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本書從數(shù)據(jù)補(bǔ)全、區(qū)域劃分和協(xié)調(diào)牽制控制策略三個(gè)方面研究了交通網(wǎng)絡(luò)先進(jìn)控制技術(shù)。交通信號區(qū)域均衡控制的完整解決方案為交通信號區(qū)域協(xié)調(diào)控制提供了一些新的解決思路和實(shí)現(xiàn)路徑，對交通信號控制領(lǐng)域的理論研究和應(yīng)用實(shí)踐具有一定的參考意義。

本書可為相關(guān)產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界、研究界人士提供參考，也可供交通行業(yè)等眾多相關(guān)行業(yè)人士閱讀參考，并可作為交通類相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的教材。

幾十年來，圍繞交通控制系統(tǒng)、信號控制設(shè)備、檢測設(shè)備等智能化發(fā)展方向，我國已形成了一系列的理論研究、技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)品成果，但交通信號控制系統(tǒng)的控制模式并未發(fā)生根本性變化，該模式與當(dāng)前智能時(shí)代的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用需求難以匹配。城市交通控制本質(zhì)上是控制問題，需要從控制理論與技術(shù)的視角進(jìn)行研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

本書為本研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)闡述交通控制理論與技術(shù)的第二部專著。第一部專著從控制理論視角，對混合交通流交通狀態(tài)辨識和道路交叉口主動(dòng)控制兩部分內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)描述。本書將研究對象從交叉口擴(kuò)展到道路網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步研究控制建模、區(qū)域劃分、控制算法和控制系統(tǒng)等典型問題。本書既是對以往研究的延續(xù)，也期望更深入探討城市交通信號控制的潛在問題和未來發(fā)展方向。

第1章概述，深入回顧交通控制的前世今生，重點(diǎn)綜述了交通信息補(bǔ)全、交通控制區(qū)域劃分、交通網(wǎng)絡(luò)控制、網(wǎng)絡(luò)牽制控制等國內(nèi)外研究情況，深入分析城市道路交通控制當(dāng)前存在的典型問題和未來發(fā)展方向。

第2章數(shù)據(jù)補(bǔ)全與估計(jì)，系統(tǒng)介紹了道路交通流量數(shù)據(jù)補(bǔ)全的相關(guān)研究，提出了基于GAN算法的交通流量數(shù)據(jù)補(bǔ)全方法和基于低占比浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的受控交叉口流量估計(jì)方法，為交通控制的數(shù)據(jù)完備性提供支撐。

第3章控制建模與區(qū)域劃分，提出了基于時(shí)空資源動(dòng)態(tài)分配的交叉口模型，并研究了場景驅(qū)動(dòng)的交叉口主動(dòng)控制理論及方法。以此為基礎(chǔ)，擴(kuò)展至道路網(wǎng)絡(luò)控制建模及區(qū)域動(dòng)態(tài)劃分。

第4章控制算法與控制系統(tǒng)，介紹了子區(qū)均衡牽制控制策略和區(qū)域協(xié)調(diào)控制方法的相關(guān)理論，并基于此開發(fā)了交通信號控制系統(tǒng)的核心功能。

第5章應(yīng)用案例，介紹了一些研究和實(shí)踐過程中的案例，包括具體到北京市石景山區(qū)楊莊東街交通綜合優(yōu)化改造、山東省濰坊市東風(fēng)街綠波協(xié)調(diào)控制和城市道路路網(wǎng)區(qū)域智能控制的研究等。

最后，回顧已經(jīng)開展的研究和實(shí)踐工作，并展望了未來發(fā)展。

本書雖然重點(diǎn)介紹了理論研究方面的一些內(nèi)容，其實(shí)也是著者在城市道路交通控制領(lǐng)域10年經(jīng)歷的回顧。其中有研究，有實(shí)踐，有思考，更有感慨。

本書還得到了北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)20212023年度青年人才托舉工程項(xiàng)目（BYESS2021164）、北京市數(shù)字教育研究課題（BDEC2022619048）、寧夏自然科學(xué)基金一般項(xiàng)目（2022AAC03757）、北京市高等教育學(xué)會(huì)課題（MS2022144）、產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（220607039172210）等的資助。

著者

2022年9月于北京石油化工學(xué)院

序
前言
第1 章　概　述／００１
１.１　交通信息補(bǔ)全研究現(xiàn)狀／００４
１.２　交通控制區(qū)域劃分研究現(xiàn)狀／００６
１.３　交通網(wǎng)絡(luò)控制研究現(xiàn)狀／００７
１.４　網(wǎng)絡(luò)牽制控制的研究現(xiàn)狀／００９
１.５　交通控制存在的問題及發(fā)展
方向／０１１
１.６　本書內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排／０１３
第2 章　數(shù)據(jù)補(bǔ)全與估計(jì)／０１４
２.１　基于ＧＡＮ的數(shù)據(jù)補(bǔ)全算法研究／０１４
２.１.１　路網(wǎng)信息圖像化／０１４
２.１.２　交通信息補(bǔ)全算法研究／０１７
２.１.３　實(shí)驗(yàn)分析與應(yīng)用／０２３
２.２　基于低占比浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的受控交叉口流量估計(jì)／０２７
２.２.１　基于浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的受控交叉口流量估計(jì)／０２７
２.２.２　基于ＲＢＦ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近算法的流量反推修正方法／０３０
２.２.３　仿真參數(shù)標(biāo)定／０３４
２.２.４　仿真驗(yàn)證／０３８
２.３　小結(jié)／０45
第3 章　控制建模與區(qū)域劃分／０４６
３.１　基于時(shí)空資源動(dòng)態(tài)分配的交叉口控制／０４６
３.１.１　交叉口時(shí)空資源動(dòng)態(tài)分配模型／０４９
３.１.２　基于雙層優(yōu)化的時(shí)空資源
動(dòng)態(tài)分配／０５５
３.１.３　仿真驗(yàn)證／０６０
３.２　場景驅(qū)動(dòng)的交叉口主動(dòng)交通
控制／０６４
３.２.１　交叉口主動(dòng)交通控制概述／０６４
３.２.２　交叉口主動(dòng)交通控制模型／０６８
３.２.３　場景驅(qū)動(dòng)的交叉口主動(dòng)控制算法／０７５
３.２.４　交叉口交通控制模型退化描述／０８２
３.２.５　仿真驗(yàn)證／０８５
３.３　基于均衡ｋ劃分的信號控制區(qū)域動(dòng)態(tài)劃分／０９１
３.３.１　路網(wǎng)拓?fù)浣＃?０９１
３.３.２　基于均衡ｋ劃分的子區(qū)動(dòng)態(tài)劃分問題描述／０９２
３.３.３　路網(wǎng)均衡ｋ劃分算法研究／０９６
３.３.４　實(shí)驗(yàn)分析與應(yīng)用／０９９
３.４　小結(jié)／１０２
第4 章　控制算法與控制系統(tǒng)／１０３
４.１　基于節(jié)點(diǎn)群狀態(tài)一致的子區(qū)均衡牽制控制策略研究／１０３
４.１.１　節(jié)點(diǎn)群狀態(tài)一致與牽制控制／１０４
４.１.２　路網(wǎng)交通控制模型／１０５
４.１.３　線性系統(tǒng)一致性與部分變量穩(wěn)定性／１０７
４.１.４　子區(qū)邊界反饋牽制控制綜合／１１１
４.１.５　路網(wǎng)狀態(tài)觀測機(jī)制／１１７
４.１.６　路網(wǎng)內(nèi)部信號控制／１１９
４.１.７　實(shí)驗(yàn)分析與應(yīng)用／１２３
４.２　基于牽制控制思想的區(qū)域協(xié)調(diào)控制方法研究／１３８
４.２.１　多子區(qū)協(xié)同控制模型／１３９
４.２.２　線性系統(tǒng)一致性與部分變量穩(wěn)定性／１４２
４.２.３　多子區(qū)協(xié)同控制設(shè)計(jì)／１４３
４.２.４　擁堵子區(qū)牽制控制策略／１４５
４.２.５　邊界輸入流量分配與路口信號配時(shí)／１４７
４.２.６　實(shí)驗(yàn)分析與應(yīng)用／１４８
４.３　交通控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研發(fā)／１５９
４.３.１　系統(tǒng)的特點(diǎn)與目標(biāo)／１６０
４.３.２　平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)／１６０
４.３.３　控制系統(tǒng)功能應(yīng)用／１６３
４.４　小結(jié)／１６7
第5 章　應(yīng)用案例／１６８
５.１　北京市石景山區(qū)楊莊東街交通綜合優(yōu)化改造方案研究／１６８
５.１.１　楊莊東街周邊整體情況及存在問題／１６８
５.１.２　綜合優(yōu)化改造方案／１７１
５.１.３　數(shù)據(jù)采集與仿真分析／１７４
５.２　山東省濰坊市東風(fēng)街綠波協(xié)調(diào)控制研究／１７９
５.２.１　設(shè)計(jì)內(nèi)容／１７９
５.２.２　設(shè)計(jì)原則及方法／１８０
５.２.３　交叉口信號控制及配時(shí)方案／１８７
５.２.４　運(yùn)行效果／２０８
５.２.５　后續(xù)工作／２１１
５.２.６　存在問題及建議／２１１
５.３　城市道路路網(wǎng)區(qū)域智能控制研究／２１３
５.３.１　數(shù)據(jù)采集／２１３
５.３.２　信號遠(yuǎn)程控制／２１５
５.３.３　子區(qū)劃分算法實(shí)現(xiàn)／２１６
５.３.４　控制算法編輯與在線仿真／２１８
５.３.５　控制效果評價(jià)／２１９
５.４　小結(jié)／２２２
結(jié)　語／２２３
參考文獻(xiàn)／２２４

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