道路交通粒流协同控制

本书主要阐述智能网联环境下道路交通粒流协同控制的理论与方法。全书共六章。第1章为绪论。第2章从时空多维度、点线多层级以及多模式交通等角度提出交叉口时空资源配置模型，是粒流协同控制的基础。第3章介绍以粒控流，聚焦车辆轨迹数据驱动的信号控制。第4章介绍流中控粒，提出路段、交叉口以及干线多层级的粒群轨迹规划方法。第5章介绍粒流协控，提出地面道路交叉口和快速路交通的粒流协同控制方法。第6章为总结与展望。

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 背景介绍 1
1.2 交通控制理论的代际演变 2
1.2.1 第一代交通控制理论 3
1.2.2 第二代交通控制理论 7
1.2.3 第三代交通控制理论 9
1.2.4 第四代交通控制理论 10
1.2.5 现状总结与发展需求 13
1.3 本书主要内容 14
参考文献 15
第2章 交通信号控制基础方案优化 27
2.1 概述 27
2.2 基于时间帧的交叉口信号控制 28
2.2.1 问题描述 29
2.2.2 数学模型 31
2.2.3 求解算法 38
2.2.4 案例分析 40
2.3 交叉口时空资源协同优化 47
2.3.1 问题描述 48
2.3.2 数学模型 50
2.3.3 求解算法 58
2.3.4 案例分析 61
2.4 路段时空资源协同优化 66
2.4.1 问题描述 66
2.4.2 数学模型 69
2.4.3 求解算法 74
2.4.4 案例分析 78
2.5 多模式交通干线信号协调优化 82
2.5.1 问题描述 83
2.5.2 数学模型 87
2.5.3 案例分析 93
参考文献 101
第3章 以粒控流 104
3.1 概述 104
3.2 基于粒级轨迹数据的交通控制时段划分 105
3.2.1 问题描述 105
3.2.2 数学模型 106
3.2.3 案例分析 111
3.3 基于粒级轨迹数据的单点交叉口固定信号优化 117
3.3.1 问题描述 117
3.3.2 数学模型 121
3.3.3 求解算法 132
3.3.4 案例分析 132
3.4 基于粒级轨迹数据的干线协调信号优化 146
3.4.1 问题描述 146
3.4.2 数学模型 149
3.4.3 案例分析 151
参考文献 156
第4章 流中控粒 159
4.1 概述 159
4.2 无信号交叉口控制效益分析 160
4.2.1 问题描述 161
4.2.2 数学模型 163
4.2.3 案例分析 177
附录A 标定和 181
附录B 标定 184
4.3 无信号无车道功能交叉口控制 185
4.3.1 问题描述 185
4.3.2 数学模型 189
4.3.3 求解算法 207
4.3.4 案例分析 208
4.4 无信号干线车辆轨迹规划 214
4.4.1 问题描述 215
4.4.2 数学模型 219
4.4.3 求解算法 231
4.4.4 案例分析 232
4.5 基于势能场的控制响应式自组织编队 236
4.5.1 问题描述与模型建立 237
4.5.2 模型特性数学分析 244
4.5.3 案例分析 248
参考文献 256
第5章 粒流协控 260
5.1 概述 260
5.2 交叉口信号控制与车辆轨迹协同优化 261
5.2.1 问题描述 261
5.2.2 数学模型 265
5.2.3 求解算法 280
5.2.4 案例分析 282
附录C 轨迹规划解 287
5.3 共享相位-专用车道交叉口优化控制 293
5.3.1 符号和问题描述 293
5.3.2 模型建立 296
5.3.3 滚动时域优化 308
5.3.4 案例分析 308
5.4 快速路施工区车辆轨迹规划控制 314
5.4.1 问题描述 315
5.4.2 数学模型 317
5.4.3 案例分析 330
5.5 快速路可变限速和匝道协同控制 335
5.5.1 事故风险预测 335
5.5.2 快速路交通流模型 338
5.5.3 模型建立 342
5.5.4 仿真实验与结果分析 350
参考文献 362
第6章 总结与展望 368
6.1 主要成果与结论 368
6.2 未来展望 369
参考文献 371