本書從數據補全、區(qū)域劃分和協調牽制控制策略三個方面研究了交通網絡先進控制技術。交通信號區(qū)域均衡控制的完整解決方案為交通信號區(qū)域協調控制提供了一些新的解決思路和實現路徑，對交通信號控制領域的理論研究和應用實踐具有一定的參考意義。
本書可為相關產業(yè)界、學術界、研究界人士提供參考，也可供交通行業(yè)等眾多相關行業(yè)人士閱讀參考，并可作為交通類相關專業(yè)本科生和研究生的教材。
本書將研究對象從交叉口擴展到道路網絡，進一步研究控制建模、區(qū)域劃分、控制算法和控制系統等典型問題
本書為交通信號區(qū)域協調控制提供了一些新的解決思路和實現路徑，對交通信號控制領域的理論研究和應用實踐具有一定的參考意義
本書可供交通行業(yè)等眾多相關行業(yè)人士閱讀參考，并可作為交通類相關專業(yè)本科生和研究生的教材
幾十年來，圍繞交通控制系統、信號控制設備、檢測設備等智能化發(fā)展方向，我國已形成了一系列的理論研究、技術應用和產品成果，但交通信號控制系統的控制模式并未發(fā)生根本性變化，該模式與當前智能時代的技術發(fā)展與應用需求難以匹配。城市交通控制本質上是控制問題，需要從控制理論與技術的視角進行研究、開發(fā)和產業(yè)化應用。
本書為本研究團隊系統闡述交通控制理論與技術的第二部專著。第一部專著從控制理論視角，對混合交通流交通狀態(tài)辨識和道路交叉口主動控制兩部分內容進行了詳細描述。本書將研究對象從交叉口擴展到道路網絡，進一步研究控制建模、區(qū)域劃分、控制算法和控制系統等典型問題。本書既是對以往研究的延續(xù)，也期望更深入探討城市交通信號控制的潛在問題和未來發(fā)展方向。
第1章概述，深入回顧交通控制的前世今生，重點綜述了交通信息補全、交通控制區(qū)域劃分、交通網絡控制、網絡牽制控制等國內外研究情況，深入分析城市道路交通控制當前存在的典型問題和未來發(fā)展方向。
第2章數據補全與估計，系統介紹了道路交通流量數據補全的相關研究，提出了基于GAN算法的交通流量數據補全方法和基于低占比浮動車數據的受控交叉口流量估計方法，為交通控制的數據完備性提供支撐。
第3章控制建模與區(qū)域劃分，提出了基于時空資源動態(tài)分配的交叉口模型，并研究了場景驅動的交叉口主動控制理論及方法。以此為基礎，擴展至道路網絡控制建模及區(qū)域動態(tài)劃分。
第4章控制算法與控制系統，介紹了子區(qū)均衡牽制控制策略和區(qū)域協調控制方法的相關理論，并基于此開發(fā)了交通信號控制系統的核心功能。
第5章應用案例，介紹了一些研究和實踐過程中的案例，包括具體到北京市石景山區(qū)楊莊東街交通綜合優(yōu)化改造、山東省濰坊市東風街綠波協調控制和城市道路路網區(qū)域智能控制的研究等。
最后，回顧已經開展的研究和實踐工作，并展望了未來發(fā)展。
本書雖然重點介紹了理論研究方面的一些內容，其實也是著者在城市道路交通控制領域10年經歷的回顧。其中有研究，有實踐，有思考，更有感慨。
本書還得到了北京市科學技術協會20212023年度青年人才托舉工程項目（BYESS2021164）、北京市數字教育研究課題（BDEC2022619048）、寧夏自然科學基金一般項目（2022AAC03757）、北京市高等教育學會課題（MS2022144）、產學合作協同育人項目（220607039172210）等的資助。
著者
2022年9月于北京石油化工學院
張立立，從事智能交通控制與車路協同研究，主要研究成果集中在交通狀態(tài)辨識、交通信號控制、車路協同仿真與驗證系統、常發(fā)應急交通管控等方面。主持2021-2023年度北京市科學技術協會青年人才托舉工程項目、2022年寧夏自治區(qū)自然基金一般項目，作為骨干人員參與包括國家自然科學基金項目、國家重點研發(fā)計劃項目等項目的研究。在理論研究和技術研發(fā)方面具有一定基礎，發(fā)表論文40余篇（其中一作或通訊作者SCI源期刊論文7篇，EI源期刊論文4篇），其中1篇論文獲評第十六屆北京青年優(yōu)秀科技論文；出版學術專著1部；授權國家發(fā)明專利17項；分別獲得2021年中國發(fā)明協會創(chuàng)業(yè)獎創(chuàng)新獎二等獎（排名第1）、2020年中國自動化學會科學進步獎二等獎（排名第6）和2018年中國儀器儀表學會科學技術獎三等獎（排名第8）。CAA、TRB/TRR、JAT 等國際主流會議及期刊審稿專家。目前為寧夏自治區(qū)科技廳科技專家、中國自動化學會會員、中國智能交通協會會員、北京物聯網學會青年工作委員會副秘書長
序
前 言
第1 章 概 述／ ００１
１.１ 交通信息補全研究現狀／ ００４
１.２ 交通控制區(qū)域劃分研究現狀／ ００６
１.３ 交通網絡控制研究現狀／ ００７
１.４ 網絡牽制控制的研究現狀／ ００９
１.５ 交通控制存在的問題及發(fā)展
方向／ ０１１
１.６ 本書內容與結構安排／ ０１３
第2 章 數據補全與估計／ ０１４
２.１ 基于ＧＡＮ 的數據補全算法研究／ ０１４
２.１.１ 路網信息圖像化／ ０１４
２.１.２ 交通信息補全算法研究／ ０１７
２.１.３ 實驗分析與應用／ ０２３
２.２ 基于低占比浮動車數據的受控交叉口流量估計／ ０２７
２.２.１ 基于浮動車數據的受控交叉口流量估計／ ０２７
２.２.２ 基于ＲＢＦ 神經網絡逼近算法的流量反推修正方法／ ０３０
２.２.３ 仿真參數標定／ ０３４
２.２.４ 仿真驗證／ ０３８
２.３ 小結／ ０45
第3 章 控制建模與區(qū)域劃分／ ０４６
３.１ 基于時空資源動態(tài)分配的交叉口控制／ ０４６
３.１.１ 交叉口時空資源動態(tài)分配模型／ ０４９
３.１.２ 基于雙層優(yōu)化的時空資源
動態(tài)分配／ ０５５
３.１.３ 仿真驗證／ ０６０
３.２ 場景驅動的交叉口主動交通
控制／ ０６４
３.２.１ 交叉口主動交通控制概述／ ０６４
３.２.２ 交叉口主動交通控制模型／ ０６８
３.２.３ 場景驅動的交叉口主動控制算法／ ０７５
３.２.４ 交叉口交通控制模型退化描述／ ０８２
３.２.５ 仿真驗證／ ０８５
３.３ 基于均衡ｋ 劃分的信號控制區(qū)域動態(tài)劃分／ ０９１
３.３.１ 路網拓撲建模／ ０９１
３.３.２ 基于均衡ｋ 劃分的子區(qū)動態(tài)劃分問題描述／ ０９２
３.３.３ 路網均衡ｋ 劃分算法研究／ ０９６
３.３.４ 實驗分析與應用／ ０９９
３.４ 小結／ １０２
第4 章 控制算法與控制系統／ １０３
４.１ 基于節(jié)點群狀態(tài)一致的子區(qū)均衡牽制控制策略研究／ １０３
４.１.１ 節(jié)點群狀態(tài)一致與牽制控制／ １０４
４.１.２ 路網交通控制模型／ １０５
４.１.３ 線性系統一致性與部分變量穩(wěn)定性／ １０７
４.１.４ 子區(qū)邊界反饋牽制控制綜合／ １１１
４.１.５ 路網狀態(tài)觀測機制／ １１７
４.１.６ 路網內部信號控制／ １１９
４.１.７ 實驗分析與應用／ １２３
４.２ 基于牽制控制思想的區(qū)域協調控制方法研究／ １３８
４.２.１ 多子區(qū)協同控制模型／ １３９
４.２.２ 線性系統一致性與部分變量穩(wěn)定性／ １４２
４.２.３ 多子區(qū)協同控制設計／ １４３
４.２.４ 擁堵子區(qū)牽制控制策略／ １４５
４.２.５ 邊界輸入流量分配與路口信號配時／ １４７
４.２.６ 實驗分析與應用／ １４８
４.３ 交通控制系統設計與研發(fā)／ １５９
４.３.１ 系統的特點與目標／ １６０
４.３.２ 平臺結構設計／ １６０
４.３.３ 控制系統功能應用／ １６３
４.４ 小結／ １６7
第5 章 應用案例／ １６８
５.１ 北京市石景山區(qū)楊莊東街交通綜合優(yōu)化改造方案研究／ １６８
５.１.１ 楊莊東街周邊整體情況及存在問題／ １６８
５.１.２ 綜合優(yōu)化改造方案／ １７１
５.１.３ 數據采集與仿真分析／ １７４
５.２ 山東省濰坊市東風街綠波協調控制研究／ １７９
５.２.１ 設計內容／ １７９
５.２.２ 設計原則及方法／ １８０
５.２.３ 交叉口信號控制及配時方案／ １８７
５.２.４ 運行效果／ ２０８
５.２.５ 后續(xù)工作／ ２１１
５.２.６ 存在問題及建議／ ２１１
５.３ 城市道路路網區(qū)域智能控制研究／ ２１３
５.３.１ 數據采集／ ２１３
５.３.２ 信號遠程控制／ ２１５
５.３.３ 子區(qū)劃分算法實現／ ２１６
５.３.４ 控制算法編輯與在線仿真／ ２１８
５.３.５ 控制效果評價／ ２１９
５.４ 小結／ ２２２
結 語／ ２２３
參考文獻／ ２２４
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