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第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.1.1 交通与交通控制 1

1.1.2 交通问题 1

1.1.3 交通控制系统与智能交通系统 2

1.2 交通控制的目的和主要内容 4

1.2.1 交通控制的目的 4

1.2.2 交通控制的主要内容 5

1.3 道路交通控制技术的发展历程 5

1.3.1 发展历史 5

1.3.2 发展趋势 7

1.4 常见的道路交通控制系统 8

1.4.1 SCOOT 8

1.4.2 SCATS 9

1.4.3 ACTRA 10

1.4.4 Intelliffic 11

1.4.5 其他系统 12

1.5 道路交通控制相关技术 13

参考文献 15

第2章 城市道路交通控制基础 16

2.1 道路交叉口 16

2.2 交通信号与交通信号灯 17

2.2.1 交通信号 17

2.2.2 信号灯类型 17

2.2.3 信号灯设置规范 19

2.3 交叉口交通参数 21

2.3.1 车辆类型与车辆折算 21

2.3.2 交通流参数 21

2.4 步与信号相位 25

2.4.1 步 25

2.4.2 信号相位 26

2.4.3 相序 27

2.5 信号参数与评价指标 28

2.5.1 基本时间参数 28

2.5.2 信号配时参数 30

2.5.3 交通控制性能评价指标 33

2.6 交通流理论 42

2.6.1 基本特性 42

2.6.2 统计分布特性 45

2.6.3 排队理论 46

2.6.4 跟驰理论 47

2.6.5 流体动力学模拟理论 49

2.7 道路交通控制 51

2.7.1 交通基本原理 51

2.7.2 交通控制类型 52

参考文献 55

第3章 城市道路短时交通流预测 56

3.1 短时交通流预测分析 57

3.1.1 交通流特性 57

3.1.2 预测流程 57

3.1.3 预测要求与特点 58

3.2 短时交通流预测模型分类 58

3.2.1 基于统计理论的模型 59

3.2.2 基于非线性理论的模型 61

3.2.3 基于神经网络理论的模型 63

3.2.4 基于动态交通分配理论的模型 65

3.2.5 基于微观交通仿真的模型 65

3.2.6 基于新兴技术的模型 66

3.3 一种短时交通流智能组合预测模型 67

3.3.1 相邻交叉口流量关系 67

3.3.2 组合预测模型结构 67

3.3.3 单项预测模型 68

3.3.4 模糊综合预测模型 71

3.3.5 仿真分析 72

参考文献 76

第4章 城市公共交通优先控制 78

4.1 公交优先的实现 78

4.2 公交车辆的检测和定位 80

4.3 空间上的公交优先措施 82

4.3.1 交叉口渠化 82

4.3.2 交通流组织 83

4.4 时间上的公交优先控制策略 84

4.4.1 实时最小绿灯持续时间估计 84

4.4.2 通过延长绿灯时间实现公交优先 85

4.4.3 通过缩短当前相位实现公交优先 86

4.4.4 通过插入公交专用相位实现公交优先 87

4.4.5 通过绿灯重启实现公交优先 87

参考文献 88

第5章 交通控制子区划分 90

5.1 关键交叉口的选取 91

5.1.1 静态关键交叉口的选择 91

5.1.2 动态关键交叉口的确定 92

5.2 相邻交叉口关联度的计算 96

5.2.1 关联度定义与关联性分析 96

5.2.2 交叉口关联度计算 98

5.2.3 多交叉口总关联度计算 100

5.3 基于关联度的控制子区划分方法 101

5.3.1 约束条件及划分准则 101

5.3.2 划分流程 102

5.4 控制子区划分案例 104

参考文献 106

第6章 单交叉口交通信号控制 107

6.1 概述 107

6.2 单交叉口定时控制 108

6.2.1 信号相位方案 108

6.2.2 信号周期时间 109

6.2.3 绿信比 111

6.3 单交叉口感应控制 113

6.3.1 感应控制原理 113

6.3.2 半感应控制 114

6.3.3 全感应控制 116

6.4 单交叉口自适应控制 118

6.4.1 基本原理 118

6.4.2 信号周期计算 120

6.4.3 绿信比计算 121

6.5 具有相序优化的单交叉口智能控制 124

6.5.1 交通流延误模型 125

6.5.2 控制算法流程 127

6.5.3 模糊信号控制算法 128

6.5.4 模糊相序优化算法 129

6.5.5 仿真分析 131

参考文献 133

第7章 主干道交通信号协调控制 135

7.1 概述 135

7.1.1 基本控制参数 135

7.1.2 时距图 136

7.2 主干道协调控制类型 137

7.3 主干道动态双向绿波带协调控制 138

7.3.1 绿波带协调控制定义 138

7.3.2 系统结构 139

7.3.3 相位方案 141

7.3.4 信号控制算法 143

7.3.5 设计举例 146

7.4 主干道递阶智能协调控制 150

7.4.1 两级递阶-协调控制原理 150

7.4.2 控制流程 151

7.4.3 模糊控制策略 153

7.4.4 人工神经网络实现 157

7.4.5 仿真分析 159

参考文献 160

第8章 城市大交通网络宏观交通流模型 161

8.1 概述 161

8.2 城市区域交通流模型 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 节点模型 167

8.3.3 匝道模型 168

8.3.4 模型小结 169

8.4 城市区域-快速公路交通流模型 169

8.4.1 区域-入口匝道模型 169

8.4.2 区域-出口匝道模型 170

8.5 模型参数确定 171

8.5.1 参数确定方法 171

8.5.2 定量计算 172

8.5.3 定性校正 173

参考文献 174

第9章 区域交通信号协调控制 175

9.1 概述 175

9.2 基于绿波带原理的区域协调控制 176

9.2.1 控制原理 176

9.2.2 技术框架 177

9.2.3 控制策略 179

9.3 基于多目标模型的区域协调控制 181

9.3.1 技术框架 181

9.3.2 控制策略 182

9.3.3 仿真分析 187

9.4 方案选择式的区域协调控制 189

9.4.1 技术框架 189

9.4.2 控制策略 190

9.4.3 仿真分析 197

9.5 具有公交优先的区域协调控制 202

9.5.1 基本原理 202

9.5.2 系统结构 203

9.5.3 模糊控制策略 205

9.5.4 神经网络实现 209

9.5.5 应用分析 211

参考文献 213

第10章 快速公路交通控制 215

10.1 概述 215

10.2 快速公路神经网络控制 217

10.2.1 快速公路交通流神经网络建模 217

10.2.2 快速公路交通流神经网络控制 219

10.2.3 仿真分析 223

10.3 快速公路多层智能控制 225

10.3.1 问题描述 225

10.3.2 快速公路交通流模型简化 228

10.3.3 快速公路多层智能控制系统设计 229

10.4 区域-快速公路联动控制 232

10.4.1 问题描述 232

10.4.2 B类和C类交叉口的模糊分散控制 233

10.4.3 人工神经网络实现 237

10.4.4 仿真分析 241

参考文献 242

第11章 城市道路交通诱导 243

11.1 概述 243

11.1.1 交通诱导系统的分类 243

11.1.2 交通诱导系统的总体架构 244

11.2 路网表达与存储技术 246

11.2.1 路网的连通性表达 246

11.2.2 路网的存储结构 247

11.3 交通诱导子区划分技术 249

11.3.1 交通诱导子区的性质 249

11.3.2 交通诱导子区划分的影响因素 250

11.3.3 交通诱导子区的划分方法 252

11.4 基于交通状态识别的诱导信息发布技术 253

11.4.1 交通数据的采集 253

11.4.2 交通状态的判别 253

11.4.3 诱导信息的发布 255

11.5 车辆路径规划诱导技术 256

11.5.1 基于时间最短的路径规划诱导技术 256

11.5.2 基于诱导子区划分的路径规划技术 261

11.6 信号控制与交通诱导协同优化技术 264

11.6.1 双层规划模型的建立 265

11.6.2 双层规划模型的求解 268

参考文献 269

第12章 城市道路交通信号控制系统 271

12.1 概述 271

12.1.1 交通信号控制系统的发展 271

12.1.2 交通信号控制系统标准 273

12.2 交通信号控制系统架构 275

12.3 现场控制系统 278

12.3.1 道路交通信号控制机 279

12.3.2 交通流检测设备 283

12.3.3 其他主要外接设备 286

12.4 中心控制系统 288

12.4.1 中心控制系统架构 289

12.4.2 中心平台软件 290

12.5 典型应用案例 293

12.5.1 中小城市交通特性 293

12.5.2 案例背景 294

12.5.3 规划设计 294

12.5.4 系统实施与效果 296

参考文献 298

第13章 智慧交通 299

13.1 概述 299

13.1.1 智慧城市的发展 299

13.1.2 智慧交通的发展 300

13.2 智慧交通体系架构 302

13.2.1 智慧交通总体架构 302

13.2.2 智慧交通发展的重点 305

13.3 智慧交通的支撑技术 306

13.3.1 感知技术 306

13.3.2 通信技术 307

13.3.3 车联网 308

13.3.4 云计算 310

13.3.5 大数据 312

13.4 智慧交通的应用探索 313

13.4.1 车路协同系统 313

13.4.2 智慧公交系统 315

13.4.3 交通诱导系统 315

13.4.4 交通信号控制系统 318

13.4.5 交通信息服务系统 318

参考文献 320