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城市路網交通擁擠智能控制理論與方法

作者：劉瀾//辛濤|責編:周楊
出版社：西南交大
ISBN：9787564394226

出版日期：2023/10/01
裝幀：平裝
頁數：204

人民幣：RMB 49 元售價：元

內容大鋼

西南交通大學劉瀾教授在國家自然科學基金資助下，開展了《基於虛擬供需閉合區域的受控智能路網擁擠控制理論和方法》的面上項目（項目批准號：61873216）研究。該項目研究工作的關鍵在於找到了智能交通監控系統在開放性的城市交通系統中形成的虛擬封閉控制條件，發掘了受控智能路網上的完全供需閉合關係及通行耦合關係，建立了體現受控智能路網供需平衡演變規律的擁擠控制理論和方法。本專著就是對上述工作成果的集中體現，主要內容有：發掘時空路網上交通擁擠傳播規律與擁擠因果關係，追溯和關聯路網交通流運動過程，建立擁擠傳播路徑溯源和預測模型，實現狀態過程化預測；辨識控制區域的虛擬閉合邊界，構建具有確定性的虛擬封閉時空系統，建立完全供需閉合的網路交通流平衡模型；運用基於學習的控制理論與方法，結合宏觀基本圖理論和邊界控制方法，構建主動式交通擁擠異常發現與控制集成模型，並提供電腦應用軟體的實現方案。

作者介紹

劉瀾//辛濤|責編:周楊

1  城市交通智能路網的形成演化與特性解析
  1.1  智能交通系統的發展
    1.1.1  國外智能交通系統發展歷程
    1.1.2  國內智能交通系統發展歷程
  1.2  智能路網的形成
    1.2.1  交通信息檢測系統
      1.2.1.1  固定式交通信息檢測技術
      1.2.1.2  移動式交通信息檢測技術
      1.2.1.3  交通信息檢測技術總結
    1.2.2  智能交通控制系統
    1.2.3  新型信息通信技術
  1.3  智能路網能觀性
    1.3.1  廣域全息感知
    1.3.2  交通參數估計
    1.3.3  短時精準預測
    1.3.4  數字孿生刻畫
    1.3.5  交通信息發布
  1.4  智能路網可控性
    1.4.1  可視化智能交通管理
    1.4.2  智能信號控制
    1.4.3  「車-路-雲」融合控制
    1.4.4  中心協調控制
    1.4.5  可控性原理
2  區域交通控制原理
  2.1  開放式區域控制
    2.1.1  開放式區域控制模型及演算法
    2.1.2  開放式區域控制系統
      2.1.2.1  SCOOT系統
      2.1.2.2  SCATS系統
  2.2  虛擬供需閉合區域控制思想
  2.3  虛擬供需閉合區域控制方法
    2.3.1  智能路網建模
    2.3.2  MFD交通小區劃分
    2.3.3  擁擠溯源與預測
    2.3.4  主動式交通控制
3  智能路網的多層網路模型構建
  3.1  智能路網定義
  3.2  智能路網多層結構建模
    3.2.1  第一層結構建模
    3.2.2  第二層結構建模
    3.2.3  第三層結構建模
    3.2.4  第四層結構建模
4  路網控制子區劃分及邊界模型表達
  4.1  基本思想
  4.2  基於MFD的控制子區劃分
    4.2.1  考慮空間坐標的K-means演算法分析與改進
      4.2.1.1  K-means演算法分析
      4.2.1.2  考慮空間坐標的K-means演算法改進
    4.2.2  基於MFD擬合度最優的Ji的Ncut演算法分析與改進
      4.2.2.1  Ji的Ncut改進演算法分析

      4.2.2.2  基於MFD擬合度最優的Ji的Ncut演算法改進
    4.2.3  分區數量可控的Ncut演算法改進
      4.2.3.1  基於Ncut的路網劃分演算法結構缺陷分析
      4.2.3.2  基於Ncut演算法的子區劃分方法改進
  4.3  閉合邊界模型構建
    4.3.1  閉合邊界含義
    4.3.2  閉合邊界辨識
      4.3.2.1  交通子區閉合邊界辨識過程
      4.3.2.2  路網交通子區邊緣節點識別
      4.3.2.3  路網交通子區間共享邊界點識別
    4.3.3  閉合邊界模型
5  交通擁堵溯源與預測
  5.1  擁擠時空傳播規律與擁擠因果樹模型
    5.1.1  城市交通網路擁擠特性與過程
    5.1.2  擁擠因果樹模型
  5.2  基於網路時空因果關係搜索的擁擠傳播路徑溯源
    5.2.1  因果關係和傳遞熵
      5.2.1.1  因果關係、關聯規則和相關關係區別
      5.2.1.2  熵和傳遞熵
      5.2.1.3  傳遞熵計算方法
      5.2.1.4  因果關係判定
    5.2.2  基於廣度優先因果關係搜索的擁擠歷史傳播路徑追溯
      5.2.2.1  網路廣度優先搜索
      5.2.2.2  廣度優先因果關係搜索
    5.2.3  實例驗證
  5.3  基於多任務學習的擁擠傳播路徑預測
    5.3.1  多任務模型架構
    5.3.2  交互層模塊設計
    5.3.3  直接特徵提取層和融合預測層結構
      5.3.3.1  直接特徵提取層
      5.3.3.2  融合預測層
    5.3.4  實例驗證
      5.3.4.1  實驗準備
      5.3.4.2  實驗結果分析
6  完全供需閉合的交通平衡模型
  6.1  MFD路網的宏觀特性
  6.2  宏微觀交通視角下交通流分配模型
  6.3  模擬實驗過程及結果
7  主動式控制理論方法
  7.1  邊界控制思想方法
    7.1.1  受控區域交通運行狀態
    7.1.2  受控區域參數信息
    7.1.3  受控區域交通流動態平衡方程
    7.1.4  邊界控制主要方法
  7.2  基於學習的控制思想方法
    7.2.1  基於學習的控制思想
    7.2.2  基於學習的控制種類
    7.2.3  基於學習的控制方法
  7.3  基於MFD流量平衡目標的區域交通擁擠控制
    7.3.1  控制模型構建

    7.3.2  模型的有效性分析
    7.3.3  算例分析
      7.3.3.1  數據獲取及路網介紹
      7.3.3.2  擁擠控制方法性能分析及對比
  7.4  基於交通數據異常分析的主動控制
    7.4.1  擁擠異常識別模型
      7.4.1.1  模型框架
      7.4.1.2  模型構建
    7.4.2  控制區域劃分模型
    7.4.3  交通信號控制模型
    7.4.4  算例分析
      7.4.4.1  擁擠異常識別
      7.4.4.2  主動式信號控制
8  應用系統設計
  8.1  路網分區可視化交互系統
    8.1.1  路網數據接入模塊
    8.1.2  路網小區劃分模塊
    8.1.3  結果數據導出模塊
  8.2  城市幹道區域劃分及綠波控制系統
    8.2.1  路網數據接入模塊
    8.2.2  幹道區域劃分
    8.2.3  控制方案生成
    8.2.4  結果數據導出模塊
符號定義
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