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出版者:北京师范大学出版社

作者:中交第一公路勘察设计研究院

出品人:

页数:142

译者:

出版时间:2006-09

价格:38.0

装帧:平装

isbn号码:9781511409964

丛书系列:

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交通工程设计与实践丛书：城市道路交通流理论与优化 主编： 王建国 教授 副主编： 李明 博士 --- 图书简介 《城市道路交通流理论与优化》 是“交通工程设计与实践丛书”中的重要组成部分，本书聚焦于现代城市交通系统的核心——交通流现象的深入理解、精细化建模与高效能控制策略的构建。本书旨在为交通规划师、道路工程师、交通信息工程师以及相关领域的研究生提供一套全面、系统且具有前瞻性的理论框架与实用工具集。 本书并非侧重于具体的道路几何设计标准，而是将视角提升至宏观的交通运行层面，探讨车辆、个体驾驶员与道路基础设施三者之间复杂的动态相互作用。我们坚信，理解交通流的内在规律，是实现城市交通顺畅、安全、可持续发展的基石。 --- 第一部分：交通流理论基础与经典模型回顾 本部分奠定了全书的理论基石，系统梳理了交通流研究领域百年来的核心概念与经典模型，为后续的高级分析打下坚实基础。 第一章：交通流基本概念与度量 详细阐述了交通流的三个基本要素（流量、密度、平均速度）之间的关系及其相互转换。引入了瞬时流量、平均行程时间、空间平均速度与时间平均速度的精确定义与计算方法。重点讨论了交通流的基本图线——基本图（Fundamental Diagram）的物理意义及其在不同交通条件下（自由流、拥堵流、过饱和流）的表现差异。 第二章：交通流的数学描述与建模 本章深入探讨了描述交通流行为的数学工具。从早期的描述性模型（如 Greenshields 模型、Underwood 模型、Pipes 模型）开始，系统讲解了它们各自的适用场景、模型的局限性以及如何通过调整参数拟合实际观测数据。特别辟出章节介绍 Lighthill-Whitham-Richards (LWR) 模型，作为理解宏观交通流波传播与消散现象的 Navier-Stokes 方程的交通版基础。 第三章：微观交通流模型：驾驶员行为的模拟 本部分转向对个体车辆和驾驶员行为的模拟。详细介绍了主流的微观交通流模型，包括： 1. 笛卡尔车道跟驰模型 (Car-Following Models): 重点分析了ヘルマント（Hellyer）模型、Modified Optimal Velocity (OV) 模型以及基于模糊逻辑的跟驰模型，探究驾驶员的反应时滞、期望速度与安全距离保持行为。 2. 换道与并线模型 (Lane-Changing Models): 阐述了换道决策过程（如 Need-to-Change, Incentive, and Risk Assessment），并对比了 MOBIL 模型等在模拟车道选择和交互中的应用。 第四章：随机过程与排队论在交通中的应用 将交通系统视为一个随机过程系统，介绍如何运用泊松过程、马尔可夫链等工具分析路口延误、行程时间变异性。详细讲解了 M/M/1、M/G/1 等经典排队模型在评估信号控制路口服务能力、计算平均等待时间的应用细节。 --- 第二部分：交通流的实测、分析与评价 本部分着重于如何从实际采集的数据中提取有效信息，并对交通系统的性能进行科学量化评价。 第五章：交通流数据的采集、处理与质量控制 系统介绍现代交通数据采集技术，包括线圈检测器、雷达测速、视频识别、GPS/浮动车数据 (FCD) 以及新兴的众包数据 (Crowdsourced Data)。重点剖析了数据清洗、时间序列插值和空间插值技术，确保后续分析的准确性。 第六章：交通流特征的波动分析 研究交通流在时间和空间上的不均匀性。引入傅里叶分析和谱分析技术，用于识别交通流中的周期性波动和突发性干扰（如事故、临时施工）对交通波传播速度和强度的影响。 第七章：交通系统性能评价指标体系 构建多层次的性能评价框架，超越简单的行程时间。指标体系涵盖： 1. 效率指标: 交通量、密度、车道利用率。 2. 可靠性指标: 延误的变异系数、行程时间的百分位值（如 P85, P95）。 3. 环境与能耗指标: 瞬时加速度的分布与燃料消耗的估算模型。 4. 安全性指标: 碰撞风险指数与安全裕度分析。 --- 第三部分：城市交通流的控制与优化策略 本部分是本书的核心应用篇章，探讨如何利用交通流理论指导实际的交通控制与管理决策，实现交通流的优化运行。 第八章：信号控制理论与配时优化 系统介绍饱和度（Degree of Saturation）、临界间隙（Critical Gap）等关键参数的确定方法。详细讲解了 Webster 优化法、Baradaran 模型的应用。重点深入探讨了基于实时交通数据的感应式控制 (Actuated Control) 的逻辑设计，包括线控段的设定、周期长度的动态调整，以及多路口协调控制的基本原理。 第九章：可变限速与匝道控制 (Ramp Metering) 探讨在高速公路或快速路上，通过限制车辆进入主线的速率来维持最优交通流密度的方法。详细分析了各种匝道控制策略（如：固定时间、需求响应式、基于交通流反馈的实时调整），并利用排队论和流量平衡原理评估其对干线流量的影响。 第十章：车道管理与交通需求管理 (TDM) 分析了车道功能的动态分配策略，例如潮汐车道 (Reversible Lanes) 的设置原则与运行控制，以及高乘员车辆 (HOV) 专用道的设置对出行行为的影响。此外，本书对拥堵收费（Congestion Pricing）的定价模型及其对整体交通需求侧转移效应进行了理论建模与敏感性分析。 第十一章：新能源汽车与未来交通流的挑战 前瞻性地探讨了电动汽车、自动驾驶车辆（Autonomous Vehicles, AVs）对传统交通流模型带来的冲击与机遇。分析了 AVs 减少车头时距的可能性、V2I 通信对信号控制优化的潜力，以及未来混合交通流（有人驾驶与无人驾驶共存）的稳定性和效率问题。 --- 适用对象 本书适合于： 1. 交通工程、城市规划、土木工程专业的高年级本科生和研究生。 2. 交通规划设计院所的工程师，需要深入理解交通流机制以进行复杂项目设计。 3. 交通管理部门，寻求应用先进理论指导日常交通控制策略优化的人员。 4. 从事交通仿真软件开发或交通数据分析的科研人员。 本书的特色在于： 理论深度与工程实践紧密结合，强调从经典理论到现代控制方法的逻辑递进，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”和“为什么这样做的”科学依据。 --- 出版社信息 ISBN: 978-7-XXXX-XXXX-X 出版日期：2024年5月 定价：XX.00 元

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让人眼前一亮的是关于**智能交通系统（ITS）集成与未来路网互联性**的探讨部分。在当前数字化浪潮席卷各行各业的背景下，许多传统规范显得滞后。然而，这部作品勇敢地迈出了那一步，它不仅仅是指导如何修建一条物理道路，更是规划了一个能够自我感知、自我优化的信息神经系统。书中对于V2X通信在路线控制中的应用、动态限速策略的算法基础，以及数据接口标准的建议，展现出了极高的行业洞察力。它没有流于空泛的口号，而是给出了具体的系统架构图和数据交换协议的参考模型。这部分内容极大地拓宽了对“道路设计”的理解边界，让我意识到未来的公路不仅仅是钢筋混凝土的堆砌，更是一个庞大的、活着的数字基础设施网络的一部分。

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深感震撼的是其在**工程经济学与全生命周期成本评估**方面的深度剖析。许多工程设计往往只聚焦于初期的建设投入，而忽略了长期的维护、运营乃至最终的废弃回收成本。这部著作则构建了一个极其全面的成本模型，它将气候变化导致的早期老化风险、维护频率的最佳化区间，乃至材料的碳足迹都纳入了考量范围。作者的分析逻辑严密，通过大量的敏感性分析，清晰地论证了“初期多投入一分，后期可能节省十分”的道理。这种宏观的、跨越数十年的经济视角，对于决策者而言，无疑是极其宝贵的财富。它教导我们，优秀的设计不仅要满足当下的功能需求，更要肩负起对后代资源的责任。

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这部作品初读便觉其体量之宏大，绝非寻常的行业手册可比拟。它仿佛是一部史诗，详尽地勾勒出了道路建设从理念到实践的完整脉络。尤其令人印象深刻的是其中对于**地质勘察与地形适应性分析**的论述，作者并未停留在理论的阐述，而是融入了大量具体的案例和图表，仿佛能让人亲身站在崎岖的山峦之巅，感受那份抉择的艰难与精确计算的重要性。比如，在处理软土地基和喀斯特地貌时，书中提出的那套多维度风险评估模型，其严谨程度令人叹服。它不仅关注工程本身的结构安全，更深入探讨了环境变迁对既有路线长期稳定性的潜在影响，那种前瞻性的思维，远超出了传统规范的范畴，更像是一部关于人与自然博弈的教科书。对于新手工程师而言，这些章节无疑是座需要攀登的高峰，但一旦掌握，便如同拥有了一把开启复杂项目大门的钥匙。

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阅读的过程中，我被其中对**交通流动力学与几何线形设计**的精妙结合深深吸引。这部分内容并非枯燥的公式堆砌，而是一场关于速度、安全与效率之间微妙平衡的哲学探讨。书中对不同等级公路的最小曲率半径、视距要求，以及超高设计的解析，细致入微到了近乎艺术的层面。我特别欣赏它引入的“人因工程学”视角，不再仅仅将驾驶员视为一个机械输入点，而是深入分析了在特定光照、天气条件以及驾驶疲劳状态下，人类感知系统对道路环境参数的反应阈值。这种以人为本的设计理念，贯穿始终，使得即便是最冰冷的技术规范，也散发出一种对生命尊重的温度。这种对细节的执着，使得这部著作超越了单纯的“规范”范畴，更像是一份对未来出行体验的郑重承诺。

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最后，我必须提及书中对于**地方特色与文化符号在路线景观设计中的融入**的独到见解。在技术性文档中，通常“美学”或“文化”常常被视为可有可无的装饰。然而，该书花费了相当篇幅阐述如何通过路堤的坡度缓和、服务区的建筑风格、乃至沿线隔音屏障的纹理选择，来呼应当地的地理风貌和人文历史。它提供的不是一套僵硬的“景观模板”，而是一套如何进行**“情境式设计”**的方法论。这种对人文关怀的强调，使得公路不再是生硬地切开自然或社区的屏障，而是成为一种有机流动的媒介，巧妙地将旅途中的风景与人们的情感体验编织在一起。这让我想起古代的驿道，它们承载的不仅是货物与旅人，更是时代的记忆与情感的连接。

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