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道路交通流協同行駛理論與方法 版權信息
- ISBN：9787030620668
- 條形碼：9787030620668 ; 978-7-03-062066-8
- 裝幀：平裝膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
道路交通流協同行駛理論與方法 本書特色
本書旨在總結作者所在團隊近10多年來在智能交通領域方面的研究成果，為從事交通工程研究的科研技術人員、高等學校教師、研究生和本科生提供參考。特別是當前的交通擁堵已成為困擾大中城市發展的難題。本書從機理上分析了車輛協同行駛給車流帶來的穩定效應和能耗演化機理，提出擁堵抑制方法。希望本書的出版能為我國交通科學管控和合理利用交通系統資源做出積極的貢獻。
道路交通流協同行駛理論與方法 內容簡介
本書旨在總結作者所在團隊近10多年來在智能交通領域方面的研究成果，為從事交通工程研究的科研技術人員、高等學校教師、研究生和本科生提供參考。特別是當前的交通擁堵已成為困擾大中城市發展的難題。本書從機理上分析了車輛協同行駛給車流帶來的穩定效應和能耗演化機理，提出擁堵抑制方法。希望本書的出版能為我國交通科學管控和合理利用交通系統資源做出積極的貢獻。
道路交通流協同行駛理論與方法 目錄
目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 道路交通問題日益嚴峻 1
1.2 ITS從信息共享進入到智能協同時代 3
1.2.1 CVIS在日本的發展現狀 4
1.2.2 CVIS在歐洲的發展現狀 4
1.2.3 CVIS在美國的發展現狀 5
1.2.4 CVIS在我國的發展現狀 5
1.3 基于交通流理論的道路交通系統機理認知 6
1.3.1 現代交通流理論及其研究內容 6
1.3.2 現代交通流理論的分類 7
1.3.3 交通流理論的發展歷史 8
1.4 道路交通系統協同行駛理論與方法 9
1.4.1 協同行駛理論與方法的需求 9
1.4.2 傳統交通流理論的再認知 11
1.4.3 協同行駛理論與方法研究的意義 11
參考文獻 12
第2章 交通流參數特性 15
2.1 交通流參數 15
2.1.1 流量 15
2.1.2 瞬時速度和平均速度 16
2.1.3 車流密集度 17
2.1.4 車頭時距和車頭間距 18
2.2 交通流參數的統計分布理論 18
2.2.1 離散型分布模型 19
2.2.2 連續型分布模型 20
2.3 交通流基本參數的關系模型 23
2.3.1 流量速度密度之間的關系 24
2.3.2 速度和密度的關系 25
2.3.3 流量和密度的關系 27
2.3.4 流量和速度之間的關系 28
參考文獻 29
第3章 車輛跟馳理論的若干關鍵問題 31
3.1 車輛跟馳模型的研究概況 31
3.1.1 車輛跟馳行為的特征 32
3.1.2 車輛跟馳模型的分類 32
3.1.3 跟馳模型的發展概況 33
3.2 優化速度函數的研究 44
3.2.1 優化速度函數的類型 44
3.2.2 優化速度函數的特點 45
3.2.3 實際優化速度函數的影響 46
3.2.4 “不現實”的優化速度函數影響 50
3.3 穩定性問題的研究 53
3.3.1 局部穩定 53
3.3.2 漸近穩定 55
3.3.3 Lyapunov穩定 57
3.3.4 線性穩定性的對比分析 59
3.3.5 非線性穩定性 62
3.4 零動態問題的研究 64
3.4.1 零動態理論 64
3.4.2 FVD模型零動態方程 66
參考文獻 67
第4章 基于跟馳理論的車輛協同行駛建模 71
4.1 基于前向觀測信息的協同行駛模型 71
4.1.1 多前車車頭間距信息的協同行駛模型 72
4.1.2 多前車速度差信息的協同行駛模型 74
4.1.3 多前車車頭間距和速度差信息的協同行駛模型 75
4.1.4 多前車頭間距、速度差和加速度信息的協同行駛模型 78
4.2 基于后視效應協同行駛模型研究 86
4.2.1 考慮單輛后車車頭間距信息的協同行駛模型 87
4.2.2 考慮多輛后車車頭間距信息的協同行駛模型 87
4.2.3 單輛后車車頭間距和速度差信息綜合協同行駛模型 88
4.2.4 考慮優化速度差信息的后視效應協同行駛模型 92
參考文獻 94
第5章 基于元胞自動機理論的車輛協同行駛建模 96
5.1 元胞自動機的構成及特征 97
5.1.1 元胞自動機模型的構成 97
5.1.2 元胞自動機模型的特征 99
5.2 經典交通流元胞自動機模型 99
5.2.1 一維單車道交通流元胞自動機模型 99
5.2.2 一維多車道元胞自動機模型 105
5.2.3 二維道路交通流元胞自動機模型 106
5.3 基于元胞自動機理論的車輛協同行駛模型 107
5.3.1 LMDDR模型的提出 108
5.3.2 LMDDR模型的數值模擬 109
5.4 LMDDR模型能耗演變機理 114
5.4.1 車流能耗研究現狀概述 114
5.4.2 能耗的定義及估計公式 115
5.4.3 能耗的數值模擬及結果分析 116
參考文獻 120
第6章 基于宏觀動力學理論的路段協同行駛模型 124
6.1 LWR模型 124
6.2 單車道宏觀動力學模型 126
6.2.1 密度梯度類模型 126
6.2.2 速度梯度類模型 128
6.3 兩車道宏觀動力學模型 130
6.3.1 Daganzo兩車道模型 130
6.3.2 兩車道耦合效應 130
6.4 考慮前方多車誘導信息的宏觀協同行駛模型 139
6.4.1 模型的提出 139
6.4.2 線性穩定性分析 141
6.4.3 數值仿真 142
參考文獻 145
第7章 基于格子流體力學理論的路段協同行駛模型 147
7.1 經典格子流體力學模型 147
7.1.1 單車道交通流格子模型 147
7.1.2 經典的兩車道交通流格子模型 150
7.2 基于前方多個格點信息的協同行駛模型 152
7.2.1 模型的提出 152
7.2.2 線性穩定性分析 153
7.2.3 非線性分析 155
7.2.4 數值模擬 157
7.3 考慮前后格點信息的協同行駛模型 159
7.3.1 模型的提出 159
7.3.2 結果的分析與討論 160
7.4 基于駕駛員延遲效應的兩車道協同行駛模型 163
7.4.1 模型的提出 164
7.4.2 理論分析和數值仿真 165
參考文獻 170
第8章 基于跟馳理論的車輛協同行駛模型自校正方法 172
8.1 跟馳模型參數標定研究現狀 173
8.1.1 GM模型參數標定 173
8.1.2 智能駕駛模型參數標定 174
8.1.3 交通流仿真軟件參數標定 175
8.2 跟馳模型參數標定自校正方法的設計 175
8.2.1 經典參數標定方法描述 176
8.2.2 *大似然估計參數標定法 176
8.2.3 *小二乘參數標定法 177
8.2.4 自校正參數標定方法的設計 179
8.3 CI-CF協同行駛模型的參數標定及檢驗 181
8.3.1 CI-CF協同行駛模型的參數標定 181
8.3.2 CI-CF模型參數標定的檢驗 183
參考文獻 191
第9章 基于車輛協同行駛模型的交通擁堵控制方法 193
9.1 經典交通擁堵控制方法描述 194
9.1.1 KKH交通擁堵控制方法 194
9.1.2 考慮前后車速度差的交通擁堵控制方法 195
9.1.3 基于雙速度差信息的交通擁堵控制方法 195
9.1.4 基于ITS的交通擁堵控制方法 195
9.1.5 考慮雙車頭間距的交通擁堵控制模型 195
9.1.6 無隔離帶場景考慮非機動車影響的交通擁堵控制方法 196
9.2 考慮多前車穩態期望速度效應的交通擁堵控制方法 196
9.2.1 方法提出 196
9.2.2 模型穩定性分析 197
9.2.3 數值仿真 201
9.3 考慮前后車穩態期望速度協同效應的交通擁堵控制方法 206
9.3.1 方法提出 206
9.3.2 模型穩定性分析 207
9.3.3 數值仿真 211
參考文獻 213
第10章 交通信息物理系統 215
10.1 信息物理系統概述 216
10.2 交通信息物理系統概述 219
10.2.1 T-CPS的基本架構 219
10.2.2 T-CPS層次功能 220
10.2.3 T-CPS特點 221
10.2.4 T-CPS的關鍵技術 223
10.2.5 T-CPS的應用展望 225
參考文獻 226
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 道路交通問題日益嚴峻 1
1.2 ITS從信息共享進入到智能協同時代 3
1.2.1 CVIS在日本的發展現狀 4
1.2.2 CVIS在歐洲的發展現狀 4
1.2.3 CVIS在美國的發展現狀 5
1.2.4 CVIS在我國的發展現狀 5
1.3 基于交通流理論的道路交通系統機理認知 6
1.3.1 現代交通流理論及其研究內容 6
1.3.2 現代交通流理論的分類 7
1.3.3 交通流理論的發展歷史 8
1.4 道路交通系統協同行駛理論與方法 9
1.4.1 協同行駛理論與方法的需求 9
1.4.2 傳統交通流理論的再認知 11
1.4.3 協同行駛理論與方法研究的意義 11
參考文獻 12
第2章 交通流參數特性 15
2.1 交通流參數 15
2.1.1 流量 15
2.1.2 瞬時速度和平均速度 16
2.1.3 車流密集度 17
2.1.4 車頭時距和車頭間距 18
2.2 交通流參數的統計分布理論 18
2.2.1 離散型分布模型 19
2.2.2 連續型分布模型 20
2.3 交通流基本參數的關系模型 23
2.3.1 流量速度密度之間的關系 24
2.3.2 速度和密度的關系 25
2.3.3 流量和密度的關系 27
2.3.4 流量和速度之間的關系 28
參考文獻 29
第3章 車輛跟馳理論的若干關鍵問題 31
3.1 車輛跟馳模型的研究概況 31
3.1.1 車輛跟馳行為的特征 32
3.1.2 車輛跟馳模型的分類 32
3.1.3 跟馳模型的發展概況 33
3.2 優化速度函數的研究 44
3.2.1 優化速度函數的類型 44
3.2.2 優化速度函數的特點 45
3.2.3 實際優化速度函數的影響 46
3.2.4 “不現實”的優化速度函數影響 50
3.3 穩定性問題的研究 53
3.3.1 局部穩定 53
3.3.2 漸近穩定 55
3.3.3 Lyapunov穩定 57
3.3.4 線性穩定性的對比分析 59
3.3.5 非線性穩定性 62
3.4 零動態問題的研究 64
3.4.1 零動態理論 64
3.4.2 FVD模型零動態方程 66
參考文獻 67
第4章 基于跟馳理論的車輛協同行駛建模 71
4.1 基于前向觀測信息的協同行駛模型 71
4.1.1 多前車車頭間距信息的協同行駛模型 72
4.1.2 多前車速度差信息的協同行駛模型 74
4.1.3 多前車車頭間距和速度差信息的協同行駛模型 75
4.1.4 多前車頭間距、速度差和加速度信息的協同行駛模型 78
4.2 基于后視效應協同行駛模型研究 86
4.2.1 考慮單輛后車車頭間距信息的協同行駛模型 87
4.2.2 考慮多輛后車車頭間距信息的協同行駛模型 87
4.2.3 單輛后車車頭間距和速度差信息綜合協同行駛模型 88
4.2.4 考慮優化速度差信息的后視效應協同行駛模型 92
參考文獻 94
第5章 基于元胞自動機理論的車輛協同行駛建模 96
5.1 元胞自動機的構成及特征 97
5.1.1 元胞自動機模型的構成 97
5.1.2 元胞自動機模型的特征 99
5.2 經典交通流元胞自動機模型 99
5.2.1 一維單車道交通流元胞自動機模型 99
5.2.2 一維多車道元胞自動機模型 105
5.2.3 二維道路交通流元胞自動機模型 106
5.3 基于元胞自動機理論的車輛協同行駛模型 107
5.3.1 LMDDR模型的提出 108
5.3.2 LMDDR模型的數值模擬 109
5.4 LMDDR模型能耗演變機理 114
5.4.1 車流能耗研究現狀概述 114
5.4.2 能耗的定義及估計公式 115
5.4.3 能耗的數值模擬及結果分析 116
參考文獻 120
第6章 基于宏觀動力學理論的路段協同行駛模型 124
6.1 LWR模型 124
6.2 單車道宏觀動力學模型 126
6.2.1 密度梯度類模型 126
6.2.2 速度梯度類模型 128
6.3 兩車道宏觀動力學模型 130
6.3.1 Daganzo兩車道模型 130
6.3.2 兩車道耦合效應 130
6.4 考慮前方多車誘導信息的宏觀協同行駛模型 139
6.4.1 模型的提出 139
6.4.2 線性穩定性分析 141
6.4.3 數值仿真 142
參考文獻 145
第7章 基于格子流體力學理論的路段協同行駛模型 147
7.1 經典格子流體力學模型 147
7.1.1 單車道交通流格子模型 147
7.1.2 經典的兩車道交通流格子模型 150
7.2 基于前方多個格點信息的協同行駛模型 152
7.2.1 模型的提出 152
7.2.2 線性穩定性分析 153
7.2.3 非線性分析 155
7.2.4 數值模擬 157
7.3 考慮前后格點信息的協同行駛模型 159
7.3.1 模型的提出 159
7.3.2 結果的分析與討論 160
7.4 基于駕駛員延遲效應的兩車道協同行駛模型 163
7.4.1 模型的提出 164
7.4.2 理論分析和數值仿真 165
參考文獻 170
第8章 基于跟馳理論的車輛協同行駛模型自校正方法 172
8.1 跟馳模型參數標定研究現狀 173
8.1.1 GM模型參數標定 173
8.1.2 智能駕駛模型參數標定 174
8.1.3 交通流仿真軟件參數標定 175
8.2 跟馳模型參數標定自校正方法的設計 175
8.2.1 經典參數標定方法描述 176
8.2.2 *大似然估計參數標定法 176
8.2.3 *小二乘參數標定法 177
8.2.4 自校正參數標定方法的設計 179
8.3 CI-CF協同行駛模型的參數標定及檢驗 181
8.3.1 CI-CF協同行駛模型的參數標定 181
8.3.2 CI-CF模型參數標定的檢驗 183
參考文獻 191
第9章 基于車輛協同行駛模型的交通擁堵控制方法 193
9.1 經典交通擁堵控制方法描述 194
9.1.1 KKH交通擁堵控制方法 194
9.1.2 考慮前后車速度差的交通擁堵控制方法 195
9.1.3 基于雙速度差信息的交通擁堵控制方法 195
9.1.4 基于ITS的交通擁堵控制方法 195
9.1.5 考慮雙車頭間距的交通擁堵控制模型 195
9.1.6 無隔離帶場景考慮非機動車影響的交通擁堵控制方法 196
9.2 考慮多前車穩態期望速度效應的交通擁堵控制方法 196
9.2.1 方法提出 196
9.2.2 模型穩定性分析 197
9.2.3 數值仿真 201
9.3 考慮前后車穩態期望速度協同效應的交通擁堵控制方法 206
9.3.1 方法提出 206
9.3.2 模型穩定性分析 207
9.3.3 數值仿真 211
參考文獻 213
第10章 交通信息物理系統 215
10.1 信息物理系統概述 216
10.2 交通信息物理系統概述 219
10.2.1 T-CPS的基本架構 219
10.2.2 T-CPS層次功能 220
10.2.3 T-CPS特點 221
10.2.4 T-CPS的關鍵技術 223
10.2.5 T-CPS的應用展望 225
參考文獻 226
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