控制理論在交通流建模中的應用

目錄　
叢書序　
前言　
第1章　緒論　1　
1.1　交通流控制　1　
1.2　交通流理論的發(fā)展　2　
1.3　研究展望　3　
第一篇　交通流模型的控制元素　
第2章　流體力學模型的控制元素及分析　7　
2.1　流體力學模型起源及初期發(fā)展　7　
2.1.1　LWR模型　7　
2.1.2　PW模型　8　
2.2　流體力學模型中的控制元素　8　
2.2.1　速度梯度模型　8　
2.2.2　平均場速度差控制效應　9　
2.2.3　有界理性和膽小激進駕駛行為控制效應　11　
2.3　本章小結(jié)　13　
第3章　跟馳模型的控制元素及分析　14　
3.1　跟馳模型的發(fā)展與控制　“端倪”　14　
3.2　全廣義最優(yōu)速度模型　15　
3.2.1　數(shù)學模型　15　
3.2.2　控制效果對比　18　
3.2.3　線性穩(wěn)定性分析　20　
3.2.4　非線性分析　22　
3.2.5　仿真分析　27　
3.3　混合最優(yōu)速度模型　30　
3.3.1　數(shù)學模型　30　
3.3.2　線性穩(wěn)定性分析　32　
3.3.3　仿真分析　34
3.4　本章小結(jié)　37　
第4章　格子交通流模型的控制元素及分析　38　
4.1　格子交通流模型的發(fā)展與控制　“端倪”　38　
4.2　廣義格子交通流模型　39　
4.2.1　數(shù)學模型　39　
4.2.2　線性穩(wěn)定性分析　43　
4.2.3　改進的KdV方程　44　
4.2.4　仿真分析　48　
4.3　后視效應格子交通流模型　50　
4.3.1　數(shù)學模型　50　
4.3.2　線性穩(wěn)定性分析　52　
4.3.3　仿真分析　55　
4.4　本章小結(jié)　57　
第二篇　交通流的外部控制作用　
第5章　斜坡道路條件對交通流的控制作用　61　
5.1　研究基礎(chǔ)　61　
5.2　考慮斜坡控制效應的跟馳模型　62　
5.2.1　數(shù)學模型　62　
5.2.2　線性穩(wěn)定性分析　63　
5.2.3　非線性分析與孤立子解　65　
5.2.4　斜坡條件對交通流穩(wěn)定性以及孤立子波的控制作用　68　
5.3　考慮斜坡控制效應的格子交通流模型　78　
5.3.1　數(shù)學模型　78　
5.3.2　線性分析　80　
5.3.3　非線性分析與孤立子解　81　
5.3.4　斜坡條件對孤立子波的控制作用仿真分析　83　
5.4　斜坡控制效應對車輛能量消耗的影響　87　
5.4.1　能量消耗模型　87　
5.4.2　坡度條件對交通流能量消耗的控制分析　88　
5.5　本章小結(jié)　92　
第6章　彎道條件對交通流的控制作用.93　
6.1　彎道交通流模型　93　
6.2　線性穩(wěn)定性分析　95
6.3　非線性分析　98　
6.4　彎道條件對交通流的穩(wěn)定性控制作用　100　
6.5　彎道條件對交通流的能量消耗的控制作用　103　
6.6　本章小結(jié)　106　
第7章　信號燈對交通流的控制作用　108　
7.1　主干路信號燈協(xié)調(diào)控制策略　108　
7.2　信號燈控制下的主干路交通流跟馳模型　110　
7.2.1　模型改進　110　
7.2.2　仿真分析　112　
7.3　信號燈控制下的車輛運行模式　114　
7.3.1　車輛運行模式　114　
7.3.2　車輛運行模式判別　116　
7.4　交通流污染物排放模型　117　
7.5　主干路信號燈對交通流排放的控制作用　120　
7.5.1　周期時長對交通流的控制作用分析　121　
7.5.2　綠信比對交通流的控制作用分析　123　
7.5.3　相位差對交通流的控制作用分析　125　
7.6　本章小結(jié)　128　
第三篇　交通流跟馳系統(tǒng)控制器的設(shè)計與分析　
第8章　經(jīng)典補償法在交通流跟馳系統(tǒng)中的應用　131　
8.1　基于控制理論的交通流跟馳系統(tǒng)分析　131　
8.1.1　跟馳系統(tǒng)的控制理論分析　131　
8.1.2　穩(wěn)定性分析　133　
8.1.3　時域、頻域分析　134　
8.2　速度反饋控制策略對交通流跟馳系統(tǒng)的性能改善　135　
8.2.1　速度反饋模型　135　
8.2.2　穩(wěn)定性分析　135　
8.2.3　時域、頻域分析　136　
8.2.4　仿真分析　138　
8.3　比例微分控制策略對交通流跟馳系統(tǒng)的性能改善　139　
8.3.1　比例微分模型　139　
8.3.2　穩(wěn)定性分析　140　
8.3.3　時域、頻域分析　141
8.3.4　仿真分析　142　
8.4　混合補償控制策略對交通流跟馳系統(tǒng)的性能改善　143　
8.4.1　混合補償模型　143　
8.4.2　穩(wěn)定性分析　144　
8.4.3　時域、頻域分析　145　
8.4.4　仿真分析　146　
8.5　串聯(lián)補償控制策略對交通流跟馳系統(tǒng)的性能改善　153　
8.5.1　串聯(lián)校正設(shè)計　153　
8.5.2　時域、頻域分析　155　
8.5.3　周期性邊界條件仿真分析　158　
8.5.4　開放性邊界仿真分析　161　
8.6　本章小結(jié)　163　
第9章　狀態(tài)空間法在交通流跟馳系統(tǒng)中的應用　164　
9.1　狀態(tài)空間概述　164　
9.1.1　狀態(tài)空間的基本概念　164　
9.1.2　基于傳遞函數(shù)方框圖的動態(tài)方程　166　
9.2　狀態(tài)空間法的應用　169　
9.3　穩(wěn)定性分析　171　
9.4　時域、頻域分析　172　
9.5　數(shù)值仿真分析　175　
9.5.1　數(shù)值仿真實驗一　175　
9.5.2　數(shù)值仿真實驗二　181　
9.5.3　數(shù)值仿真實驗三　187　
9.6　本章小結(jié)　189　
第10章　離散控制理論在交通流跟馳系統(tǒng)中的應用　190　
10.1　離散控制方法概述　190　
10.1.1　離散控制系統(tǒng)的基本概念　190　
10.1.2　Z變換　191　
10.1.3　脈沖傳遞函數(shù)　192　
10.1.4　離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析　193　
10.2　基于Newell模型的離散系統(tǒng)控制分析　194　
10.2.1　Newell模型離散控制分析　.194　
10.2.2　穩(wěn)定性分析　196　
10.2.3　反饋控制方案設(shè)計　197　
10.2.4　仿真分析　201
10.3　基于最優(yōu)速度模型的離散系統(tǒng)控制分析　204　
10.3.1　最優(yōu)速度模型離散控制分析　204　
10.3.2　穩(wěn)定性分析　206　
10.3.3　控制策略的設(shè)計　209　
10.3.4　仿真分析　211　
10.4　本章小結(jié)　213　
參考文獻　214　
《交通與數(shù)據(jù)科學叢書》書目　219