随着现代城市绿波协调控制技术的应用越来越广泛,传统基于固定绿波车速的信号协调控制方案设计逐渐难以满足实际的通行需求,因此随着车速检测、诱导与控制技术的发展,需要更加有效的车辆速度与交叉口信号配时协调优化方法来满足城市交通发展的要求。在进行信号协调方案设计时,固定的绿波车速不仅无法实时匹配实际交通状态,而且限制了道路的通行效率,还约束了区域绿波协调控制的优化空间,因此对绿波设计车速的研究将成为智能化信号协调控制未来发展的重点。对此,本文针对非饱和交通状态,进行了基于路段车速与信号配时组合优化的绿波协调控制方法研究,完成的主要科研工作与取得的研究成果概括如下:1)分析了面向城市路网的交通绿波协调控制理论,研究了绿波设计车速、信号配时与路段间距之间的联系,提出面向干道双向绿波协调控制的路段引导速度设计方法;根据上游交叉口与基准交叉口之间的绿波车速设计值,以及相邻路段绿波车速的要求,确定协调交叉口与基准交叉口之间的绿波车速优化范围,并提出以路段绿波车速方差作为驾驶舒适性的评价指标,最终通过对干道绿波车速的优化设计,实现了干道绿波带宽与绿波设计车速的综合最大化;以算例求解以及仿真实验等方式验证了方法的可行性,有效减少交叉口平均停车次数与道路行程时间,同时兼顾了驾驶的舒适性,令不同路段间的绿波设计车速波动尽可能小,最终提高协调干道的通行效率。2)考虑到现有区域绿波协调控制模型法的不足,分析了车速优化的优势及其应用的可行性,提出针对区域协调控制的路段绿波设计车速优化方法,并根据平均停车次数与平均延误时间综合最少的要求,采用带宽折减率与车速折减率的加权求和作为目标函数,探究了在特定路网结构下不同权重系数的选取对设计方案的影响规律,最终建立基于车速与信号组合优化的区域绿波协调控制模型;通过绿波车速的优化扩大了区域绿波协调控制的优化空间,能够保证路网具有良好的整体绿波协调控制效果,提高各路段的车辆行驶速度,实现了对车速、相位相序、相位差与公共信号周期的组合优化;通过算例求解与仿真实验的结果表明,该模型求解得到的最佳设计方案对交叉口相位相序、相位差、信号周期以及区域各路段的车速进行了全面的优化,各协调干道在直行方向上均能够获得较理想的绿波带宽与绿波车速,具有显著的区域绿波协调控制效果。3)针对区域绿波协调控制模型求解速度慢的问题,考虑到干道绿波协调控制数解法操作性强、降维求解等优点,提出了面向区域区域绿波协调控制设计的数解算法;通过定义协调区域中的绝对基准交叉口、相对基准交叉口以及非基准交叉口,实现数解法在区域绿波协调控制的分步求解,分析相位差偏差、理想间距与实际间距偏差对绿波带宽的共同影响,提出非基准交叉口相位差的设计原则,以区域偏移绿信比作为区域绿波协调效果的评价指标,最后分析了算法的复杂度;通过理论分析与算例求解表明,数解算法能够有效降低运算的复杂度,极大提高求解速度,且保证了区域整体的绿波协调优化效果;此外,基于面向区域绿波协调控制的数解算法实现路段绿波设计车速的优化,保证较快求解速度的同时进一步增大绿波带宽,有效降低停车次数与行程延误,表明了算法在大规模路网的区域绿波协调控制设计中具有明显优势。