前言

Forword

经济和社会的发展使得汽车进入寻常百姓家庭已经成为现实，随之而来的城市交通问题也日益突显出来。因此，采用新的科学方法和技术手段来解决城市交通管理问题，就成为当务之急。

交通系统中既存在具有连续时间特性的动态的车流，又存在管理决策、模式改变、信号切换、突发事故等离散事件现象，导致传统的方法难以对这类问题进行建模和分析。正是基于这样的原因，本书研究混杂自动机的稳定性与可达性，并采用混杂动态系统模型分析和设计交通信号控制系统，将其理论应用于城市道路T形交叉口与十字交叉口的信号配时问题，研究交叉口道路车辆的排队情况，为交叉口提供多时段信号配时的控制策略。

本书针对具有多胞型不确定性的离散时间切换时滞系统，提出一种切换李雅普诺夫函数，通过设计状态反馈、静态输出反馈以及动态输出反馈控制律，得到闭环系统在各种控制律作用下镇定的结论。首次将切换服务系统理论应用于T形交叉口的信号配时问题，研究交叉口车辆到达率和驶离率的关系，应用不同的控制策略进行控制。为研究十字交叉口车道的车辆排队情况，根据交叉口的相位设置的不同，分别提出一类线性混杂自动机以及一类矩形混杂自动机模型，提出可达性分析算法，实现对十字交叉口车道的车辆排队情况的控制。

混杂动态系统理论复杂，应用广泛，研究难度大，如工程领域中动态系统的建模与仿真，计算机领域中软件的验证，控制系统的分析与设计等。本书试图应用混杂动态系统的相关理论和方法研究城市交通运行的稳定性问题，由于作者水平、实践经验和研究时间的限制，有些观点还需进一步发展和完善。不妥之处，欢迎读者提出宝贵意见。

本书编写过程中，博士生导师陈阳舟教授、研究生导师贾新春教授给予我很大帮助，杜艳平教授、程光耀教授给予我鼓励和支持，北京印刷学院机电工程学院的老师和同学们也给予我热心帮助。在此，谨致以我诚挚的谢意。

李宏峰

2017年4月