Traffic Flow Theory Chinese Edition

<p>本书的章节安排严格遵循上述交通流理论的定义。并从统一的视角来看待交通流理论。本书由六个相互关联的部分组成。下面简略地概括一下每一部分的内容。</p><p></p><p>第一部分包括第1～4章，介绍交通流的<strong>特征</strong>。本书以智能交通系统（ITS）和交通流检测技术开篇，由此介绍如何量化交通流以及如何测量此类数据。接下来的三章，我们详细讨论并定义交通流的特征。在此基础上，我们探讨它们之间的关系，尤其是反映交通流特征之间两两关系的基本图，它揭示了交通流运行的内部<strong>机理</strong>。接下来，我们介绍一系列平衡态模型，它们以函数模型作为基本图的简略概括，以便我们对交通流进行分析和模拟。</p><p></p><p>第二部分包括第5～11章，介绍<strong>宏观</strong>尺度上的交通流理论。我们的目标是解决在给定初始和边界条件下交通流在时间和空间上<strong>动态</strong>变化的问题。这部分开始的几章为读者在数学建模，特别是偏微分方程方面作点铺垫。有了这个基础之后，我们将交通流领域的知识融汇到数学建模当中，其结果就是一个一阶拟线性偏微分方程的问题，在交通流领域我们称之为LWR模型。接下来我们介绍这个问题的解法，其中包括基于特征线的图解法和一些涉及离散方案的数值解法。在这部分结束之前，我们对<strong>中观</strong>交通流理论进行简略介绍。</p><p></p><p>第三部分包括第12～17章，讨论<strong>微观</strong>尺度上的交通流理论。其重点是驾驶员在纵向运动操控中的跟驰<strong>机理</strong>，并以此为基础解决和前一部分同样的<strong>动态</strong>问题。我们将介绍一系列源自不同建模观点且复杂度各异的跟驰模型。为了方便交叉比对这些模型的相对优势，我们搭建了一个公共平台，并就此以同一基准来检验各模型。我们称这样的检验过程为基准分析。这个公共平台包含两种情形：微观情形和宏观情形。微观情形是一个假想的驾驶过程，其目的是用于测试各个跟驰模型在各种情况下的表现，例如自由行驶和跟驰状态。宏观情形是一个根据实测数据得到的基本图，它旨在检视这些微观模型的宏观特性，即这些跟驰模型所对应的平衡态模型与该基本图的接近程度。</p><p></p><p>第四部分包括第18～20章，将交通流理论延伸至<strong>超微观</strong>尺度。我们将用驾驶员-车辆-环境闭环控制系统的思路来研究交通流中车辆操控和行驶的<strong>机理</strong>，并以此为基础来研究小范围内交通流的<strong>动态</strong>变化。这个思路可以简单描述为：驾驶员模型从车辆和驾驶环境中收集信息，然后对纵向和横向运动进行决策。车辆模型执行驾驶员的控制决策，并在道路上作出动态响应；这个驾驶员-车辆单元就是驾驶环境中众多实体中的一个，它的动态变化是该驾驶员下一步控制的决策依据。作为该建模思路的一个例子，我们重点介绍场论以实现对驾驶员建模。</p><p></p><p>第五部分包括第21～24章，上述所有尺度下的特征、机理和动态都融会于此。以场论为基础，我们将对交通流建立一个<strong>统一</strong>的视角。这样，本书中介绍的宏观模型和微观模型就可以相互关联起来，并且所有的模型都可以直接或间接地与场论相连接。</p><p></p><p>第六部分包括第25～28章，我们最终回归交通流理论的核心：基本图，从各种角度了解这个核心<strong>机理</strong>，因为它在帮助我们理解交通流<strong>动态</strong>变化方面起着关键作用。</p><p></p>