合乘出行作為交通需求管理的一項重要措施，能夠有效提高私家車單車乘坐人數(shù)，降低車輛出行率，從而起到減少交通擁堵和空氣污染的作用。隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，系統(tǒng)研究私家車合乘行為以及合乘系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而構(gòu)建車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下合乘優(yōu)先導(dǎo)向的路網(wǎng)時空資源動態(tài)優(yōu)化理論及方法，是一項非常具有理論和實際價值的研究工作。
私家車合乘出行受到政策、技術(shù)和系統(tǒng)運行效率等多方面因素的影響，只有多種因素協(xié)調(diào)運行，才能充分發(fā)揮其功效，真正起到緩解交通擁堵的作用。因此，本書基于日益完善的車聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，在合乘行為博弈、合乘系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)、合乘優(yōu)先導(dǎo)向的路網(wǎng)協(xié)同管控等方面進(jìn)行了深入研究與探討，形成了一套較為完整的車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下基于合乘優(yōu)先的出行效能提升理論與方法。本書的主要研究內(nèi)容如下。
(1) 研究了私家車合乘出行的行為決策模型。對私家車合乘行為的影響因素做了深入分析和總結(jié)，并通過調(diào)查獲取了各種因素對合乘行為的影響規(guī)律，從而構(gòu)建了基于博弈論的私家車合乘行為模型，模型中充分考慮了由路網(wǎng)交通狀態(tài)決定的私家車出行效用、由合乘引起的私家車出行效益增加和損失，以及政府因為合乘產(chǎn)生的成本和收益等；使用該模型對私家車合乘出行決策與政府的合乘鼓勵政策在各種客觀條件下的動態(tài)博弈過程進(jìn)行了深入分析，并針對政府部門在不同發(fā)展階段的合乘政策和優(yōu)先管理舉措提出了可行性建議，為合乘系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和合乘優(yōu)先導(dǎo)向的路網(wǎng)協(xié)同管控方法研究奠定了基礎(chǔ)。
(2) 提出了車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下私家車合乘系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。首先基于圖論構(gòu)建了城市交通多模式網(wǎng)絡(luò)模型，并對靜態(tài)定時定線路和動態(tài)協(xié)同合乘方案分別進(jìn)行了總體設(shè)計，然后基于交通運輸學(xué)的出行路徑規(guī)劃理論建立合乘出行匹配模型，并改進(jìn)計算機(jī)科學(xué)中的基因遺傳算法，提出一種車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下考慮換乘的合乘信息智能匹配技術(shù)，實現(xiàn)路網(wǎng)多模式均衡條件下合乘供需在時空維度的快速有效匹配，從而為實時動態(tài)協(xié)同合乘系統(tǒng)的實現(xiàn)提供技術(shù)保障。
(3) 研究了車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下合乘優(yōu)先的路網(wǎng)智能管控策略及實現(xiàn)方法。基于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的道路運行狀態(tài)及實時合乘信息，分別從空間和時間資源優(yōu)先角度提出了路網(wǎng)智能管控策略和實現(xiàn)方法：首先從空間資源優(yōu)先角度研究了HOV車道動態(tài)智能管控算法及流程，確保合乘出行在路段上的通行效率優(yōu)；然后從時間資源優(yōu)先角度構(gòu)建了交叉口合乘優(yōu)先信號配時模型及合乘路徑協(xié)調(diào)控制模型，確保合乘出行在交叉口的通行效率優(yōu)；后提出了車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下合乘優(yōu)先的路網(wǎng)智能協(xié)同管控策略，并考慮多模式均衡提出了基于出行方式轉(zhuǎn)移的路網(wǎng)運行效益及能耗評價方法，用于評價合乘優(yōu)先路網(wǎng)管控的實施效果。
(4) 實例應(yīng)用及效益能耗分析。首先以我國無錫市和美國西雅圖市城市核心區(qū)域道路交通網(wǎng)為例，構(gòu)建其多方式路網(wǎng)模型，設(shè)計了路網(wǎng)HOV車道動態(tài)管控方案和交叉口合乘信號優(yōu)先及路徑協(xié)調(diào)控制方案，并對每種方案產(chǎn)生的管控效益及能耗進(jìn)行綜合評價和對比，結(jié)果顯示人均出行效率明顯提升，路網(wǎng)出行總能耗顯著下降，達(dá)到了出行提效降耗效果；然后對未來交通需求增加10%后的路網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行了評估，結(jié)果顯示合乘優(yōu)先出行能夠保證運行效率在正常范圍內(nèi)；后對無錫和西雅圖兩個城市實施合乘優(yōu)先管控的效益和能耗進(jìn)行對比和分析，證明了本書提出的理論與方法的有效性和適用性。
本書的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
(1) 通過調(diào)查獲取多種因素對合乘行為的影響規(guī)律，構(gòu)建了基于博弈論的私家車合乘行為模型，深刻解析了私家車合乘行為的動態(tài)博弈過程，為私家車合乘相關(guān)政策研究提供了理論工具與方法。
(2) 在構(gòu)建多模式交通網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地提出了定時定線路合乘方案技術(shù)與理論，研究了車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下私家車動態(tài)協(xié)同合乘系統(tǒng)中的供需匹配理論，實現(xiàn)了路網(wǎng)多模式均衡條件下合乘供需在時空維度的有效匹配，從而為動態(tài)協(xié)同合乘系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了技術(shù)保障。
(3) 構(gòu)建了車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下合乘優(yōu)先的空間資源優(yōu)化理論和方法，辨識了HOV車道的動態(tài)控制邊界條件，并設(shè)計了基于車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的HOV車道動態(tài)控制流程，實現(xiàn)了基于合乘空間優(yōu)先的HOV車道實時動態(tài)控制。
(4) 建立了基于合乘優(yōu)先的交叉口信號配時模型和合乘路徑協(xié)調(diào)控制模型，實現(xiàn)了合乘出行在交叉口的通行效率優(yōu)，為車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下交通系統(tǒng)動態(tài)協(xié)同管控提供了可行性方案。
(5) 在考慮多模式網(wǎng)絡(luò)均衡博弈過程的基礎(chǔ)上，提出了基于出行方式轉(zhuǎn)移的路網(wǎng)運行效益及能耗評價方法。
本書得到了江蘇省交通運輸與安全保障重點實驗室開放基金重點項目“車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下私家車拼車智慧節(jié)約化研究”（TTS2016��06）、江蘇省高等學(xué)校自然科學(xué)研究重大項目“車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下融合多源信息的分布式動態(tài)車輛行為辨識”（15KJA580001）和江蘇政府留學(xué)獎學(xué)金資助項目（JS��2016�� K009）資助。
感謝華中科技大學(xué)出版社對本書出版的大力支持！