内容简介
《交通管理与控制(第二版)》在第一版的基础上进行修订,主要介绍如何在小化改变既有交通基础设施条件下,运用交通法规或政策措施、工程设计规范和行业标准、交通信号控制方法等方面理论方法和工程技术,实现道路交通系统的安全、有序、通畅和可持续发展等目标。全书共12章,主要内容包括:交通需求管理和系统管理、交通管理法规及标志标线、机动车交通运行管理、慢行交通管理、停车交通管理、平面交叉口管理、单点交叉口信号控制基础、单点交叉口信号控制分析、干线交叉口信号协调控制、区域交叉口信号协调控制、高速公路交通管理与控制。
《交通管理与控制(第二版)》采用纸质与数字化教学资源相结合的形式进行制作,既可作为高等院校交通工程专业的必修课程教材,也可作为交通运输类相关专业选修课程教材,并可供从事专业交通运输规划与管理的工程技术人员参考使用。
内页插图
目录
第1章 绪论
1.1 交通管理与控制的概念、目的与作用
1.2 交通管理与控制的主要内容与重点
1.3 交通管理与控制的演变与发展
1.4 交通管理与控制的主要原则
习题及思考题
本章参考文献
第2章 交通需求管理和系统管理
2.1 交通需求管理的含义、目的及意义
2.2 交通需求管理策略
2.3 交通需求管理规划
2.4 交通需求管理计划
2.5 交通需求管理与公众参与
2.6 交通需求管理的实施保障
2.7 交通系统管理
2.8 交通管理效果评价
习题及思考题
本章参考文献
第3章 交通管理法规及标志标线
3.1 全局性管理与局部性管理
3.2 交通法规及其内容
3.3 道路交通标志和标线
3.4 其他交通管理设施
习题及思考题
本章参考文献
第4章 机动车交通运行管理
4.1 道路的主要功能及分类
4.2 机动车速管理
4.3 机动车运行方向管理
4.4 机动车道交通管理
4.5 常规公共交通优先通行管理
习题及思考题
本章参考文献
第5章 慢行交通管理
5.1 步行交通管理
5.2 自行车交通管理
习题及思考题
本章参考文献
第6章 停车交通管理
6.1 停车设施类型划分及特征指标
6.2 机动车停车设施供需平衡管理方法
6.3 机动车路内停车设施管理方法
6.4 路外停车设施交通管理方法
6.5 机动车停车设施的信息化管理
习题及思考题
本章参考文献
第7章 平面交叉口管理
7.1 平面交叉口的类型划分及交通管理原则
7.2 平面交叉口功能区界定
7.3 平面交叉口渠化方法
习题及思考题
本章参考文献
第8章 单点交叉口信号控制基础
8.1 单点交叉口信号控制基本要求
8.2 单点交叉口的基本信号控制设计
8.3 单点交叉口早启迟断式信号控制
8.4 单点交叉口感应式信号控制
8.5 其他类型信号交叉口
习题及思考题
本章参考文献
第9章 单点交叉口信号控制分析
9.1 复杂的饱和流率分析
9.2 通行能力分析
9.3 延误分析与服务水平
9.4 主要信号控制设计参数的测量方法
习题及思考题
本章参考文献
第10章 干线交叉口信号协调控制
10.1 基本概念
10.2 协调控制的理想时差
10.3 单向行驶道路的协调控制
10.4 双向行驶道路和道路网络协调控制
10.5 带宽的概念及最大带宽
10.6 协调控制的方式选择策略
10.7 双向协调控制系统时差的确定方法
习题及思考题
本章参考文献
第11章 区域交叉口信号协调控制
11.1 区域信号控制基本原理
11.2 典型定时式脱机控制系统——TRANSYT系统
11.3 典型方案选择式区域协调控制系统——SCATS系统
11.4 典型方案生成式区域协调控制系统——SCOOT系统
11.5 集方案生成和方案选择于一体的区域协调控制系统——ACTRA控制系统
习题及思考题
本章参考文献
第12章 高速公路交通管理与控制
12.1 高速公路交通管理与控制的主要内容
12.2 高速公路交通管理与控制方法
习题及思考题
本章参考文献
附录本书配套数字教学资源
前言/序言
交通管理与控制是交通工程学的重要组成部分之一,主要研究如何在最小化改变既有交通基础设施条件下,通过交通法规或行政管理、工程技术、交通信号控制技术等方面的综合技术应用,实现交通系统的安全、有序、通畅和可持续发展等目标。
随着社会发展和科技进步,交通管理与控制的技术手段也在不断更新。本书在参考国内外优秀教材和著作成果的基础上,形成编写内容的主要特色包括:
(1)教材整体结合编写单位近年承担的国家自然科学基金项目、国家“863计划”、国家科技支撑计划、地方工程应用项目等多个科研项目所取得的成果,大幅度丰富了传统交通管理教材中的“交通需求管理、机动车行车管理、行人和自行车交通管理、停车交通管理、平面交叉口管理”等方面的内容,重点体现成熟理论方法和最新科研成果相结合。
(2)在交通管理部分,总结与融人了我国近年来最新颁布的与道路交通管理与控制相关的规范和技术标准,如2009年发布的《道路交通标志和标线》(GB5768-2009)、《城市道路路内停车泊位设置规范》(GA/T850-2009),2010年发布的《城市道路交叉口设计规程》(CJJ152-2010)、《城市道路交叉口规划规范》(GB50647-2011)等。同时结合大量国外参考文献,对相关规范和标准进行了补充,以保证读者能够结合最新的技术要求进行内容的学习。
(3)在交通控制部分,侧重增加与单点交叉口信号控制、干线交叉口协调控制相关的基本参数、基本理论的计算方法,并设计了大量的计算例题和课后习题,为学生基本知识的掌握和工程应用能力的强化提供帮助。
(4)针对本书中的重点、难点章节,制作了与之配套的数字教学资源(包括教学录像、辅助视频、三维动画三种形式),读者可通过扫描相应的二维码进行观看,辅助交通管理与控制相关理论方法与工程实践的深入理解。
《城市脉搏:智慧交通系统构想与实践》 前言 在现代都市的飞速发展中,交通如同城市的生命线,其畅通与否直接关系到经济的繁荣、生活的便利以及环境的可持续性。然而,随着城市化进程的不断加速,车辆保有量的激增、出行需求的日益增长,传统交通管理模式已显得力不从心,拥堵、污染、事故等问题层出不穷,严重制约了城市的发展步伐。 本书《城市脉搏:智慧交通系统构想与实践》正是诞生于这样的时代背景之下,旨在深入探索如何利用前沿科技手段,构建一套更加智能、高效、人性化的城市交通管理与控制体系。我们并非重复过往的陈词滥调,而是致力于勾勒一幅未来交通的美好蓝图,并在此基础上,系统梳理实现这一蓝图的关键技术、核心理念与实践路径。 本书的内容并非对现有某本特定书籍的照搬,而是凝聚了作者在城市交通规划、信息技术、系统工程、大数据分析等多个领域交叉融合的思考与洞察。我们力求在理论高度与实践深度之间找到最佳平衡点,既能为交通领域的决策者、规划者提供宏观战略指导,也能为一线工程师、开发者提供可操作的技术参考。 我们将深入剖析智慧交通的内涵,从宏观的城市交通战略布局,到微观的交通信号控制优化;从海量数据的采集与分析,到复杂的交通流预测与诱导;从传统基础设施的智能化改造,到新兴技术在交通领域的融合应用,力求展现一个全面、立体的智慧交通生态系统。 本书的出版,我们希望能够激发现有交通管理与控制领域的一些新思考,为构建更安全、更环保、更便捷的城市交通出行环境贡献一份力量。 第一章 城市交通的时代挑战与智慧转型 本章将首先审视当前城市交通面临的严峻挑战。我们将从人口增长、城市扩张、出行需求变化等宏观角度,分析交通拥堵、能源消耗、环境污染、安全隐患等一系列问题对城市可持续发展造成的负面影响。随后,我们将聚焦于传统交通管理模式的局限性,例如信息滞后、决策粗放、响应迟缓等,指出其在应对日益复杂的交通状况时的不足。 在此基础上,本章将深入阐述“智慧交通”这一概念的时代意义和发展趋势。我们认为,智慧交通并非简单的技术叠加,而是一种全新的交通管理和服务理念,其核心在于通过信息技术的深度应用,实现交通系统的智能化感知、精准化分析、协同化控制和人性化服务。我们将探讨智慧交通在提升交通效率、缓解拥堵、减少污染、保障安全、优化出行体验等方面的潜力,并勾勒出智慧交通系统发展演进的宏观框架。 最后,本章将为后续章节的学习奠定基础,明确智慧交通系统构建的关键要素,包括数据支撑、平台建设、技术赋能、应用场景等,引导读者对智慧交通的未来发展方向产生初步的认知。 第二章 智慧交通信息采集与感知体系构建 本章将重点关注智慧交通的“眼睛”和“耳朵”——信息采集与感知体系。我们将系统梳理当前主流的交通信息采集技术,包括但不限于: 传感器技术: 详细介绍地感线圈、视频检测器、微波检测器、雷达传感器、激光雷达等在路面信息采集中的应用,分析各自的优缺点、适用场景及部署方式。 通信技术: 探讨各类通信技术在交通信息传输中的作用,包括有线通信、无线通信(如4G/5G、Wi-Fi)、低功耗广域网(LoRa)等,以及它们在支持实时数据传输和设备互联互通中的关键性。 车载设备与移动通信: 分析GPS/北斗导航系统、OBD设备、智能手机、车载传感器等在获取车辆轨迹、行驶速度、驾驶行为等信息中的应用,以及通过众包方式汇聚海量出行数据的潜力。 大数据与云计算: 阐述如何利用大数据和云计算技术,对来自不同源头的海量异构交通数据进行存储、管理、清洗和初步处理,为后续的深度分析奠定基础。 地理信息系统(GIS)与遥感技术: 介绍GIS在交通基础设施建模、空间分析、路网可视化等方面的应用,以及遥感技术在宏观交通监测、城市扩张影响评估等方面的作用。 我们将深入探讨如何构建一个全面、实时、准确的交通信息采集与感知网络,覆盖路网、车辆、行人、环境等各个维度,为交通管理提供坚实的数据支撑。 第三章 交通大数据分析与智能决策 在海量交通数据的基础上,本章将深入探讨如何进行有效的交通大数据分析,并在此基础上实现智能决策。我们将重点介绍以下关键技术与方法: 交通流理论与建模: 复习经典的交通流理论,并在此基础上介绍如何利用现代统计学、机器学习等方法,构建更精细化的交通流模型,以准确描述交通拥堵的形成机理。 交通状态监测与评价: 介绍如何利用采集到的数据,实时监测交通拥堵指数、行程时间、通行能力、事故率等关键交通运行指标,并建立科学的评价体系。 交通拥堵预测: 重点阐述基于历史数据、实时数据以及天气、节假日等外部因素的交通拥堵预测模型,包括时间序列分析、深度学习(如LSTM、GRU)、图神经网络等算法的应用,以实现短期、中期、长期的交通拥堵预测。 出行需求分析与预测: 介绍如何通过对出行OD(Origin-Destination)数据的分析,预测不同区域、不同时间的出行需求变化,为交通资源的优化配置提供依据。 智能信号控制优化: 深入探讨如何利用仿真技术和机器学习算法,实现交通信号灯的智能配时优化,例如基于强化学习的自适应信号控制、区域协调控制等,以最小化车辆延误和停车次数。 交通诱导与信息发布: 介绍如何根据实时交通状况和预测结果,通过可变信息标志(VMS)、导航APP、广播等多种渠道,向出行者提供精准的路线诱导、拥堵信息、停车信息等,引导交通流量的均衡分布。 本章旨在揭示大数据在交通领域的价值,展示如何将原始数据转化为有价值的信息和智能决策,最终指导交通系统的优化运行。 第四章 智慧交通系统架构与关键技术 本章将聚焦于智慧交通系统的整体架构设计以及支撑这些架构的关键技术。我们将构建一个分层、模块化的系统框架,并逐一剖析其中的核心组件: 感知层: 再次强调其作为数据源头的重要性,并与其他章节呼应。 网络层: 讨论构建高效、可靠的交通通信网络的重要性,包括有线与无线网络的融合、低延迟通信技术的应用等。 平台层(数据与计算): 重点介绍智慧交通云平台、大数据处理平台、人工智能计算平台等核心支撑系统的设计理念与关键技术,例如分布式计算、数据湖、实时流处理等。 应用层: 详细介绍智慧交通的各类应用场景,包括但不限于: 智能交通信号控制系统: 详细阐述其工作原理、算法模型与部署方式。 交通流量监测与管理系统: 介绍如何实现对路网交通流的实时监控、异常检测与流量调控。 交通事件检测与应急响应系统: 探讨如何快速检测交通事故、拥堵等突发事件,并启动应急预案,协调救援资源。 出行信息服务系统: 介绍如何整合各类交通信息,为用户提供个性化、多模态的出行规划和实时导航。 公共交通优先系统: 阐述如何通过智能技术,实现公交车辆的优先通行,提升公共交通吸引力。 停车诱导与管理系统: 介绍如何利用传感器和大数据,实现停车位的实时监测、信息发布和智能化管理。 车路协同(V2X)技术: 介绍V2X技术的基本原理、发展阶段(V2V, V2I, V2P, V2N),及其在提升交通安全、效率方面的巨大潜力,例如前方碰撞预警、交叉口碰撞预警、绿波通行协调等。 安全与隐私保障: 强调在构建智慧交通系统过程中,数据安全和用户隐私保护的重要性,介绍相关的技术措施和管理规范。 本章将为读者提供一个清晰的智慧交通系统蓝图,并深入讲解支撑这一蓝图的技术基石。 第五章 智慧交通的典型场景与未来展望 本章将通过具体的应用场景,生动展现智慧交通系统的实际价值,并对智慧交通的未来发展趋势进行展望。 智慧城市交通枢纽: 探讨如何将智慧交通技术应用于机场、火车站、地铁站等交通枢纽,实现客流、车流的智能引导与协调,提升旅客出行体验。 智能高速公路管理: 介绍高速公路拥堵预测、收费优化、交通事件管理、车路协同等方面的应用,以及如何提升高速公路的通行效率和安全性。 智慧公交系统: 深入探讨智能调度、实时到站预报、乘客信息服务、公交优先信号控制等在提升公交服务水平方面的应用。 自动驾驶与智慧交通的融合: 分析自动驾驶技术对智慧交通系统的影响,以及智慧交通平台如何为自动驾驶提供支持,共同构建更安全的交通环境。 绿色交通与可持续发展: 探讨智慧交通在促进新能源汽车普及、优化能源利用、减少碳排放等方面的作用,以及如何构建更环保的交通体系。 共享出行与智慧交通: 分析网约车、共享单车等新型出行方式与智慧交通系统的协同,以及如何通过数据分析优化资源配置。 最后,本章将对智慧交通的未来发展进行展望,预测新兴技术(如人工智能、区块链、数字孪生等)在智慧交通领域的潜在应用,以及智慧交通系统在构建未来智慧城市中的关键作用。我们将强调,智慧交通的最终目标是实现人本、高效、安全、绿色的城市出行,为每一位城市居民带来更美好的生活。 结语 《城市脉搏:智慧交通系统构想与实践》的成书,源于我们对城市交通发展未来趋势的深刻洞察,以及对科技赋能交通改革的坚定信念。本书的内容并非对现有任何一本特定书籍的简单复制,而是基于对城市交通领域长期观察、研究与思考的融会贯通。我们希望,本书能够成为您理解和探索智慧交通领域的一扇窗,为您提供有益的启发与实用的参考。智慧交通的征程任重道远,我们期待与您携手,共同跳动城市发展的澎湃脉搏。