辆跟驰模型 142

第一节 概述 142

第二节 车辆跟驰模型的基本假设和分类 143

第三节 线性车辆跟驰模型 144

第四节 交通流的稳定性 145

一、局部稳定性 146

二、渐近稳定性 147

第五节 非线性车辆跟驰模型 150

一、非线性车辆跟驰模型的起源和发展 150

二、非线性车辆跟驰模型的一般表达式 152

三、基于车辆跟驰模型的交通流基本关系式 153

四、经典车辆跟驰模型的局限性 155

第六节 车辆跟驰模型的发展 155

一、刺激-反应模型 156

二、安全距离模型 157

三、心理-生理学模型 158

四、人工智能模型 160

五、优化速度模型及其扩展模型 162

第七节 车辆跟驰模型的应用 163

一、车辆跟驰模型在驾驶控制中的应用 164

二、车辆跟驰模型在交通预测中的应用 164

三、车辆跟驰模型在能耗和尾气排放模型中的应用 164

四、车辆跟驰模型在交通模拟中的应用 165

复习思考题 165

第八章 连续交通流模型 166

第一节 概述 166

第二节 守恒方程 166

一、守恒方程的建立 166

二、守恒方程的解析解法 167

三、守恒方程的数值解法 168

第三节 交通流观测中的加速度 169

第四节 交通中的波 170

一、交通波模型的建立 170

二、交通波的分析 171

三、用于特定的速度-密度关系返回波的特性 173

四、实例应用 175

五、信号交叉口车辆排队的形成与消散 176

第五节 伯格斯方程 180

第六节 高阶连续模型 180

一、动力学方程 180

二、高阶模型发展简介 181

复习思考题 183

第九章 车辆排队模型 184

第一节 概述 184

第二节 无信号交叉口车辆特性 184

一、无信号交叉口控制方式 184

二、无信号交叉口几何特征 185

三、无信号交叉口车辆组成和速度特征 185

四、无信号交叉口车流运行特性 186

第三节 信号交叉口车辆特性 187

一、交通信号基本参数及类型 187

二、信号交叉口车流的运动特性 189

三、信号交叉口车辆排队分析 191

第四节 车辆排队论 192

一、排队系统基本概念 192

二、单通道排队服务（M/M/1）系统 193

三、具有指数到达和指数服务次数的多通道情形（M/M/N ） 199

四、交通排队理论应用 200

五、交通事件的排队分析 210

六、信号交叉口的延误模型 212

复习思考题 216

第十章 交通流模拟 217

第一节 概述 217

一、交通流模拟的应用范围 218

二、交通流模拟的主要研究内容 219

第二节 交通流模拟的分类 220

一、按研究对象分类 220

二、按推进机制分类 221

三、按描述的细致程度分类 222

第三节 交通流模拟程序 222

第四节 微观交通流模拟模型 226

一、微观交通流基础模型 226

二、微观交通流运动模型 228

第五节 微观交通流模拟常用计算机软件系统 230

一、CORSIM 230

二、VISSIM 231

三、Paramics 231

四、SimTraffic 232

第六节 微观交通流模拟的应用 233

一、微观交通流模拟系统的建立 233

二、微观交通流模拟方案比选 235

三、微观交通流模拟结果分析 238

复习思考题 238

参考文献 239