协调控制作为城市快速路管控的基本手段,其首要任务是信号协调施加策略:在具体状态下,多大范围内施加管控信号。因为城市快速路的相对封闭性,使拥堵的传播速度非常快,上游受影响路段车辆可供选择的路径有限,影响范围会更广,特别是上下班等交通需求较高时段。除特大交通事故等实施封路,一般情况下,若对交通拥堵不予理睬或缩小处理范围,使车辆不能迅速通过,可能造成长时间大范围的拥堵;而若过分扩大管控范围,使得大量车辆转移到城市一般道路上,造成城市一般道路区域更加拥堵,这不是交通管理的目的,而目前一般连续交通流道路协调控制研究不涉及控制信号施加策略。基于此,本研究将城市快速路作为研究对象,通过对驾驶员各状态下心理行为进行调查分析,确定各状态下驾驶行为调整和路径可能改变的概率分布,建立城市快速路协调控制元胞自动机模型(Cellular Automaton Model,CAM),对拥堵点上游实施不同入口匝道控制信号策略下的交通流特性进行仿真,确定最优施加策略,为交通管控提供参考。主要工作可概括以下几个方面:(1)城市快速路交通系统分析。详细描述城市快速路的系统构成和特点,同时分析环境因素对快速路影响,总结城市快速路交通需求的时间分布和空间分布规律,探究不同交通状况下城市快速路的交通流特性以及司机的驾驶行为。(2)城市快速路司机驾驶行为调查分析。设计并采用SP(Stated Preference survey)调查问卷方法,获得司机对城市快速路出现各种交通状况的反应,确定各交通状态下驾驶行为调整和路径可能改变概率分布。(3)城市快速路元胞自动机模型的建立。在对称双车道(Symmetric two-lane Nagel-Schreckenberg,STNS)模型的基础上,结合问卷调查的结果,建立能精确描述驾驶行为,特别是拥堵状态下的城市快速路协调控制元胞自动机模型,对拥堵点上游实施不同入口匝道控制信号策略的交通流特性进行仿真。(4)不同需求下分别采用多入口匝道协调控制信号施加策略对道路流量的影响进行分析。结果表明多入口匝道协调控制作为城市快速路管理的基本手段,只有针对不同需求和状态采取不同的控制信号施加策略,才可最大限度降低交通拥堵影响,从而实现提高道路实际通行能力。