內容簡介
《交通管理與控製(第二版)》在第一版的基礎上進行修訂,主要介紹如何在小化改變既有交通基礎設施條件下,運用交通法規或政策措施、工程設計規範和行業標準、交通信號控製方法等方麵理論方法和工程技術,實現道路交通係統的安全、有序、通暢和可持續發展等目標。全書共12章,主要內容包括:交通需求管理和係統管理、交通管理法規及標誌標綫、機動車交通運行管理、慢行交通管理、停車交通管理、平麵交叉口管理、單點交叉口信號控製基礎、單點交叉口信號控製分析、乾綫交叉口信號協調控製、區域交叉口信號協調控製、高速公路交通管理與控製。
《交通管理與控製(第二版)》采用紙質與數字化教學資源相結閤的形式進行製作,既可作為高等院校交通工程專業的必修課程教材,也可作為交通運輸類相關專業選修課程教材,並可供從事專業交通運輸規劃與管理的工程技術人員參考使用。
內頁插圖
目錄
第1章 緒論
1.1 交通管理與控製的概念、目的與作用
1.2 交通管理與控製的主要內容與重點
1.3 交通管理與控製的演變與發展
1.4 交通管理與控製的主要原則
習題及思考題
本章參考文獻
第2章 交通需求管理和係統管理
2.1 交通需求管理的含義、目的及意義
2.2 交通需求管理策略
2.3 交通需求管理規劃
2.4 交通需求管理計劃
2.5 交通需求管理與公眾參與
2.6 交通需求管理的實施保障
2.7 交通係統管理
2.8 交通管理效果評價
習題及思考題
本章參考文獻
第3章 交通管理法規及標誌標綫
3.1 全局性管理與局部性管理
3.2 交通法規及其內容
3.3 道路交通標誌和標綫
3.4 其他交通管理設施
習題及思考題
本章參考文獻
第4章 機動車交通運行管理
4.1 道路的主要功能及分類
4.2 機動車速管理
4.3 機動車運行方嚮管理
4.4 機動車道交通管理
4.5 常規公共交通優先通行管理
習題及思考題
本章參考文獻
第5章 慢行交通管理
5.1 步行交通管理
5.2 自行車交通管理
習題及思考題
本章參考文獻
第6章 停車交通管理
6.1 停車設施類型劃分及特徵指標
6.2 機動車停車設施供需平衡管理方法
6.3 機動車路內停車設施管理方法
6.4 路外停車設施交通管理方法
6.5 機動車停車設施的信息化管理
習題及思考題
本章參考文獻
第7章 平麵交叉口管理
7.1 平麵交叉口的類型劃分及交通管理原則
7.2 平麵交叉口功能區界定
7.3 平麵交叉口渠化方法
習題及思考題
本章參考文獻
第8章 單點交叉口信號控製基礎
8.1 單點交叉口信號控製基本要求
8.2 單點交叉口的基本信號控製設計
8.3 單點交叉口早啓遲斷式信號控製
8.4 單點交叉口感應式信號控製
8.5 其他類型信號交叉口
習題及思考題
本章參考文獻
第9章 單點交叉口信號控製分析
9.1 復雜的飽和流率分析
9.2 通行能力分析
9.3 延誤分析與服務水平
9.4 主要信號控製設計參數的測量方法
習題及思考題
本章參考文獻
第10章 乾綫交叉口信號協調控製
10.1 基本概念
10.2 協調控製的理想時差
10.3 單嚮行駛道路的協調控製
10.4 雙嚮行駛道路和道路網絡協調控製
10.5 帶寬的概念及最大帶寬
10.6 協調控製的方式選擇策略
10.7 雙嚮協調控製係統時差的確定方法
習題及思考題
本章參考文獻
第11章 區域交叉口信號協調控製
11.1 區域信號控製基本原理
11.2 典型定時式脫機控製係統——TRANSYT係統
11.3 典型方案選擇式區域協調控製係統——SCATS係統
11.4 典型方案生成式區域協調控製係統——SCOOT係統
11.5 集方案生成和方案選擇於一體的區域協調控製係統——ACTRA控製係統
習題及思考題
本章參考文獻
第12章 高速公路交通管理與控製
12.1 高速公路交通管理與控製的主要內容
12.2 高速公路交通管理與控製方法
習題及思考題
本章參考文獻
附錄本書配套數字教學資源
前言/序言
交通管理與控製是交通工程學的重要組成部分之一,主要研究如何在最小化改變既有交通基礎設施條件下,通過交通法規或行政管理、工程技術、交通信號控製技術等方麵的綜閤技術應用,實現交通係統的安全、有序、通暢和可持續發展等目標。
隨著社會發展和科技進步,交通管理與控製的技術手段也在不斷更新。本書在參考國內外優秀教材和著作成果的基礎上,形成編寫內容的主要特色包括:
(1)教材整體結閤編寫單位近年承擔的國傢自然科學基金項目、國傢“863計劃”、國傢科技支撐計劃、地方工程應用項目等多個科研項目所取得的成果,大幅度豐富瞭傳統交通管理教材中的“交通需求管理、機動車行車管理、行人和自行車交通管理、停車交通管理、平麵交叉口管理”等方麵的內容,重點體現成熟理論方法和最新科研成果相結閤。
(2)在交通管理部分,總結與融人瞭我國近年來最新頒布的與道路交通管理與控製相關的規範和技術標準,如2009年發布的《道路交通標誌和標綫》(GB5768-2009)、《城市道路路內停車泊位設置規範》(GA/T850-2009),2010年發布的《城市道路交叉口設計規程》(CJJ152-2010)、《城市道路交叉口規劃規範》(GB50647-2011)等。同時結閤大量國外參考文獻,對相關規範和標準進行瞭補充,以保證讀者能夠結閤最新的技術要求進行內容的學習。
(3)在交通控製部分,側重增加與單點交叉口信號控製、乾綫交叉口協調控製相關的基本參數、基本理論的計算方法,並設計瞭大量的計算例題和課後習題,為學生基本知識的掌握和工程應用能力的強化提供幫助。
(4)針對本書中的重點、難點章節,製作瞭與之配套的數字教學資源(包括教學錄像、輔助視頻、三維動畫三種形式),讀者可通過掃描相應的二維碼進行觀看,輔助交通管理與控製相關理論方法與工程實踐的深入理解。
《城市脈搏:智慧交通係統構想與實踐》 前言 在現代都市的飛速發展中,交通如同城市的生命綫,其暢通與否直接關係到經濟的繁榮、生活的便利以及環境的可持續性。然而,隨著城市化進程的不斷加速,車輛保有量的激增、齣行需求的日益增長,傳統交通管理模式已顯得力不從心,擁堵、汙染、事故等問題層齣不窮,嚴重製約瞭城市的發展步伐。 本書《城市脈搏:智慧交通係統構想與實踐》正是誕生於這樣的時代背景之下,旨在深入探索如何利用前沿科技手段,構建一套更加智能、高效、人性化的城市交通管理與控製體係。我們並非重復過往的陳詞濫調,而是緻力於勾勒一幅未來交通的美好藍圖,並在此基礎上,係統梳理實現這一藍圖的關鍵技術、核心理念與實踐路徑。 本書的內容並非對現有某本特定書籍的照搬,而是凝聚瞭作者在城市交通規劃、信息技術、係統工程、大數據分析等多個領域交叉融閤的思考與洞察。我們力求在理論高度與實踐深度之間找到最佳平衡點,既能為交通領域的決策者、規劃者提供宏觀戰略指導,也能為一綫工程師、開發者提供可操作的技術參考。 我們將深入剖析智慧交通的內涵,從宏觀的城市交通戰略布局,到微觀的交通信號控製優化;從海量數據的采集與分析,到復雜的交通流預測與誘導;從傳統基礎設施的智能化改造,到新興技術在交通領域的融閤應用,力求展現一個全麵、立體的智慧交通生態係統。 本書的齣版,我們希望能夠激發現有交通管理與控製領域的一些新思考,為構建更安全、更環保、更便捷的城市交通齣行環境貢獻一份力量。 第一章 城市交通的時代挑戰與智慧轉型 本章將首先審視當前城市交通麵臨的嚴峻挑戰。我們將從人口增長、城市擴張、齣行需求變化等宏觀角度,分析交通擁堵、能源消耗、環境汙染、安全隱患等一係列問題對城市可持續發展造成的負麵影響。隨後,我們將聚焦於傳統交通管理模式的局限性,例如信息滯後、決策粗放、響應遲緩等,指齣其在應對日益復雜的交通狀況時的不足。 在此基礎上,本章將深入闡述“智慧交通”這一概念的時代意義和發展趨勢。我們認為,智慧交通並非簡單的技術疊加,而是一種全新的交通管理和服務理念,其核心在於通過信息技術的深度應用,實現交通係統的智能化感知、精準化分析、協同化控製和人性化服務。我們將探討智慧交通在提升交通效率、緩解擁堵、減少汙染、保障安全、優化齣行體驗等方麵的潛力,並勾勒齣智慧交通係統發展演進的宏觀框架。 最後,本章將為後續章節的學習奠定基礎,明確智慧交通係統構建的關鍵要素,包括數據支撐、平颱建設、技術賦能、應用場景等,引導讀者對智慧交通的未來發展方嚮産生初步的認知。 第二章 智慧交通信息采集與感知體係構建 本章將重點關注智慧交通的“眼睛”和“耳朵”——信息采集與感知體係。我們將係統梳理當前主流的交通信息采集技術,包括但不限於: 傳感器技術: 詳細介紹地感綫圈、視頻檢測器、微波檢測器、雷達傳感器、激光雷達等在路麵信息采集中的應用,分析各自的優缺點、適用場景及部署方式。 通信技術: 探討各類通信技術在交通信息傳輸中的作用,包括有綫通信、無綫通信(如4G/5G、Wi-Fi)、低功耗廣域網(LoRa)等,以及它們在支持實時數據傳輸和設備互聯互通中的關鍵性。 車載設備與移動通信: 分析GPS/北鬥導航係統、OBD設備、智能手機、車載傳感器等在獲取車輛軌跡、行駛速度、駕駛行為等信息中的應用,以及通過眾包方式匯聚海量齣行數據的潛力。 大數據與雲計算: 闡述如何利用大數據和雲計算技術,對來自不同源頭的海量異構交通數據進行存儲、管理、清洗和初步處理,為後續的深度分析奠定基礎。 地理信息係統(GIS)與遙感技術: 介紹GIS在交通基礎設施建模、空間分析、路網可視化等方麵的應用,以及遙感技術在宏觀交通監測、城市擴張影響評估等方麵的作用。 我們將深入探討如何構建一個全麵、實時、準確的交通信息采集與感知網絡,覆蓋路網、車輛、行人、環境等各個維度,為交通管理提供堅實的數據支撐。 第三章 交通大數據分析與智能決策 在海量交通數據的基礎上,本章將深入探討如何進行有效的交通大數據分析,並在此基礎上實現智能決策。我們將重點介紹以下關鍵技術與方法: 交通流理論與建模: 復習經典的交通流理論,並在此基礎上介紹如何利用現代統計學、機器學習等方法,構建更精細化的交通流模型,以準確描述交通擁堵的形成機理。 交通狀態監測與評價: 介紹如何利用采集到的數據,實時監測交通擁堵指數、行程時間、通行能力、事故率等關鍵交通運行指標,並建立科學的評價體係。 交通擁堵預測: 重點闡述基於曆史數據、實時數據以及天氣、節假日等外部因素的交通擁堵預測模型,包括時間序列分析、深度學習(如LSTM、GRU)、圖神經網絡等算法的應用,以實現短期、中期、長期的交通擁堵預測。 齣行需求分析與預測: 介紹如何通過對齣行OD(Origin-Destination)數據的分析,預測不同區域、不同時間的齣行需求變化,為交通資源的優化配置提供依據。 智能信號控製優化: 深入探討如何利用仿真技術和機器學習算法,實現交通信號燈的智能配時優化,例如基於強化學習的自適應信號控製、區域協調控製等,以最小化車輛延誤和停車次數。 交通誘導與信息發布: 介紹如何根據實時交通狀況和預測結果,通過可變信息標誌(VMS)、導航APP、廣播等多種渠道,嚮齣行者提供精準的路綫誘導、擁堵信息、停車信息等,引導交通流量的均衡分布。 本章旨在揭示大數據在交通領域的價值,展示如何將原始數據轉化為有價值的信息和智能決策,最終指導交通係統的優化運行。 第四章 智慧交通係統架構與關鍵技術 本章將聚焦於智慧交通係統的整體架構設計以及支撐這些架構的關鍵技術。我們將構建一個分層、模塊化的係統框架,並逐一剖析其中的核心組件: 感知層: 再次強調其作為數據源頭的重要性,並與其他章節呼應。 網絡層: 討論構建高效、可靠的交通通信網絡的重要性,包括有綫與無綫網絡的融閤、低延遲通信技術的應用等。 平颱層(數據與計算): 重點介紹智慧交通雲平颱、大數據處理平颱、人工智能計算平颱等核心支撐係統的設計理念與關鍵技術,例如分布式計算、數據湖、實時流處理等。 應用層: 詳細介紹智慧交通的各類應用場景,包括但不限於: 智能交通信號控製係統: 詳細闡述其工作原理、算法模型與部署方式。 交通流量監測與管理係統: 介紹如何實現對路網交通流的實時監控、異常檢測與流量調控。 交通事件檢測與應急響應係統: 探討如何快速檢測交通事故、擁堵等突發事件,並啓動應急預案,協調救援資源。 齣行信息服務係統: 介紹如何整閤各類交通信息,為用戶提供個性化、多模態的齣行規劃和實時導航。 公共交通優先係統: 闡述如何通過智能技術,實現公交車輛的優先通行,提升公共交通吸引力。 停車誘導與管理係統: 介紹如何利用傳感器和大數據,實現停車位的實時監測、信息發布和智能化管理。 車路協同(V2X)技術: 介紹V2X技術的基本原理、發展階段(V2V, V2I, V2P, V2N),及其在提升交通安全、效率方麵的巨大潛力,例如前方碰撞預警、交叉口碰撞預警、綠波通行協調等。 安全與隱私保障: 強調在構建智慧交通係統過程中,數據安全和用戶隱私保護的重要性,介紹相關的技術措施和管理規範。 本章將為讀者提供一個清晰的智慧交通係統藍圖,並深入講解支撐這一藍圖的技術基石。 第五章 智慧交通的典型場景與未來展望 本章將通過具體的應用場景,生動展現智慧交通係統的實際價值,並對智慧交通的未來發展趨勢進行展望。 智慧城市交通樞紐: 探討如何將智慧交通技術應用於機場、火車站、地鐵站等交通樞紐,實現客流、車流的智能引導與協調,提升旅客齣行體驗。 智能高速公路管理: 介紹高速公路擁堵預測、收費優化、交通事件管理、車路協同等方麵的應用,以及如何提升高速公路的通行效率和安全性。 智慧公交係統: 深入探討智能調度、實時到站預報、乘客信息服務、公交優先信號控製等在提升公交服務水平方麵的應用。 自動駕駛與智慧交通的融閤: 分析自動駕駛技術對智慧交通係統的影響,以及智慧交通平颱如何為自動駕駛提供支持,共同構建更安全的交通環境。 綠色交通與可持續發展: 探討智慧交通在促進新能源汽車普及、優化能源利用、減少碳排放等方麵的作用,以及如何構建更環保的交通體係。 共享齣行與智慧交通: 分析網約車、共享單車等新型齣行方式與智慧交通係統的協同,以及如何通過數據分析優化資源配置。 最後,本章將對智慧交通的未來發展進行展望,預測新興技術(如人工智能、區塊鏈、數字孿生等)在智慧交通領域的潛在應用,以及智慧交通係統在構建未來智慧城市中的關鍵作用。我們將強調,智慧交通的最終目標是實現人本、高效、安全、綠色的城市齣行,為每一位城市居民帶來更美好的生活。 結語 《城市脈搏:智慧交通係統構想與實踐》的成書,源於我們對城市交通發展未來趨勢的深刻洞察,以及對科技賦能交通改革的堅定信念。本書的內容並非對現有任何一本特定書籍的簡單復製,而是基於對城市交通領域長期觀察、研究與思考的融會貫通。我們希望,本書能夠成為您理解和探索智慧交通領域的一扇窗,為您提供有益的啓發與實用的參考。智慧交通的徵程任重道遠,我們期待與您攜手,共同跳動城市發展的澎湃脈搏。