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(xié)同時代 3
1.2.1 CVIS在日本的發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.2.2 CVIS在歐洲的發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.2.3 CVIS在美國的發(fā)展現(xiàn)狀 5
1.2.4 CVIS在我國的發(fā)展現(xiàn)狀 5
1.3 基于交通流理論的道路交通系統(tǒng)機理認知 6
1.3.1 現(xiàn)代交通流理論及其研究內(nèi)容 6
1.3.2 現(xiàn)代交通流理論的分類 7
1.3.3 交通流理論的發(fā)展歷史 8
1.4 道路交通系統(tǒng)協(xié)同行駛理論與方法 9
1.4.1 協(xié)同行駛理論與方法的需求 9
1.4.2 傳統(tǒng)交通流理論的再認知 11
1.4.3 協(xié)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(shù)特性 15
2.1 交通流參數(shù) 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(shù)的統(tǒng)計分布理論 18
2.2.1 離散型分布模型 19
2.2.2 連續(xù)型分布模型 20
2.3 交通流基本參數(shù)的關(guān)系模型 23
2.3.1 流量速度密度之間的關(guān)系 24
2.3.2 速度和密度的關(guān)系 25
2.3.3 流量和密度的關(guān)系 27
2.3.4 流量和速度之間的關(guān)系 28
參考文獻 29
第3章 車輛跟馳理論的若干關(guān)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(fā)展概況 33
3.2 優(yōu)化速度函數(shù)的研究 44
3.2.1 優(yōu)化速度函數(shù)的類型 44
3.2.2 優(yōu)化速度函數(shù)的特點 45
3.2.3 實際優(yōu)化速度函數(shù)的影響 46
3.2.4 “不現(xiàn)實”的優(yōu)化速度函數(shù)影響 50
3.3 穩(wěn)定性問題的研究 53
3.3.1 局部穩(wěn)定 53
3.3.2 漸近穩(wěn)定 55
3.3.3 Lyapunov穩(wěn)定 57
3.3.4 線性穩(wěn)定性的對比分析 59
3.3.5 非線性穩(wěn)定性 62
3.4 零動態(tài)問題的研究 64
3.4.1 零動態(tài)理論 64
3.4.2 FVD模型零動態(tài)方程 66
參考文獻 67
第4章 基于跟馳理論的車輛協(xié)同行駛建模 71
4.1 基于前向觀測信息的協(xié)同行駛模型 71
4.1.1 多前車車頭間距信息的協(xié)同行駛模型 72
4.1.2 多前車速度差信息的協(xié)同行駛模型 74
4.1.3 多前車車頭間距和速度差信息的協(xié)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(xié)同行駛模型 78
4.2 基于后視效應協(xié)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(xié)同行駛模型 87
4.2.2 考慮多輛后車車頭間距信息的協(xié)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(xié)同行駛模型 88
4.2.4 考慮優(yōu)化速度差信息的后視效應協(xié)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(xié)同行駛建模 96
5.1 元胞自動機的構(gòu)成及特征 97
5.1.1 元胞自動機模型的構(gòu)成 97
5.1.2 元胞自動機模型的特征 99
5.2 經(jīng)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(xié)同行駛模型 107
5.3.1 LMDDR模型的提出 108
5.3.2 LMDDR模型的數(shù)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(xiàn)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(shù)值模擬及結(jié)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(xié)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(xié)同行駛模型 139
6.4.1 模型的提出 139
6.4.2 線性穩(wěn)定性分析 141
6.4.3 數(shù)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(xié)同行駛模型 147
7.1 經(jīng)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(jīng)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(xié)同行駛模型 152
7.2.1 模型的提出 152
7.2.2 線性穩(wěn)定性分析 153
7.2.3 非線性分析 155
7.2.4 數(shù)值模擬 157
7.3 考慮前后格點信息的協(xié)同行駛模型 159
7.3.1 模型的提出 159
7.3.2 結(jié)果的分析與討論 160
7.4 基于駕駛員延遲效應的兩車道協(xié)同行駛模型 163
7.4.1 模型的提出 164
7.4.2 理論分析和數(shù)值仿真 165
參考文獻 170
第8章 基于跟馳理論的車輛協(xié)同行駛模型自校正方法 172
8.1 跟馳模型參數(shù)標定研究現(xiàn)狀 173
8.1.1 GM模型參數(shù)標定 173
8.1.2 智能駕駛模型參數(shù)標定 174
8.1.3 交通流仿真軟件參數(shù)標定 175
8.2 跟馳模型參數(shù)標定自校正方法的設計 175
8.2.1 經(jīng)典參數(shù)標定方法描述 176
8.2.2 最大似然估計參數(shù)標定法 176
8.2.3 最小二乘參數(shù)標定法 177
8.2.4 自校正參數(shù)標定方法的設計 179
8.3 CI-CF協(xié)同行駛模型的參數(shù)標定及檢驗 181
8.3.1 CI-CF協(xié)同行駛模型的參數(shù)標定 181
8.3.2 CI-CF模型參數(shù)標定的檢驗 183
參考文獻 191
第9章 基于車輛協(xié)同行駛模型的交通擁堵控制方法 193
9.1 經(jīng)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(wěn)態(tài)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(wěn)定性分析 197
9.2.3 數(shù)值仿真 201
9.3 考慮前后車穩(wěn)態(tài)期望速度協(xié)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(wěn)定性分析 207
9.3.3 數(shù)值仿真 211
參考文獻 213
第10章 交通信息物理系統(tǒng) 215
10.1 信息物理系統(tǒng)概述 216
10.2 交通信息物理系統(tǒng)概述 219
10.2.1 T-CPS的基本架構(gòu) 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(guān)鍵技術(shù) 223
10.2.5 T-CPS的應用展望 225
參考文獻 226