当前,社会经济的迅速发展与交通建设的相对滞后,已经构成非常突出的世界性矛盾。由交通问题引起的拥堵和事故造成了巨大的经济损失、能源消耗和环境污染。因此,各国都对改善交通投入了巨大的精力,由此带来了交通科学和交通工程的持续发展。
交通科学和交通工程是不断发展中的交叉学科,涉及数学物理、社会经济、心理生理、土木环境、机械电子、信息通信等诸多学科,吸引了无数有志之士投身其中。其中交通流研究是交通科学和交通工程的重要基础之一,主要通过现场实测、理论建模和模拟仿真来研究制约交通系统运行的基本规律。自交通科学和交通工程研究诞生以来,交通流理论和应用一直是相关研究的重点。
本书取名《现代交通流理论与应用》,即是希望能为国内的研究生提供一个能够较为全面了解交通流研究提出的种种方法和当前交通流理论研究热点的机会。之所以冠以“现代”二字,目的在于强调近10年来提出的各种模型和理论,以便读者能够在阅读本书之后更快地进入相关研究领域的前沿。
编写本书的冲动来自于我们教学中遇到的尴尬: 缺乏一本合乎我们需求的交通流教材。这也是国内各大学教授学者的共同看法。为此,我们在编写本书的时候综合了很多教授学者的意见,做了如下的考虑:
(1) 全面性。诚然,近年来国内外推出了多本交通流和涉及交通流的专著和教材,其中不少值得一读再读。然而,这些书往往偏重于某一特定的主题,内容不够广泛。而本书试图尽可能多的包括当前交通流研究的方方面面。当然,交通流研究日新月异,各种模型方法层出不穷,我们在编写的过程中难免有疏漏。如果读者觉得还有哪些内容需要补充,欢迎来信讨论。
(2) 自洽性。为了适应教学,我们尽可能为交通流研究中涉及到的数学、物理理论知识进行了简短的介绍。不过实际教学中,还需要执教老师对相关内容进行更为细致的解释。
(3) 尽可能多的参考文献。作为教材,除了最为典型的一些方法和模型,本书显然无法一一详述各种交通流研究理论。为此,我们尽力给出了相应参考文献的详尽信息,以便执教老师引导扩展学习或者读者自学。
本书计划分为三卷,分别是《卷Ⅰ高速公路交通流》、《卷Ⅱ城市道路交通流(暂定)》、《卷Ⅲ行人交通流(暂定)》。本卷主要讨论目前发展得最为成熟的高速公路交通流。我们觉得这样的分类更加清晰,有利于教学。
囿于编写者水平和有限的编写时间,本书难免有错误和不足之处。欢迎广大读者来信批评指正。我们也计划在3~5年后推出本书的第二版,介绍更加深广的相关知识。
本书在编写过程中得到了国内多位交通科学和交通工程领域专家教授的支持,特别是受到国内第一个交通流方面的973项目2006CB705500“大城市交通拥堵瓶颈的基础科学问题研究”项目组全体同仁的支持,特此感谢!
本书的写作得到了国家自然科学基金10872194、50708055、60834001、70701004,北京市自然科学基金9093020,北京交通大学基本科研业务费专题2009JBZ012,以及教育部留学回国人员科研启动金资助项目的资助,特此致谢!
清华大学出版社王一玲老师的大力支持保证了本书的顺利出版; 此外,北京交通大学的李新刚博士和谢东繁博士在材料收集、文字及文献的整理与校对方面做了大量工作; 清华大学自动化系2008级硕士研究生王音帮助绘制了书中数十幅图表,这里一并感谢!
希望本书能够满足国内交通流教学的需求!
清华大学自动化系李力副教授
中国科技大学工程科学学院姜锐副教授
北京交通大学交通运输学院贾斌副教授
北京交通大学交通运输学院赵晓梅副教授
2010年8月
