本书从数据补全、区域划分和协调牵制控制策略三个方面研究了交通网络先进控制技术。交通信号区域均衡控制的完整解决方案为交通信号区域协调控制提供了一些新的解决思路和实现路径，对交通信号控制领域的理论研究和应用实践具有一定的参考意义。
本书可为相关产业界、学术界、研究界人士提供参考，也可供交通行业等众多相关行业人士阅读参考，并可作为交通类相关专业本科生和研究生的教材。
本书将研究对象从交叉口扩展到道路网络，进一步研究控制建模、区域划分、控制算法和控制系统等典型问题
本书为交通信号区域协调控制提供了一些新的解决思路和实现路径，对交通信号控制领域的理论研究和应用实践具有一定的参考意义
本书可供交通行业等众多相关行业人士阅读参考，并可作为交通类相关专业本科生和研究生的教材
几十年来，围绕交通控制系统、信号控制设备、检测设备等智能化发展方向，我国已形成了一系列的理论研究、技术应用和产品成果，但交通信号控制系统的控制模式并未发生根本性变化，该模式与当前智能时代的技术发展与应用需求难以匹配。城市交通控制本质上是控制问题，需要从控制理论与技术的视角进行研究、开发和产业化应用。
本书为本研究团队系统阐述交通控制理论与技术的第二部专著。第一部专著从控制理论视角，对混合交通流交通状态辨识和道路交叉口主动控制两部分内容进行了详细描述。本书将研究对象从交叉口扩展到道路网络，进一步研究控制建模、区域划分、控制算法和控制系统等典型问题。本书既是对以往研究的延续，也期望更深入探讨城市交通信号控制的潜在问题和未来发展方向。
第1章概述，深入回顾交通控制的前世今生，重点综述了交通信息补全、交通控制区域划分、交通网络控制、网络牵制控制等国内外研究情况，深入分析城市道路交通控制当前存在的典型问题和未来发展方向。
第2章数据补全与估计，系统介绍了道路交通流量数据补全的相关研究，提出了基于GAN算法的交通流量数据补全方法和基于低占比浮动车数据的受控交叉口流量估计方法，为交通控制的数据完备性提供支撑。
第3章控制建模与区域划分，提出了基于时空资源动态分配的交叉口模型，并研究了场景驱动的交叉口主动控制理论及方法。以此为基础，扩展至道路网络控制建模及区域动态划分。
第4章控制算法与控制系统，介绍了子区均衡牵制控制策略和区域协调控制方法的相关理论，并基于此开发了交通信号控制系统的核心功能。
第5章应用案例，介绍了一些研究和实践过程中的案例，包括具体到北京市石景山区杨庄东街交通综合优化改造、山东省潍坊市东风街绿波协调控制和城市道路路网区域智能控制的研究等。
最后，回顾已经开展的研究和实践工作，并展望了未来发展。
本书虽然重点介绍了理论研究方面的一些内容，其实也是著者在城市道路交通控制领域10年经历的回顾。其中有研究，有实践，有思考，更有感慨。
本书还得到了北京市科学技术协会20212023年度青年人才托举工程项目（BYESS2021164）、北京市数字教育研究课题（BDEC2022619048）、宁夏自然科学基金一般项目（2022AAC03757）、北京市高等教育学会课题（MS2022144）、产学合作协同育人项目（220607039172210）等的资助。
著者
2022年9月于北京石油化工学院
张立立，从事智能交通控制与车路协同研究，主要研究成果集中在交通状态辨识、交通信号控制、车路协同仿真与验证系统、常发应急交通管控等方面。主持2021-2023年度北京市科学技术协会青年人才托举工程项目、2022年宁夏自治区自然基金一般项目，作为骨干人员参与包括国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目等项目的研究。在理论研究和技术研发方面具有一定基础，发表论文40余篇（其中一作或通讯作者SCI源期刊论文7篇，EI源期刊论文4篇），其中1篇论文获评第十六届北京青年优秀科技论文；出版学术专著1部；授权国家发明专利17项；分别获得2021年中国发明协会创业奖创新奖二等奖（排名第1）、2020年中国自动化学会科学进步奖二等奖（排名第6）和2018年中国仪器仪表学会科学技术奖三等奖（排名第8）。CAA、TRB/TRR、JAT 等国际主流会议及期刊审稿专家。目前为宁夏自治区科技厅科技专家、中国自动化学会会员、中国智能交通协会会员、北京物联网学会青年工作委员会副秘书长
序
前 言
第1 章 概 述／ ００１
１.１ 交通信息补全研究现状／ ００４
１.２ 交通控制区域划分研究现状／ ００６
１.３ 交通网络控制研究现状／ ００７
１.４ 网络牵制控制的研究现状／ ００９
１.５ 交通控制存在的问题及发展
方向／ ０１１
１.６ 本书内容与结构安排／ ０１３
第2 章 数据补全与估计／ ０１４
２.１ 基于ＧＡＮ 的数据补全算法研究／ ０１４
２.１.１ 路网信息图像化／ ０１４
２.１.２ 交通信息补全算法研究／ ０１７
２.１.３ 实验分析与应用／ ０２３
２.２ 基于低占比浮动车数据的受控交叉口流量估计／ ０２７
２.２.１ 基于浮动车数据的受控交叉口流量估计／ ０２７
２.２.２ 基于ＲＢＦ 神经网络逼近算法的流量反推修正方法／ ０３０
２.２.３ 仿真参数标定／ ０３４
２.２.４ 仿真验证／ ０３８
２.３ 小结／ ０45
第3 章 控制建模与区域划分／ ０４６
３.１ 基于时空资源动态分配的交叉口控制／ ０４６
３.１.１ 交叉口时空资源动态分配模型／ ０４９
３.１.２ 基于双层优化的时空资源
动态分配／ ０５５
３.１.３ 仿真验证／ ０６０
３.２ 场景驱动的交叉口主动交通
控制／ ０６４
３.２.１ 交叉口主动交通控制概述／ ０６４
３.２.２ 交叉口主动交通控制模型／ ０６８
３.２.３ 场景驱动的交叉口主动控制算法／ ０７５
３.２.４ 交叉口交通控制模型退化描述／ ０８２
３.２.５ 仿真验证／ ０８５
３.３ 基于均衡ｋ 划分的信号控制区域动态划分／ ０９１
３.３.１ 路网拓扑建模／ ０９１
３.３.２ 基于均衡ｋ 划分的子区动态划分问题描述／ ０９２
３.３.３ 路网均衡ｋ 划分算法研究／ ０９６
３.３.４ 实验分析与应用／ ０９９
３.４ 小结／ １０２
第4 章 控制算法与控制系统／ １０３
４.１ 基于节点群状态一致的子区均衡牵制控制策略研究／ １０３
４.１.１ 节点群状态一致与牵制控制／ １０４
４.１.２ 路网交通控制模型／ １０５
４.１.３ 线性系统一致性与部分变量稳定性／ １０７
４.１.４ 子区边界反馈牵制控制综合／ １１１
４.１.５ 路网状态观测机制／ １１７
４.１.６ 路网内部信号控制／ １１９
４.１.７ 实验分析与应用／ １２３
４.２ 基于牵制控制思想的区域协调控制方法研究／ １３８
４.２.１ 多子区协同控制模型／ １３９
４.２.２ 线性系统一致性与部分变量稳定性／ １４２
４.２.３ 多子区协同控制设计／ １４３
４.２.４ 拥堵子区牵制控制策略／ １４５
４.２.５ 边界输入流量分配与路口信号配时／ １４７
４.２.６ 实验分析与应用／ １４８
４.３ 交通控制系统设计与研发／ １５９
４.３.１ 系统的特点与目标／ １６０
４.３.２ 平台结构设计／ １６０
４.３.３ 控制系统功能应用／ １６３
４.４ 小结／ １６7
第5 章 应用案例／ １６８
５.１ 北京市石景山区杨庄东街交通综合优化改造方案研究／ １６８
５.１.１ 杨庄东街周边整体情况及存在问题／ １６８
５.１.２ 综合优化改造方案／ １７１
５.１.３ 数据采集与仿真分析／ １７４
５.２ 山东省潍坊市东风街绿波协调控制研究／ １７９
５.２.１ 设计内容／ １７９
５.２.２ 设计原则及方法／ １８０
５.２.３ 交叉口信号控制及配时方案／ １８７
５.２.４ 运行效果／ ２０８
５.２.５ 后续工作／ ２１１
５.２.６ 存在问题及建议／ ２１１
５.３ 城市道路路网区域智能控制研究／ ２１３
５.３.１ 数据采集／ ２１３
５.３.２ 信号远程控制／ ２１５
５.３.３ 子区划分算法实现／ ２１６
５.３.４ 控制算法编辑与在线仿真／ ２１８
５.３.５ 控制效果评价／ ２１９
５.４ 小结／ ２２２
结 语／ ２２３
参考文献／ ２２４
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