道路交通控制理论体系研究

　　本书阐述了交通控制的本质问题、基础问题、系统性问题以及评价问题等四大问题，构建了道路交通控制理论体系框架。主要内容有：基于交通的本质定义了交通控制，进而根据定义及控制的涵义，对交通控制的目的及手段进行了明确，并对交通控制的研究范围、研究内容，以及交通控制的特点进行了论述。然后，从交通控制发展历史的角度阐述了交通控制的基本应用及其控制原理；基于路权及人因理论，阐述了交通控制的基础问题；从系统的角度，对交通控制系统内部的复杂关系进行了梳理；基于交通的特点，对交通控制评价问题进行了论述。后，从交通信息化及交通物联网发展的角度，阐述了未来交通控制需要重视的基础工作。

　　刘广萍，中国人民公安大学交通管理学院教授，硕士研究生导师，专业技术三级警监，中央和、中央企业第八批援疆干部。博士毕业于哈尔滨工业大学，主要研究方向：交通管理与控制、交通安全教育。参加国家自然科学基金项目1项，省部级科研项目4项，主持和参加校级项目7项，其它横向项目5项；著作2部，主编教材1部，参编教材5部；在靠前会议和核心刊物发表学术论文20余篇。曾获省级高等教育教学成果一等奖，论文征文校级二等奖，学校教学比赛三等奖。

导言 1
目录 I
1交通控制的基础概念 1
1.1交通 1
1.2系统 4
1.3模型 7
1.4控制 8
2交通控制的本质问题 14
2.1交通控制的理解 14
2.2交通控制的研究范围 16
2.3交通控制的手段 16
2.4交通控制的特点 17
2.5交通控制的强度 18
2.6交通控制与交通信号控制 19
2.7交通控制与交通组织 19
2.8交通控制与交通管理 20
2.9本章小结 21
3交通控制的基本应用 22
3.1交叉口范围 22
3.2交叉口交通问题 24
3.3交叉口交通控制原理与方法 30
3.4 交叉口交通控制的级别 36
3.5本章小结 39
4交通控制的基础问题 40
4.1路权问题 40
4.2静态交通控制的基础问题 43
4.3动态交通控制的基础问题 49
4.4本章小结 90
第5章交通控制的系统性问题 92
5.1交通控制中的三大系统性问题 92
5.2交通控制中的关系问题 98
5.3交通控制中的基本协调问题 100
5.4本章小结 109
6交通控制的评价问题 110
6.1评价问题的基本内容 110
6.2交通控制评价问题的认识 119
6.3交通控制相关评价指标分类框架 122
6.4 交通控制评价指标算例 128
6.5本章小节 145
7交通控制设施的建档问题 146
7.1交通控制设施建档问题的提出 146
7.2交通控制设施建档研究内容 147
7.3交通控制设施未来发展趋势畅想 148
7.4本章小结 152
附录 153
A冲突点公式的证明 153
B饱和流率的模型计算方法 155
C线性插值公式 158
D交通信号控制方案设计案例 160
参考文献 1
导言 1
目录 I
1交通控制的基础概念 1
1.1交通 1
1.2系统 4
1.2.1系统的概念 4
1.2.2系统思维 6
1.3模型 7
1.4控制 8
1.4.1控制的涵义 8
1.4.2控制系统 8
1.4.3控制 12
1.4.4自适应控制 12
1.4.5智能控制 12
2交通控制的本质问题 14
2.1交通控制的理解 14
2.1.1宏观层面的交通控制 14
2.1.2中观层面的交通控制 14
2.1.3微观层面的交通控制 15
2.2交通控制的研究范围 16
2.3交通控制的手段 16
2.4交通控制的特点 17
2.5交通控制的强度 18
2.6交通控制与交通信号控制 19
2.7交通控制与交通组织 19
2.8交通控制与交通管理 20
2.9本章小结 21
3交通控制的基本应用 22
3.1交叉口范围 22
3.1.1交叉口形式 22
3.1.2交叉口功能区 22
3.2交叉口交通问题 24
3.2.1交叉口交通运行特点 24
3.2.2交叉口交通冲突分类 25
3.2.3交通冲突的严重性 29
3.3交叉口交通控制原理与方法 30
3.3.1采用交通标志进行交通控制 30
3.3.2采用交通标线进行交通控制 32
3.3.3采用交通信号灯进行交通控制 34
3.3.4采用环形交叉口进行交通控制 36
3.3.5采用交通法规进行交通控制 36
3.3.6不同交通控制方法的结合 36
3.4 交叉口交通控制的级别 36
3.4.1交叉口类型梳理 37
3.4.2交叉口交通控制级别的确定 38
3.5本章小结 39
4交通控制的基础问题 40
4.1路权问题 40
4.1.1路权的概念 40
4.1.2路权与交通控制 42
4.2静态交通控制的基础问题 43
4.2.1交通标志和标线的交通控制作用 44
4.2.2交通标志和标线设置中的人因理论 46
4.2.3交通标志和标线的交通控制特点 49
4.3动态交通控制的基础问题 49
4.3.1相位与阶段 50
4.3.1.1相位 50
4.3.1.2阶段 53
4.3.1.3 NEMA相位 55
4.3.2进口道与车道组 56
4.3.3两难困境问题 57
4.3.4绿灯间隔矩阵 60
4.3.4.1交通流之间的基本关系 61
4.3.4.2交通流之间的绿灯间隔矩阵 63
4.3.4.3信号组之间的绿灯间隔矩阵 63
4.3.5饱和流率 65
4.3.5.1饱和流率的定义 65
4.3.5.2饱和流率的观测 66
4.3.5.3饱和流率与通行能力 71
4.3.5.4饱和流率与流率比 72
4.3.5.5饱和流率与饱和度 72
4.3.6信号周期 73
4.3.6.1周期有效绿灯时间 73
4.3.6.2周期绿信比 74
4.3.6.3关键车道组 74
4.3.6.4信号周期的计算公式 75
4.3.7流率比的计算问题 78
4.3.7.1合用车道饱和流率的估算 79
4.3.7.2基于直行当量的流率比的估算 80
4.3.8相位差问题 84
4.3.8.1相位差与绿波带 84
4.3.8.2相位差交集[67] 87
4.3.8.3绿波带交集 88
4.3.9交通信号控制方式 89
4.4本章小结 90
第5章交通控制的系统性问题 92
5.1交通控制中的三大系统性问题 92
5.1.1交通标志的系统性设置问题 92
5.1.2交通标线的系统性设置问题 95
5.1.3交通信号灯控制的系统性问题 96
5.1.4交通控制网络体系 98
5.2交通控制中的关系问题 98
5.2.1交通控制中关系的系统化梳理 98
5.2.2交通控制中关系的处理方法 100
5.3交通控制中的基本协调问题 100
5.3.1交通控制中的基本协调问题分类 101
5.3.2交叉口交通控制中的基本协调问题 102
5.3.2.1交叉口交通标志和标线的协调设置原则 102
5.3.2.2交叉口交通信号灯控制中的协调问题 104
5.3.2.3交叉口交通信号控制协调问题的实现 105
5.4本章小结 109
6交通控制的评价问题 110
6.1评价问题的基本内容 110
6.1.1 评价的基本过程 110
6.1.2 评价指标体系 111
6.1.2.1评价指标体系的建立原则 111
6.1.2.2评价指标体系的建立过程 112
6.1.3 指标权重的确定方法 113
6.1.3.1直接评分法 114
6.1.3.2两两对比法 114
6.1.3.3比较矩阵法 115
6.2交通控制评价问题的认识 119
6.2.1 交通控制评价问题的分类 119
6.2.1.1按交通控制的手段分类 119
6.2.1.2按交通控制的范围分类 119
6.2.2 交通控制评价的指标问题 119
6.2.2.1从交通控制目的的角度看评价指标 120
6.2.2.2从系统的角度看评价指标 120
6.2.3 交通控制评价的主体问题 121
6.2.4交通控制评价结果的局限性 121
6.3交通控制相关评价指标分类框架 122
6.3.1 交通控制设施安全性评价 122
6.3.2 交通标志效用评价 123
6.3.3 交通信号控制评价 123
6.3.4 交通组织方案评价 126
6.3.5 交通运行状况评价 127
6.4 交通控制评价指标算例 128
6.4.1延误 128
6.4.2延误与饱和度 129
6.4.3延误模型 130
6.4.3.1稳态理论与欠饱和延误模型 130
6.4.3.2定数理论与过饱和延误模型 133
6.4.3.3过渡函数曲线与延误实用公式 135
6.4.5延误算例 139
6.5本章小节 145
7交通控制设施的建档问题 146
7.1交通控制设施建档问题的提出 146
7.1.1交通控制设施建档的必要性 146
7.1.2交通控制设施建档的意义 146
7.2交通控制设施建档研究内容 147
7.2.1交通控制设施建档理念 147
7.2.2交通控制设施档案内容的理解 147
7.2.3交通控制设施档案系统架构 148
7.3交通控制设施未来发展趋势畅想 148
7.3.1“走进物联网从信源开始”的观点 148
7.3.2交通控制设施的发展趋势展望 149
7.3.3交通控制设施数字化问题思考 151
7.4本章小结 152
附录 153
A冲突点公式的证明 153
A.1分流冲突点公式的证明 153
A.2交叉冲突点公式的证明 153
B饱和流率的模型计算方法 155
C线性插值公式 158
D交通信号控制方案设计案例 160
D.1相位对称的交通信号控制方案设计 161
D.2相位非对称的交通信号控制方案的设计 168
D.3交通信号控制方案的比较 174
参考文献 1