本书以我国城市快速路大量实际交通流检测数据为基础，研究了城市快速路交通流运行特征及其管理控制方法。主要内容包括城市快速路交通流基本特征分析、常发性独立瓶颈（汇入区、汇出区、交织区）交通流理论与失效分析、多瓶颈关联区段交通流理论及拥堵演化分析、快速路宏观交通流理论与仿真、快速路微观交通流理论与仿真、城市快速路通行能力与服务水平、城市快速路主动交通管理理论及方法、快速路运行实时安全风险预测与管理。
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丛书序
前言
第1章 绪论 1
1.1 我国快速路的发展与研究意义 1
1.2 交通流研究的内容和意义 2
1.3 交通流研究历史 4
1.4 快速路运行管理 10
1.5 本书的特点 13
1.6 本章小结 14
参考文献 14
第2章 快速路交通流参数分析 20
2.1 引言 20
2.2 交通流特性研究概述 21
2.2.1 交通流参数概述 22
2.2.2 交通流三要素关系模型 22
2.2.3 流量-密度-速度关系曲线影响因素 24
2.3 单个参数的统计分析 25
2.3.1 研究地点及数据来源 25
2.3.2 FFS统计分析 26
2.3.3 车道流量分布统计分析 28
2.3.4 车道速度分布统计分析 30
2.4 流量-密度-速度关系曲线拟合及模型适用性评价 32
2.5 中国和美国流量-速度曲线对比及差异原因分析 35
2.5.1 研究地点及数据来源 35
2.5.2 中国和美国流量-速度曲线对比 36
2.5.3 中国和美国流量-速度曲线差异原因分析 39
2.6 本章小结 45
参考文献 45
第3章 常发性独立瓶颈交通流失效分析 47
3.1 引言 47
3.2 独立瓶颈交通流失效研究概述 49
3.2.1 快速路常发性瓶颈交通流失效识别方法 49
3.2.2 瓶颈交通流失效特征 52
3.2.3 失效过程特征分析 53
3.2.4 瓶颈失效致因 55
3.3 入匝道和车道减少瓶颈 56
3.3.1 研究地点和数据来源 56
3.3.2 失效判别 58
3.3.3 失效特征 61
3.3.4 拥堵演化 67
3.3.5 致因分析 76
3.4 出匝道瓶颈 80
3.4.1 研究地点 80
3.4.2 失效特征 81
3.4.3 拥堵演化 81
3.5 交织区瓶颈交通流失效分析 88
3.5.1 研究对象 89
3.5.2 交织区PQF、QDF与汇入、汇出行为关系 97
3.5.3 影响交织区瓶颈失效的因素 99
3.5.4 小结 115
3.6 本章小结 115
参考文献 115
第4章 常发性多瓶颈交通流失效及振荡分析 120
4.1 引言 120
4.2 多瓶颈交通流关联失效风险分析 121
4.2.1 多瓶颈交通流研究现状及定量风险评估理论的应用 121
4.2.2 定量风险评估模型 122
4.2.3 实例分析 126
4.3 城市快速路多瓶颈路段交通流特性分析 133
4.3.1 研究对象 134
4.3.2 交通流实证现象 134
4.3.3 现象讨论和分析 138
4.4 城市快速路多瓶颈路段交通振荡特性分析 140
4.4.1 交通振荡的识别、现状分析及研究难点 140
4.4.2 研究对象 142
4.4.3 典型路段交通振荡分析 143
4.4.4 振荡影响因素及其关系 146
4.5 本章小结 149
参考文献 149
第5章 快速路宏观交通流建模与仿真 152
5.1 引言 152
5.2 宏观交通流研究概述 153
5.2.1 宏观交通流模型 153
5.2.2 混合交通流的宏观模型 156
5.2.3 宏观交通流模型参数标定 158
5.3 快速路瓶颈路段建模与参数标定 158
5.3.1 宏观交通流建模 159
5.3.2 参数标定方法与评价指标 163
5.3.3 实验与评价 165
5.4 基于CTM的多车道多用户宏观交通流仿真 171
5.4.1 多车道CTM 171
5.4.2 MUF-MLCTM构建 174
5.4.3 仿真实验 178
5.5 本章小结 187
参考文献 188
第6章 快速路微观交通流模型 192
6.1 引言 192
6.2 微观交通流模型概述 193
6.2.1 跟驰模型 193
6.2.2 换道模型 197
6.3 快速路匝道跟驰模型建模 200
6.3.1 数据采集及提取 200
6.3.2 跟驰行为建模 203
6.4 快速路主线换道动机模型建模 206
6.4.1 数据采集及提取 206
6.4.2 换道行为建模 211
6.5 快速匝道汇入类型建模 215
6.5.1 数据采集及提取 215
6.5.2 汇入类型的离散选择模型 217
6.5.3 汇入类型的决策树模型 225
6.6 本章小结 232
参考文献 233
第7章 快速路微观交通流仿真 237
7.1 引言 237
7.2 微观交通流仿真模型参数标定 238
7.2.1 研究对象 239
7.2.2 模型校正流程及精度评价标准 240
7.2.3 校准结果分析 246
7.2.4 模型验证 249
7.2.5 可转移性测试 249
7.3 快速路新微观交通仿真原型系统 252
7.3.1 仿真模型体系 253
7.3.2 案例分析 258
7.4 本章小结 269
参考文献 269
第8章 城市快速路通行能力与服务水平 271
8.1 引言 271
8.2 城市快速路通行能力研究概述 272
8.2.1 通行能力定义及估计方法 272
8.2.2 通行能力影响因素 275
8.2.3 瓶颈通行能力 276
8.3 快速路通行能力分析体系构建 277
8.3.1 选择研究瓶颈与数据说明 277
8.3.2 城市快速路通行能力回顾 279
8.3.3 城市快速路通行能力分析体系构建 285
8.4 动态通行能力建模 288
8.4.1 通行能力影响因素分析 288
8.4.2 多层统计分析模型 291
8.4.3 通行能力影响因素修正系数 293
8.5 快速路服务水平 299
8.5.1 服务水平的定义与发展 299
8.5.2 快速路服务水平划分指标 302
8.5.3 快速路服务水平划分标准 302
8.6 本章小结 303
参考文献 303
第9章 城市快速路交织区通行能力与速度预测 307
9.1 引言 307
9.2 交织区通行能力与速度预测研究概述 308
9.2.1 交织区通行能力 308
9.2.2 交织区速度预测 309
9.3 城市快速路交织区通行能力估计 311
9.3.1 交织区参数定义及数据来源 311
9.3.2 通行能力影响因素分析 315
9.3.3 通行能力估计模型 319
9.4 城市快速路交织区速度预测 330
9.4.1 HCM 2010速度预测模型分析 330
9.4.2 模型构建 332
9.4.3 研究路段和数据 335
9.4.4 速度预测模型仿真实验 339
9.5 本章小结 340
参考文献 341
第10章 城市快速路主动交通管理 344
10.1 引言 344
10.1.1 匝道控制 345
10.1.2 速度引导 346
10.2 匝道控制与速度引导联合控制 347
10.2.1 匝道控制与速度引导研究概述 347
10.2.2 基于交通流模型的匝道控制与速度引导联合控制 348
10.2.3 基于数据驱动的匝道控制与速度引导联合控制 361
10.3 快速路匝道与主线协同控制 370
10.3.1 控制框架 370
10.3.2 控制目标 371
10.3.3 实地案例 372
10.4 考虑非平衡车道布置的快速路主线与匝道协同控制 374
10.4.1 信号布置方案 374
10.4.2 控制目标 375
10.4.3 T-MRC控制策略框架 376
10.4.4 仿真验证 378
10.4.5 仿真结果分析 383
10.5 本章小结 387
参考文献 387
第11章 快速路交通流运行安全管理 391
11.1 引言 391
11.2 快速路安全影响因素模型 394
11.2.1 快速路安全影响因素模型概述 394
11.2.2 研究区域及数据来源 395
11.2.3 模型建立 398
11.2.4 安全影响因素模型 399
11.2.5 拥堵、非拥堵环境安全影响因素模型 400
11.3 基于风险评估的事故黑点识别方法 403
11.3.1 基于风险评估的事故黑点识别方法研究概述 403
11.3.2 数据来源 405
11.3.3 事故特征分析 405
11.3.4 风险评估方法 406
11.3.5 安全风险评估模型 407
11.3.6 案例及结果分析 411
11.4 快速路实时事故风险预测 416
11.4.1 快速路实时事故风险预测研究概述 417
11.4.2 基于支持向量机的事故预测模型 418
11.4.3 基于交通状态的事故预测模型 425
11.5 本章小结 433
参考文献 433
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