交通控制信息物理系统导论

　　本书以信息为第一角度观察道路交通系统构成要素作用关系与运行调节过程，分析信息及其计算在解决交通运行难题中发挥关键作用的机制，探讨信息物理系统相关理论在交通管理与控制中的应用。从交通、信息、进程、融合、数据、模型、计算、控制、行为等概念出发，解析交通自动控制、交通系统控制和交通行为控制中的交通进程与计算进程的关系。面向现代交通对安全、高效的控制需求，在电子技术网络空间中建立可计算的虚拟交通系统，借助交通系统运行的信息采集转化技术、交通计算信息的效用化手段等，实现交通与信息多形式、多层次、多时序的融合，构建信息主导、计算驱动的交通控制信息物理系统，使交通系统运行可控、可信、可靠。 本书可供交通管理与控制相关方向的研究人员和学者等参考阅读。

　　作者石建军长期从事交通管理与控制、交通行为与控制理论和道路交通控制技术手段等方面的研究、技术开发和教学工作，承担多项国家重点基础研究发展计划、国家高技术研究发展计划、北京市自然科学基金等项目课题，编写专著教材4部，论文60余篇，获专利授权九项，取得一批研究成果并获多项省部级奖励。作者吴旭从事通信信息理论与技术、交通数据信息计算和交通检测技术开发应用研究，获得多项***奖励。作者陈阳舟从事多智能体网络与混杂动态系统的建模与控制、控制决策仿真优化等科学研究和教学工作，承担多项国家高技术研究发展计划、自然科学基金等项目，取得多项创新性成果，出版相关专著教材十余部，论文80余篇，获教育部、北京市等多项奖励。

目录
第1章 绪论\t001
1．1 信息物理系统的产生与信息特征\t001
1．1．1 信息物理系统的产生\t001
1．1．2 人造大型工程系统的设计与运行管理\t003
1．1．3 信息物理系统的信息特征\t004
1．1．4 信息物理系统与电子信息技术\t006
1．2 信息物理系统交通研究应用\t009
1．2．1 信息物理系统研究面向应用\t009
1．2．2 交通系统运行面临的问题\t010
1．2．3 交通对信息物理系统研究的需求\t014
1．3 交通系统运行分析研究的角度\t015
第2章 交通系统与运行控制\t022
2．1 交通系统运行及控制\t022
2．1．1 交通系统运行与控制关系\t022
2．1．2 交通控制面向的问题与目标层次\t024
2．1．3 交通控制的类型\t025
2．1．4 道路交通系统管理信息化\t026
2．2 交通系统控制论模型\t028
2．3 交通控制信息论模型\t034
2．3．1 交通控制信息论模型描述\t034
2．3．2 交通控制对象的信息特性\t037
第3章 交通信息物理系统架构\t040
3．1 道路交通信息物理系统的构成\t040
3．2 交通控制信息物理系统\t043
3．2．1 交通信息物理系统的特点\t045
3．2．2 交通控制信息物理系统模型\t046
3．3 信息进程与交通进程的融合\t050
3．3．1 多源数据的融合\t051
3．3．2 信息进程与交通进程编织融合方法\t052
3．3．3 信息进程与交通进程滚动融合方法\t055
3．4 交通信息物理系统评价\t057
3．4．1 交通系统运行管控的评价角度\t057
3．4．2 信息流动性指数\t058
3．4．3 计算强度指数\t060
3．4．4 融合度指数\t062
第4章 信息的概念与交通信息\t065
4．1 信息相关概念\t065
4．1．1 信息的一般定义\t065
4．1．2 信息的基本特性\t069
4．1．3 全信息的概念与构成\t071
4．1．4 信息量的表达\t074
4．2 信息过程\t076
4．2．1 基本信息过程\t076
4．2．2 信息过程与系统控制\t078
4．2．3 信息过程与行为控制\t080
4．3 信息与智能\t081
4．3．1 智能的概念\t081
4．3．2 信息与自然智能\t082
4．3．3 信息与人工智能\t083
4．3．4 智能交通与信息\t084
4．4 交通信息\t086
4．4．1 交通信息普遍存在\t086
4．4．2 交通信息分类\t087
4．4．3 交通信息的特点\t091
第5章 交通控制系统模型描述\t094
5．1 交通系统模型表达\t094
5．2 道路网络模型\t096
5．3 交通控制与诱导模型\t101
5．3．1 城市交通控制系统模型简介\t101
5．3．2 城市交通诱导模型与主要算法\t103
5．4 微观交通模型\t104
5．5 居民出行行为模型\t106
5．6 计算建模（仿真建模）\t109
5．6．1 Modelica语言的基本特征\t109
5．6．2 OpenModelica基本组成模块\t111
5．6．3 交通信息物理系统单元模块实现\t112
5．7 模型算法及有效性分析\t117
5．7．1 模型算法\t117
5．7．2 模型有效性分析\t120
第6章 计算与计算交通系统\t123
6．1 机器计算\t123
6．1．1 机器计算与计算水平\t123
6．1．2 电子计算机的发展\t126
6．1．3 计算能力\t128
6．2 云计算交通信息\t130
6．2．1 云计算技术\t130
6．2．2 交通云计算建构信息计算服务体制\t132
6．2．3 交通信息云计算与交通进程融合\t135
6．3 计算交通系统\t137
6．3．1 赛博空间与交通\t137
6．3．2 计算交通系统的概念\t139
6．3．3 内化计算结构\t141
6．3．4 外化开放结构\t144
6．3．5 计算交通系统应用\t148
第7章 交通数据信息\t152
7．1 交通系统进程数据描述\t152
7．1．1 交通进程时间参照数据\t153
7．1．2 交通进程地点参照数据\t155
7．1．3 交通进程事件参照数据\t156
7．2 交通进程数据采集\t160
7．2．1 交通进程地点描述数据的采集\t160
7．2．2 交通进程时间描述数据的采集\t162
7．2．3 基于传感网的泛在化数据采集\t164
7．3 交通信息物理系统的信息提取\t166
7．3．1 交通信息物理系统中的数据处理\t167
7．3．2 交通信息物理系统的信息需求\t170
7．3．3 交通信息提取层次与方法\t172
7．3．4 交通大数据信息提取与计算\t176
7．4 感知交通行为进程\t177
7．4．1 公共交通出行感知\t178
7．4．2 驾驶行为进程感知\t181
第8章 交通控制系统信息进程\t183
8．1 交通信号自动控制系统\t183
8．1．1 交通信号控制信息指令的建立\t183
8．1．2 交通信号灯控制装置的信息分析\t185
8．1．3 信号灯控制指令信息效用化\t190
8．2 交通控制进程与信息进程融合\t193
8．3 交通信号系统控制信息分析\t199
第9章 交通行为与信息进程融合\t203
9．1 交通行为主体信息特性\t203
9．1．1 交通人信息特性\t203
9．1．2 交通控制信息的行为控制\t208
9．1．3 交通控制信息对交通行为的控制作用\t209
9．1．4 交通指导信息对交通行为的控制作用\t211
9．1．5 交通运行信息导致交通行为动态调整\t213
9．2 行为进程与信息融合的关系\t214
9．2．1 行为的重要信息特性\t214
9．2．2 信息过程和行为过程融合的层次\t216
9．2．3 社会行为的一般信息过程\t218
9．3 信息融合与交通行为控制技术\t219
9．3．1 交通行为控制技术特征\t219
9．3．2 不良驾驶行为控制与信息融合\t220
9．3．3 不良驾驶行为控制系统中的信息融合应用\t224
参考文献\t230