2017年春季学期-交通运输系统优化与控制（引智课程）
交通运输系今年邀请了美国University of Massachusetts Amherst土木与环境工程系Daiheng Ni副教授进行交通运输系统优化与控制（引智课程）的授课。
Education
B.S., 1991, Mechanical Engineering,Jilin University of Technology, China
M.S., 1994, Mechanical Engineering,Beijing Agricultural Engineering University, China
M.S., 2001, Civil Engineering, GeorgiaInstitute of Technology, GA
M.S., 2003, Industrial Engineering,Georgia Institute of Technology, GA
Ph.D., 2004, Civil Engineering, GeorgiaInstitute of Technology, GA
Professional Experience
Associate Professor,Department of Civil & Environmental Engineering, 2011- present
Assistant Professor,Department of Civil & Environmental Engineering, 2005 - 2011
Daiheng Ni是美国马萨诸塞大学副教授，在交通流理论及仿真、空中交通建模和控制、车联网技术与智能交通系统等领域研究成果突出，尤其在交通流理论及仿真领域具有重要的国际学术影响力，2008-2013为美国交通运输研究委员会（TransportationResearch Board, TRB）交通流理论委员会的重要成员，现为TRB联合仿真分委会成员。
本次授课过程中，Daiheng Ni副教授结合自己2015年出版于Elsevier的交通流理论学术专著《Traffic Flow Theory：Characteristics,Experimental Methods, and Numerical Techniques》，eBookISBN: 9780128041475，Paperback ISBN:9780128041345，重点讲授了以下内容：
（1）交通流特征：基于智能交通系统和交通流传感技术，测量交通流数据、量化交通流参数；在定义交通流特征的基础上，探讨交通流参数之间的关系，并介绍一系列均衡交通流模型。
（2）宏观交通流建模：主要解决在给定初始和边界条件下交通流特征在时间空间上如何演变的问题。将交通流领域的理论知识融汇于数学建模之中，构建LWR一阶拟线性偏微分方程，并通过基于特征线的图解法和涉及一些离散方案的数值解法求解这个问题。
（3）微观交通流建模：重点研究驾驶员在纵向运动操控中的跟驰行为。介绍一系列源自不同建模视角且复杂度各异的跟驰模型，搭建公共平台进行基准测试，对比各模型的相对优势，微观层面测试各模型在各种驾驶状态下的表现，例如自由流动和跟驰状态，宏观层面测试模型的宏观特征，例如对比隐含的和实际观测的交通流基本图。
（4）超微观交通流建模：采用汽车-驾驶员-环境闭环控制系统的建模框架捕捉交通流中的极端细节，框架涉及驾驶员模型、车辆模型和驾驶环境。驾驶员模型从车辆和驾驶环境中收集信息，然后对纵向和横向运动进行决策；车辆模型执行驾驶员的控制决策，并在道路上作出动态响应。驾驶员-车辆单元是驾驶环境中众多实体中的一个，其动态变化是该驾驶员下一步控制的决策依据；作为建模框架的例子，基于发动机模型建立一个动态交互的车辆模型，通过构建场论对驾驶员建模。
（5）统一视角下的交通流模型：以场论为基础，交通流将产生一个统一的视角，宏观模型和微观模型可以相互关联，并且所有的模型都可以直接或间接的与场论相连；构建一张统一图突出这些联系，同时推出一条多尺度的建模途径，交通流建模谱涵盖了由简略到细致的四个层次，即宏观、中观、微观和超微观；多尺度的建模重点在于强调建模的内在一致性，即较简略的模型应该从较细致的模型推导而来，发过来较细致的模型应该聚合成较简略的模型，多尺度建模途径可以为在同一系统中无缝的对交通流进行多种尺度的模拟和仿真提供理论基础。
本次课程主要面向交通工程专业研究生传授交通流理论、信号控制与优化理论，同时，有助于交通工程专业高年级的本科生了解交通流基础，博士生及专业老师增进对交通领域方面的数学模型和具体实例的认识，获得指导科研实践的理论知识。Daiheng Ni教授以浅显易懂的语言讲述了交通流理论，讲座脉络清晰，使人受益匪浅。旁听的青年教师、同学结合各自的研究方向与疑惑，亦与Ni教授展开了热烈讨论。最后，陈鹏老师代表交通运输系由衷感谢Daiheng Ni教授的精彩授课及广大师生的热情参与。
