●序
前言
第1章緒論1
1.1交通擁堵現狀1
1.2交通信號控制發展3
1.3研究內容及意義6
第2章交通流與交通信號控制基礎理論9
2.1交通流模型9
2.1.1交通流基本參數及其相互關繫9
2.1.2微觀交通流模型16
2.1.3宏觀交通流模型19
2.1.4車輛排隊模型25
2.2交通信號控制理論28
2.2.1單點信號控制29
2.2.2干線信號協調控制30
2.2.3區域信號協調控制33
2.2.4過飽和擁堵下的交通控制34
2.3本章小結38
第3章基於地感線圈的信號交叉口高精度交通信息采集40
3.1高精度交通數據采集繫統40
3.1.1地感線圈檢測器數據收集原理40
3.1.2高精度交通數據采集繫統42
3.2交叉口基本交通狀態參數提取48
3.2.1原始數據采集48
3.2.2原始數據處理50
3.2.3交通基本狀態參數提取50
3.3本章小結54
第4章基於低空無人機的多模式交通信息采集56
4.1概述56
4.2無人機數據采集繫統框架57
4.2.1六軸飛行器平臺57
4.2.2可見光與紅外熱感圖像采集設備59
4.3基於視頻數據的改進Viola-Jones車輛檢測方法60
4.3.1Viola-Jones方法60
4.3.2道路方向矯正方法62
4.3.3車輛檢測測試66
4.4基於多顏色直方圖的車輛跟蹤算法68
4.4.1車輛位置預測68
4.4.2基於顏色相似的目標匹配70
4.5行人及自行車檢測與跟蹤71
4.5.1基於梯度特征的準確ROI提取72
4.5.2紅外行人檢測76
4.5.3紅外行人檢測精度統計82
4.5.4基於KLT特征點跟蹤的紅外行人跟蹤方法84
4.6本章小結86
第5章交叉口過飽和狀態量化評估88
5.1過飽和狀態定義概述88
5.2擁堵交叉口排隊長度及滯留排隊長度估算90
5.2.1信號交叉口LWR交通波動理論90
5.2.2轉折點識別93
5.2.3交叉口排隊長度估算96
5.2.4測試與結果100
5.2.5過飽和狀態下滯留排隊長度估算102
5.3擁堵交叉口溢流時間估算103
5.4過飽和狀態量化106
5.4.1T-OSI106
5.4.2S-OSI106
5.4.3測試與分析106
5.5本章小結111
第6章城市干線過飽和交通狀態描述112
6.1干線交通運行狀態評價概述112
6.2過飽和干線車輛行程時間估算112
6.2.1問題闡述113
6.2.2基於虛擬浮動車行程時間預測的干線飽和交通狀態描述113
6.2.3模型驗證119
6.3基於交通擁堵圖譜的干線過飽和交通狀態描述123
6.3.1圖譜定義123
6.3.2圖譜表達123
6.3.3圖譜案例125
6.4干線基本圖127
6.4.1繪制干線基本圖127
6.4.2信號控制對干線基本圖的影響130
6.4.3QOD現像131
6.4.4穩定形式的干線基本圖136
6.5本章小結138
第7章城市路網過飽和交通狀態評估139
7.1概述139
7.2基於MFD的過飽和路網狀態評估141
7.2.1MFD存在性141
7.2.2MFD仿真驗證146
7.3基於T-OSI/S-OSI的路網評估148
7.3.1基於T-OSI/S-OSI的路網評估148
7.3.2仿真示例151
7.4本章小結155
第8章過飽和交叉口信號優化與控制156
8.1概述156
8.2自適應交叉口交通防鎖死控制策略158
8.2.1溢流交通流特性158
8.2.2基於溢流檢測器的過飽和交叉口信號控制159
8.2.3單個交叉口防鎖死控制策略仿真分析164
8.3城市過飽和瓶頸交叉口新型擴容渠化設計169
8.3.1CFI-Lite設計170
8.3.2通行能力分析171
8.4本章小結174
第9章干線過飽和交通信號優化與控制175
9.1干線信號優化與控制概述175
9.2基於排隊數據的干線聯控176
9.2.1高精度交通信號數據177
9.2.2相位差優化數學模型181
9.2.3優化結果186
9.3基於優選流方法的干線交通信號優化188
9.3.1單個交叉口的消散策略分析188
9.3.2數學模型190
9.3.3前向後向求解算法194
9.3.4仿真驗證196
9.4基於CFI-Lite新型交叉口設計的干線信號控制199
9.4.1基於CFI-Lite信號控制的帕累托改善問題199
9.4.2帕累托改善解存在的條件分析202
9.4.3求解方法207
9.4.4案例分析208
9.5本章小結211
第10章城市路網過飽和交通控制212
10.1概述212
10.2基於MFD的路網子網劃分控制214
10.2.1非均勻路網劃分214
10.2.2基於MFD的路網控制策略217
10.3基於OSI的路網干線劃分控制222
10.3.1基於OSI的過飽和干線聯合控制回顧222
10.3.2過飽和干線路網222
10.3.3前向後向求解算法224
10.4基於排隊的路網交叉口劃分控制225
10.4.1問題描述226
10.4.2分布式準很優控制策略QUEUE227
10.4.3仿真結果及分析231
10.5本章小結236
第11章交通信號控制仿真238
11.1交通信號控制仿真軟件簡介238
11.2信號交叉口硬件在環仿真平臺243
11.2.1繫統組成243
11.2.2控制效果評價244
11.2.3搭建硬件在環繫統245
11.3交通仿真案例245
11.3.1瓶頸交叉口信號控制仿真及驗證245
11.3.2主干道信號控制仿真及驗證249
11.3.3路網信號控制仿真及驗證250
11.4本章小結251
參考文獻252

本書繫統總結作者及研究團隊在過飽和交通領域的研究成果。全書分4個部分共11章：第一部分（第1、2章）介紹過飽和交通控制的背景、交通流參數概念和特性以及交通控制模型和方法；第二部分（第3、4章）介紹基於地感線圈的高精度信息采集繫統和基於低空無人機的信息采集繫統；第三部分（第5～10章）詳細論述交叉口、干線和路網的過飽和交通狀態的識別、量化、估算以及控制策略；第四部分（第11章）介紹交通信號優化和仿真軟件SYNCHRO、Q-PARAMICS和VISSIM的繫統結構及相應的操作案例。本書可供從事城市交通控制的研究者及工程技術人員參考，也可作為高等院校交通工程學科的教材和參考書。