交通信號協調控制理論模型與方法（簡體書）

隨著我國城鎮化與機動化的持續推進，城市交通供需緊張的矛盾將長期存在。由于受到土地資源、財政能力的限制，超高強度的城市道路建設將難以長期持續，未來城市中心區的道路容量規模擴大幅度有限，建設速度放緩是必然的發展趨勢。我國現行的城市道路交通系統已接近飽和，道路通行能力的提高越來越需要加強對城市道路網的智能管理與優化控制。近年來中央政府和地方政府對城市交通管理與控制工作給予了足夠重視，并做出了全面部署。《國家中長期科學與技術發展規劃綱要（2006—2020年）》明確將“智能交通管理系統”建設作為交通運輸業的一項優先發展主題列入國家需求；2006年國家863計劃首次將現代交通管理與控制技術列入重點支持領域，在2010年又設立了“大城市區域交通協同聯動控制關鍵技術”、“智能車路協同關鍵技術研究”等主題項目；與此同時，北京、上海、廣東等省市在謀劃其“十二五”發展規劃時，也都將治理城市交通擁堵、保障城市交通暢通列為今后城市發展的重要目標，研究先進的城市交通控制理論方法與建立先進的城市交通控制系統已成為當今國家各級科技部門與城市交通管理部門的共識。
隨著路網交通量的增長與路網密度的增大，相鄰交叉口之間的相關性作用日益加強，如何從系統戰略角度出發，進行有效的交通信號協調控制設計，已成為城市交通控制發展的新要求。因此，本書針對現有交通信號協調控制理論方法的不足，結合現代城市交通信號控制的發展需求與技術特點，在交通控制子區的動態劃分、綠波協調控制模型的建立、停車／延誤協調控制模型的建立、交通信號協調控制關鍵技術的實現等方面進行了研究與探討。
本書主要內容共分為5章，第1章闡述了研究意義及背景，綜述了國內外研究現狀，確定了研究目標與研究內容，制定了研究思路與框架結構；第2章分析了交叉口關聯因素的影響作用，給出了交叉口關聯度的定義與計算方法，確定了控制子區劃分方案的評價原則，建立了基于關聯度分析的控制子區劃分模型，設計了最佳控制子區劃分方案的獲取流程；第3章修正了雙向綠波帶寬度的計算方法，制定了最佳相序組合與公共信號周期的選取原則，改進了進口對稱放行方式下的經典數解算法，發明了進口單獨放行方式下的數解算法，設計了進口混合放行方式下的模型算法，構造了新的綠波協調控制模型目標函數表達式，建立了面向雙向不同帶寬需求的綠波協調控制模型；第4章分別建立了未飽和與過飽和兩種交通狀態下的停車／延誤協調控制模型，分析了未飽和狀態下停車／延誤協調控制模型與雙向綠波協調控制模型之間的相關性，給出了過飽和狀態下停車／延誤與協調控制參數之間的函數關系，設計了基于停車／延誤協調控制模型的信號配時優化流程，驗證了未飽和與過飽和兩套基準阻滯停車／延誤模型的一致性；第5辛提出了動態分層式區域交通信號控制結構，構建了控制系統的物理架構與邏輯框架，建立了交通控制系統的路網實時信息數據庫，給出了控制子區的快速動態劃分方法，探討了信號協調控制配時方案的評價依據與優選方法，設計了協調控制方案的快速平滑過渡算法，并通過對應用案例的仿真分析與現場調查，驗證了本書所述理論模型與技術方法的科學合理性。最后，對本書所取得的主要研究成果與后續值得深入研究的理論技術問題進行了總結與展望。