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第1章 绪论1

1.1交通拥堵现状1

1.2交通信号控制发展3

1.3研究内容及意义6

第2章 交通流与交通信号控制基础理论9

2.1交通流模型9

2.1.1交通流基本参数及其相互关系9

2.1.2微观交通流模型16

2.1.3宏观交通流模型19

2.1.4车辆排队模型25

2.2交通信号控制理论28

2.2.1单点信号控制29

2.2.2干线信号协调控制30

2.2.3区域信号协调控制33

2.2.4过饱和拥堵下的交通控制34

2.3本章小结38

第3章 基于地感线圈的信号交叉口高精度交通信息采集40

3.1高精度交通数据采集系统40

3.1.1地感线圈检测器数据收集原理40

3.1.2高精度交通数据采集系统42

3.2交叉口基本交通状态参数提取48

3.2.1原始数据采集48

3.2.2原始数据处理50

3.2.3交通基本状态参数提取50

3.3本章小结54

第4章 基于低空无人机的多模式交通信息采集56

4.1概述56

4.2无人机数据采集系统框架57

4.2.1六轴飞行器平台57

4.2.2可见光与红外热感图像采集设备59

4.3基于视频数据的改进Viola-Jones车辆检测方法60

4.3.1 Viola-Jones方法60

4.3.2道路方向矫正方法62

4.3.3车辆检测测试66

4.4基于多颜色直方图的车辆跟踪算法68

4.4.1车辆位置预测68

4.4.2基于颜色相似的目标匹配70

4.5行人及自行车检测与跟踪71

4.5.1基于梯度特征的精确RO1提取72

4.5.2红外行人检测76

4.5.3红外行人检测精度统计82

4.5.4基于KLT特征点跟踪的红外行人跟踪方法84

4.6本章小结86

第5章 交叉口过饱和状态量化评估88

5.1过饱和状态定义概述88

5.2拥堵交叉口排队长度及滞留排队长度估算90

5.2.1信号交叉口LWR交通波动理论90

5.2.2转折点识别93

5.2.3交叉口排队长度估算96

5.2.4测试与结果100

5.2.5过饱和状态下滞留排队长度估算102

5.3拥堵交叉口溢流时间估算103

5.4过饱和状态量化106

5.4.1S-OSI106

5.4.2 S-OSI106

5.4.3测试与分析106

5.5本章小结111

第6章 城市干线过饱和交通状态描述112

6.1干线交通运行状态评价概述112

6.2过饱和干线车辆行程时间估算112

6.2.1问题阐述113

6.2.2基于虚拟浮动车行程时间预测的干线饱和交通状态描述113

6.2.3模型验证119

6.3基于交通拥堵图谱的干线过饱和交通状态描述123

6.3.1图谱定义123

6.3.2图谱表达123

6.3.3图谱案例125

6.4干线基本图127

6.4.1绘制干线基本图127

6.4.2信号控制对干线基本图的影响130

6.4.3 QOD现象131

6.4.4稳定形式的干线基本图136

6.5本章小结138

第7章 城市路网过饱和交通状态评估139

7.1概述139

7.2基于MFD的过饱和路网状态评估141

7.2.1 MFD存在性141

7.2.2 MFD仿真验证146

7.3基于T-OSI/S-OSI的路网评估148

7.3.1基于T-OSI/ S-OSI的路网评估148

7.3.2仿真示例151

7.4本章小结155

第8章 过饱和交叉口信号优化与控制156

8.1概述156

8.2自适应交叉口交通防锁死控制策略158

8.2.1溢流交通流特性158

8.2.2基于溢流检测器的过饱和交叉口信号控制159

8.2.3单个交叉口防锁死控制策略仿真分析164

8.3城市过饱和瓶颈交叉口新型扩容渠化设计169

8.3.1 CFI-Lite设计170

8.3.2通行能力分析171

8.4本章小结174

第9章 干线过饱和交通信号优化与控制175

9.1干线信号优化与控制概述175

9.2基于排队数据的干线联控176

9.2.1高精度交通信号数据177

9.2.2相位差优化数学模型181

9.2.3优化结果186

9.3基于最大流方法的干线交通信号优化188

9.3.1单个交叉口的消散策略分析188

9.3.2数学模型190

9.3.3前向后向求解算法194

9.3.4仿真验证196

9.4基于CFI-Lite新型交叉口设计的干线信号控制199

9.4.1基于CFI-Lite信号控制的帕累托改善问题199

9.4.2帕累托改善解存在的条件分析202

9.4.3求解方法207

9.4.4案例分析208

9.5本章小结211

第10章 城市路网过饱和交通控制212

10.1概述212

10.2基于MFD的路网子网划分控制214

10.2.1非均匀路网划分214

10.2.2基于MFD的路网控制策略217

10.3基于OSI的路网干线划分控制222

10.3.1基于OSI的过饱和干线联合控制回顾222

10.3.2过饱和干线路网222

10.3.3前向后向求解算法224

10.4基于排队的路网交叉口划分控制225

10.4.1问题描述226

10.4.2分布式准最优控制策略QUEUE227

10.4.3仿真结果及分析231

10.5本章小结236

第11章 交通信号控制仿真238

11.1交通信号控制仿真软件简介238

11.2信号交叉口硬件在环仿真平台243

11.2.1系统组成243

11.2.2控制效果评价244

11.2.3搭建硬件在环系统245

11.3交通仿真案例245

11.3.1瓶颈交叉口信号控制仿真及验证245

11.3.2主干道信号控制仿真及验证249

11.3.3路网信号控制仿真及验证250

11.4本章小结251

参考文献252