城市道路交通主动控制技术
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作者张立立 王芳 赵琦
出版社机械工业出版社
ISBN9787111702511
出版时间2022-05
装帧平装
开本16开
定价49元
货号29404599
上书时间2024-11-02
商品详情
- 品相描述：全新
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前言
几十年来，围绕交通控制系统、信号控制设备、检测设备等智能化发展方向，我国已形成了一系列的理论研究、技术应用和产品成果，但交通控制系统的控制模式并未发生根本性变化，与当前智能时代的技术发展与应用需求难以匹配。城市交通控制本质上是“控制”问题，需要从控制理论与技术的视角进行研究、开发和产业化应用。本书从控制理论视角出发，目的在于解决目前已出现的如下两个典型问题：
1）城市交叉口具有多车种通行混合交织、多种控制场景相互影响的典型特点，现有交通状态辨识方法不能有效分类识别混合交通流，实现精细化的时空资源分配。
2）当前交通控制方法以传统交通控制理论为基础，采用周期、相位、绿信比为控制变量，以周期性调整为手段实现对交通流运行的调控，本质是一种被动控制方式。作者结合多年从交通检测到控制策略执行全链条、一体化的系列理论与应用技术成果，试图重新回顾和深入研究城市交通控制涉及的关键理论与技术，既是对以往研究和实践的反思，也期望引起同行的重视，审视城市交通控制的潜在问题和未来发展方向。
本书主要包括以下五部分：
第1章思考。从城市道路交通拥堵的本质到智能交通的未来发展，回顾了交通控制的前世今生并进行了展望，其中包括了作者的很多思考。
第2章辨识。考虑交通控制绿灯时间约束及道路排队空间约束对交叉口过饱和状态判别的影响，基于控制理论中可控性概念，并结合交叉口动力学模型，提出了交叉口过饱和状态辨识方法。在精细化检测数据的基础上，建立了交叉口检测区域的图像化模型，并将交叉口状态参数识别问题转化为图像搜索问题；设计了基于半监督哈希算法的图像搜索算法，实现对交叉口状态参数的准确识别；基于交通场景概念，将交通状态辨识推进到交通场景辨识的深度。
第3章控制。针对过饱和状态辨识，综合考虑信号控制绿时约束、交叉口内部空间与路段排队空间约束、交通需求变化等因素，深入分析控制理论中可控性概念的内涵，应用交叉口排队建模及混杂系统稳定性等方法，提出了交通状态可控性概念，并设计了基于交通状态可控性的交叉口信号切换控制框架。更进一步，通过扩展控制变量的维度，将被动控制推进到主动控制，并设计了基于时空资源调度的交叉口主动控制方法。
第4章系统。考虑了目前市场、应用环境和技术瓶颈等问题，采用信息物理系统和平行系统的理论和技术体系，设计和开发了一种基于信息物理系统的场景驱动城市交通控制系统（Urban Traffic Control System-Cyber Physical System，UTCS-CPS）。在总体架构和具体功能的基础上，介绍了实时交通控制、人工智能交通控制器、一体化仿真等系统。该系统实现了控制与仿真的实时连接、交通控制系统与前端设备间的解耦，满足智能驾驶条件下对存储、计算和信息安全的需求。
第5章总结与展望。对前面几章的研究内容做了总结，并提出了未来研究中要解决的三个问题。
本书重点介绍了理论研究方面的一些内容，其实也是作者在城市道路交通控制领域八年工作经历的回顾。有研究、有实践、有思考、更有感慨。在此衷心地感谢一路走来的所有同窗、朋友、老师和合作伙伴！本书也参阅了大量的国内外资料，未能一一列出，借此向这些著作和文献资料的作者表示衷心的感谢！
本书还得到了北京市自然科学基金项目(4194078)、北京市教育委员会科技计划一般项目 (KM201910017006、KM202010017011)、北京市科学技术协会2021—2023年度青年人才托举工程项目、北京石油化工学院交叉科研探索项目（BIPTCSF-006）等的资助。
导语摘要
本书从控制理论视角出发，从交通状态辨识方法入手，对城市交通主动控制技术进行了深入探讨。本书共5章：第1章思考，回顾了交通控制的发展历程，并提出了一些深入思考；第2章辨识，研讨了交叉口过饱和状态辨识方法、交叉口检测区域的图像化模型、基于半监督哈希算法的图像搜索算法，将交通状态辨识推进到交通场景辨识的深度；第3章控制，介绍了基于交通状态可控性的交叉口信号切换控制框架，以及基于时空资源调度的交叉口主动控制方法；第4章系统，设计和开发了一种基于信息物理系统的场景驱动城市交通控制系统（UTCS-CPS）；第5章总结与展望，系统总结了研究成果，并提出了下一步研究要解决的三个主要问题。
本书适合从事城市交通智能控制和智能交通系统的研究人员阅读参考，也可以作为高等院校智能交通、自动控制专业师生的参考用书。
目录
序
前言
第1章思考
1.1概述
1.2城市道路交通拥堵的本质
1.2.1交叉口交通拥堵概述
1.2.2交叉口交通拥堵的本质
1.3城市道路智能交通的未来
1.4城市道路交通控制概述与展望
1.4.1研究现状
1.4.2讨论与展望
1.5本书内容与结构安排
1.6小结
参考文献
第2章辨识
2.1概述
2.2基于综合投影的交叉口交通状态辨识
2.2.1问题描述及模型建立
2.2.2基于综合投影的交叉口交通状态辨识方法
2.2.3仿真验证
2.3基于精细化理念的交叉口交通状态辨识
2.3.1问题描述与模型建立
2.3.2交叉口交通状态综合辨识方法
2.3.3仿真验证
2.4基于半监督哈希算法的交叉口交通状态辨识
2.4.1问题描述与模型建立
2.4.2交叉口交通场景辨识方法
2.4.3仿真验证
2.5小结
参考文献
第3章控制
3.1概述
3.2基于状态可控性分析的交叉口切换控制研究
3.2.1交叉口状态可控性分析
3.2.2基于状态可控性分析的交叉口切换控制
3.2.3仿真验证
3.3基于时空资源动态分配的交叉口控制
3.3.1交叉口时空资源描述
3.3.2交叉口时空资源动态分配模型
3.3.3基于双层优化的时空资源动态分配
3.3.4仿真验证
3.4场景驱动的交叉口主动控制
3.4.1交叉口主动交通控制框架
3.4.2交叉口主动交通控制模型
3.4.3场景驱动的交叉口主动控制算法
3.4.4交叉口交通控制模型退化描述
3.4.5仿真验证
3.5基于广域雷达检测数据的交叉口常发溢流控制
3.5.1交叉口溢流成因分析
3.5.2受控交叉口有效检测区域内溢流辨识
3.5.3受控交叉口常发性溢流控制策略
3.5.4仿真验证
3.6小结
参考文献
第4章系统
4.1概述
4.2场景驱动的UTCS-CPS
4.2.1UTCS-CPS的系统架构
4.2.2UTCS-CPS的数据流结构
4.2.3UTCS-CPS的主要功能
4.2.4UTCS-CPS技术特征、关键技术与创新
4.3新一代人工智能交通控制器
4.3.1新一代人工智能交通控制器总体架构
4.3.2新一代人工智能交通控制器软硬件架构
4.3.3新一代人工智能交通控制器应进一步解决的问题
4.4场景驱动的交通控制一体化仿真系统
4.4.1一体化仿真系统架构
4.4.2仿真测试
4.5小结
参考文献
第5章总结与展望
内容摘要
本书从控制理论视角出发，从交通状态辨识方法入手，对城市交通主动控制技术进行了深入探讨。本书共5章：第1章思考，回顾了交通控制的发展历程，并提出了一些深入思考；第2章辨识，研讨了交叉口过饱和状态辨识方法、交叉口检测区域的图像化模型、基于半监督哈希算法的图像搜索算法，将交通状态辨识推进到交通场景辨识的深度；第3章控制，介绍了基于交通状态可控性的交叉口信号切换控制框架，以及基于时空资源调度的交叉口主动控制方法；第4章系统，设计和开发了一种基于信息物理系统的场景驱动城市交通控制系统（UTCS-CPS）；第5章总结与展望，系统总结了研究成果，并提出了下一步研究要解决的三个主要问题。
本书适合从事城市交通智能控制和智能交通系统的研究人员阅读参考，也可以作为高等院校智能交通、自动控制专业师生的参考用书。
主编推荐
本书作者团队对从事的交通控制，特别是引入智能控制技术下的交通系统，进行了深入研究、思考和应用，对系统建模做了定性的研究，也对具体交叉口控制实际进行了定量的验证，并进行了系统的总结和展望，有益于致力于从事智能交通领域的相关师生和从事该行业的相关技术人员使用
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