城市虚拟交通系统——理论基础、关键技术与案例分析

《城市虚拟交通系统: 基础理论、关键技术与案例分析》首次提出了城市虚拟交通系统的概念，针对当前与未来城市交通系统亟须解决的问题，提出了城市虚拟交通系统基础理论体系及其主要内容；在理论体系基础上研究了城市虚拟交通系统的关键技术，并开发了平台软件“交运之星-TranStar”；以城市虚拟交通系统仿真平台在重庆市、南京市等城市的实际应用为例，阐述了虚拟交通系统基础理论、关键技术与系统软件在城市交通系统的规划建设、管理控制、拥堵治理、政策制定等业务场景的应用情况与效果。

适读人群 ：交通工程及相关专业本科生、研究生，以及交通运输工程领域科学研究、规划设计、行业管理等相关人员

本书是国内唯一一本系统性介绍城市虚拟交通仿真技术的图书，涵盖了理论方法、系统软件与案例分析，概念新、解读精、覆盖全、受众广，具有理论、实践双重指导价值。

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 城市虚拟交通系统的提出 1
1.1.1 我国城市交通发展现状 1
1.1.2 城市虚拟交通系统需求分析. 2
1.2 城市虚拟交通系统基本原理、框架体系与系统设计 4
1.2.1 城市虚拟交通系统的基本原理 4
1.2.2 城市虚拟交通系统的框架体系 5
1.2.3 城市虚拟交通系统的系统设计 6
1.3 基础数据库：交通大数据的快速获取与融合技术. 7
1.4 分析模型库：大数据环境下的城市交通分析模型体系 9
1.5 软件模块库：大规模交通网络交通仿真技术与软件实现 10
1.6 对策预案库：城市跨部门协作交通方案 “一键式” 仿真与评估技术 11
1.6.1 对策预案库的主要作用 11
1.6.2 对策预案库的业务策略设计 11
1.6.3 对策预案库的定量化、精细化、可视化评估技术 12
1.7 城市虚拟交通系统决策支持平台 12
参考文献 14
第一篇 基础理论
第2章 城市交通网络交通特征分析方法与模型 17
2.1 概述 17
2.1.1 交通网络拓扑结构特征 17
2.1.2 节点交通特征 17
2.1.3 路段交通特征 18
2.1.4 网络交通特征 19
2.2 城市交通网络结构特征表达方法 19
2.2.1 交通网络拓扑表达方法 19
2.2.2 交通网络空间表达方法 22
2.3 城市交通网络节点交通特征分析模型 25
2.3.1 交叉口通行能力分析模型 25
2.3.2 交叉口延误与排队长度分析模型. 29
2.4 城市交通网络路段交通特征分析模型 33
2.4.1 路段通行能力分析模型 33
2.4.2 路段行程速度分析模型 35
2.4.3 路段交通阻抗分析模型 36
2.5 城市交通网络系统特征分析模型 39
2.5.1 网络等级配置分析模型 39
2.5.2 网络连通性分析模型 40
2.5.3 网络*短路分析模型 40
2.6 本章小结 41
参考文献 41
第3章 城市交通系统交通需求分析方法与模型 45
3.1 概述 45
3.1.1 交通需求分析方法概述 45
3.1.2 交通需求分析软件概述 47
3.2 城市交通需求生成分析模型 47
3.2.1 交通需求生成分析集计模型 48
3.2.2 交通生成分析非集计模型 49
3.3 城市交通需求分布分析模型 50
3.3.1 增长系数模型 50
3.3.2 重力模型 52
3.3.3 熵模型 54
3.3.4 介入机会模型 55
3.4 城市交通需求方式划分分析模型 55
3.4.1 交通方式划分集计模型 55
3.4.2 交通方式划分非集计模型 56
3.4.3 优势出行距离分析模型 58
3.5 交通需求组合分析模型. 60
3.6 本章小结 60
参考文献 61
第4章 城市交通网络交通分配方法与模型 62
4.1 概述 62
4.1.1 静态交通分配 63
4.1.2 动态交通分配 64
4.1.3 交通分配方法总结 65
4.2 城市交通网络交通分配模型 66
4.2.1 用户均衡交通分配模型 66
4.2.2 系统*优交通分配模型 68
4.2.3 随机用户均衡交通分配模型 68
4.3 城市交通网络交通分配方法 70
4.3.1 *短路交通分配方法 70
4.3.2 多路径交通分配方法 72
4.3.3 增量加载交通分配方法 76
4.3.4 网络均衡交通分配方法 78
4.4 交通网络交通分配的一体化模型 80
4.4.1 交通分配方法族谱体系 80
4.4.2 交通网络交通分配的一体化模型框架 81
4.4.3 交通分配方法的一体化组合流程. 85
4.5 本章小结 86
参考文献 86
第5章 城市公共交通系统分析理论与方法 89
5.1 概述 89
5.1.1 公交网络客流分析 89
5.1.2 公交线网布局规划 91
5.1.3 公交线路运营策略优化 92
5.2 公交客流分析模型 93
5.2.1 基于频率的公交客流分配模型. 93
5.2.2 基于时刻表的公交客流分配模型. 98
5.3 公交线网布局规划理论与方法. 100
5.3.1 公交线网布局规划模型 100
5.3.2 公交线网布局规划求解方法 104
5.4 公交线路运营策略优化理论与方法 107
5.4.1 公交线路运营策略优化问题描述及基本定义 108
5.4.2 公交线路运营策略优化模型 109
5.4.3 公交线路运营策略优化算法框架 113
5.5 本章小结 114
参考文献 114
第6章 城市交通系统综合评价方法与模型 116
6.1 概述. 116
6.1.1 城市居民出行效率 116
6.1.2 道路网络运行效率 117
6.1.3 公交系统运行效率 117
6.1.4 环境影响与能源消耗 117
6.1.5 交通系统经济性能 118
6.1.6 城市交通系统综合评价 118
6.2 城市交通系统综合评价体系与指标 119
6.2.1 城市居民出行效率评价 120
6.2.2 道路网络运行效率评价 123
6.2.3 公交系统运行效率评价 125
6.2.4 环境影响与能源消耗评价 126
6.2.5 交通系统经济性能评价 129
6.3 城市交通系统综合评价方法 130
6.3.1 设置因素集 (指标集) 131
6.3.2 设置评语集 131
6.3.3 计算隶属度 132
6.3.4 确定权重 133
6.3.5 综合评价 134
6.4 本章小结 135
参考文献 135
第二篇 关键技术
第7章 城市虚拟交通系统技术框架与平台软件 139
7.1 概述. 139
7.2 城市虚拟交通系统关键技术 140
7.2.1 关键技术组织 140
7.2.2 关键技术框架 141
7.3 城市虚拟交通系统平台软件 142
7.3.1 平台软件开发介绍 142
7.3.2 平台软件功能架构 144
7.3.3 平台软件操作流程 146
7.4 本章小结 148
第8章 城市虚拟交通系统数据库构建技术 149
8.1 数据库架构 149
8.1.1 数据库架构设计 149
8.1.2 数据库架构方案 150
8.2 数据库文件 151
8.2.1 道路网络结构基础数据库 151
8.2.2 公共交通网络基础数据库 154
8.2.3 交通管理信息基础数据库 156
8.2.4 交通需求信息基础数据库 158
8.3 数据库快速构建 161
8.3.1 城市道路网络自动构建技术 161
8.3.2 公交站点和线路数据自动生成技术 164
8.3.3 道路网络与公交网络匹配技术 166
8.3.4 交通区及人口数据自动生成技术 168
8.4 本章小结 169
参考文献 169
第9章 城市虚拟交通系统交通需求分析技术. 170
9.1 概述. 170
9.2 城市交通需求生成技术 171
9.2.1 常住人口出行发生吸引量分析技术 172
9.2.2 流动人口出行发生吸引量分析技术 173
9.2.3 货物运输发生吸引量分析 174
9.3 城市交通需求分布技术 175
9.3.1 双约束重力模型需求分布技术 176
9.3.2 增长系数模型需求分布技术 177
9.4 城市交通需求方式划分技术 178
9.4.1 交通出行方式选择分析技术 179
9.4.2 基于方式结构目标值的出行方式选择预测技术 180
9.4.3 方式优势出行距离函数 181
9.5 城市交通需求 OD 矩阵分析技术 182
9.5.1 交通需求 OD 矩阵转换技术 182
9.5.2 交通需求 OD 矩阵修正技术 184
9.5.3 交通需求 OD 矩阵拆合技术 185
9.6 本章小结 187
参考文献 187
第10章 城市虚拟交通系统交通运行特征分析技术 188
10.1 城市交通系统交通运行特征分析模块设计 188
10.1.1 交通运行特征分析基本内容 188
10.1.2 交通运行特征分析数据准备 189
10.2 基于交通分配一体化模型的网络交通流分析技术 191
10.2.1 交通网络交通分配模型一体化技术 192
10.2.2 交通网络交通分配对象一体化技术 193
10.2.3 交通网络交通分配场景一体化技术 197
10.3 面向业务策略的交通网络运行状态分析技术 199
10.3.1 城市土地开发业务策略的分析技术 199
10.3.2 交通网络建设业务策略的分析技术 201
10.3.3 交通管理控制业务策略的分析技术 204
10.3.4 公共交通系统业务策略的分析技术 206
10.3.5 交通政策制定业务策略的分析技术 207
10.4 城市交通网络交通运行指标分析与评估技术 209
10.5 本章小结 213
参考文献 213
第11章 城市虚拟交通系统公共交通分析技术 215
11.1 城市公交系统愿望客流分析技术 215
11.1.1 公交基础网构建 215
11.1.2 公交基础网的愿望客流交通分配 216
11.1.3 公交系统愿望客流分析应用实例 217
11.2 城市公交网络客流分析技术 218
11.2.1 公交线路网构建 219
11.2.2 公交线路网客流分布分析技术 219
11.2.3 公交线路网客流分析应用实例 220
11.3 城市公交线路客流分析技术 222
11.3.1 公交超级网络构建技术 223
11.3.2 公交超级网络客流分布分析技术 226
11.3.3 公交线路客流分析应用实例 234
11.4 本章小结 238
参考文献 238
第12章 面向业务策略的虚拟场景设计与人机交互技术 239
12.1 概述 239
12.1.1 人机交互的基本概念 239
12.1.2 城市虚拟交通系统中的人机交互设计. 240
12.2 面向业务方案的人机交互技术 241
12.2.1 节点交互设计 241
12.2.2 路段交互设计 244
12.2.3 交通小区交互设计 247
12.3 面向业务策略的虚拟场景设计技术 250
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