随着城市化的进一步加深和国民经济的快速发展,居民生活水平逐渐提升,汽车保有量稳步增长,交通需求不断增加,交通拥堵、尾气污染等道路交通问题日益显著,严重影响到居民的日常生活。交叉口作为城市路网的重要节点,直接影响着城市道路的通达性,因此优化交叉口的信号控制是解决城市交通问题的重要手段。而主干路作为城市道路的主要载体,承担了大量的交通负荷,因此实施干线信号协调控制,保证干线车流的畅通,对提高路网的通行能力,缓解一系列的交通问题具有重要作用。本文在对研究现状进行总结分析的基础上,针对既有研究的不足,对干线协调控制、控制子区划分以及相邻子区间协调优化的方法进行研究,主要研究内容如下:(1)对干线协调控制的主要方法进行探究,通过分析比较不同方法的优劣性选择AM-BAND(Asymmetrical Multi-BAND)模型作为本文研究的基础模型,并针对传统最大绿波带模型中以平均车速进行干线协调控制方案设计的缺陷,结合车辆行驶过程中车速波动的实际情况,选取95%置信水平下的速度区间作为绿波速度的波动区间,在AM-BAND模型的基础上添加速度波动区间约束,建立考虑速度波动区间的干线绿波协调控制模型,并结合模型特点对求解方法进行介绍。(2)鉴于交叉口数量对干线协调控制效果的制约,本文通过控制子区划分技术,实现对大规模干线的协调控制。针对现有研究中子区划分与协调控制两步骤相脱离,忽略了子区划分方案对干线协调控制效果影响的问题,本文根据交叉口、路段与控制子区间的关系,引入三个0-1变量,将子区划分与协调控制过程相结合,在上文建立的考虑速度波动区间的干线绿波协调控制模型的基础上,以各相邻交叉口间绿波带宽的均值最大为目标建立控制子区划分模型,并根据模型特点采用遗传算法进行求解。(3)为加强相邻子区间的协调优化,本文介绍了有效绿波时间的概念,通过分析干线上直行车流的构成,构造驶入下游子区车流量的分阶段函数,并以有效绿波时间内上游子区最后一个交叉口到达下游子区第一个交叉口的车辆数最大为目标函数,建立基于连续通行量的相邻子区间协调优化模型,对相邻子区间的相位差进行优化,同时给出了具体的求解算法。(4)本文以中关村大街为案例,根据现场调研数据,分别对上述子区划分模型及子区间的协调优化模型进行计算求解,并通过Vissim软件进行仿真分析,仿真结果进一步证实了上述模型对大规模干线进行协调控制的优越性。全文共有:图25幅,表49个,参考文献87篇。