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于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,这就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,论文采用混杂动态系统模型分析和设计交通信号控制系统,取得成果如下:　　 论文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。一方面,在假设车辆到达率Pj(j=1,2,3)和驶离率p满足p>∑(j=1)p1的情况下,提出了两种信号配时策略,即:定相序情况下“排空切换”的信号配时策略以及信号灯“排空切换到等待时间最长的交通流”的信号配时策略。在这两种配时策略下分别进行研究:首先,在第一种信号配时策略下,将T形交叉口建模为切换服务系统模型,验证其满足周期线性微分自动机的定义。基于该模型,证明这样的信号配时策略能使车辆排队长度全局周期稳定,给出信号配时周期的计算公式。其次,在第二种信号配时策略下,基于T形交叉口的切换服务系统模型,证明由排队长度构成的状态空间可划分为两个区域,使得每个区域包含一个极限环,且每个区域中任意初始车辆排队长度按照这样的信号配时策略都收敛到一个稳定的极限环,并得到信号配时周期的计算公式。最后,使用北京市怀柔区富乐大街T形交叉口采集的实际数据,利用混杂系统仿真工具CheckMate3.6,验证了上述理论的正确性。并且,论文为T形交叉口提供了两种多时段信号配时的控制策略。　　 另一方面,当T形交叉口的交通流处于高峰时段时,即车辆到达率pj(j=1,2,3)和驶离率p满足p≤∑pj的情况下,根据交叉口的交通流特性,论文建立了T形交叉口的混杂自动机模型。采用混杂系统最优控制两阶段法研究了混杂自动机最优控制问题,即确定切换规律(交叉口各相位的绿灯时间、相位顺序)和每个连续模态中的连续控制规律,结合遗传算法,使得交叉口道路车辆平均排队长度达到最小。　　 为了研究十字交叉口道路的车辆排队情况,论文采用混杂自动机的稳定性和可达性分别进行讨论。第一,论文提出一类线性混杂自动机,证明其可以转化为离散时间线性周期系统,并进一步证明这类线性混杂自动机的稳定性及渐进稳定性的判定定理。在两相位设置的假设下,建立了十字交叉口的线性混杂自动机模型,证明了道路车辆呈周期稳定的排队长度,并给出了周期的计算公式。第二,论义采用了矩形混杂自动机的一种可达性分析算法,该算法近似计算矩形混杂自动机在每次迭代过程中处于某个离散状态的持续时间,利用持续时间计算每个连续状态变量的边界,通过对连续状态变量边界的计算,估计矩形混杂自动机的可达集。进一步,在四相位设置的假设下,将十字交叉口建模为矩形混杂自动机模型。基于该模型,采用上述矩形混杂自动机可达性分析方法详细分析了各车道车辆排队长度的可达集。最后,利用北京市两个典型的十字交叉口的实际数据,通过仿真工具,验证了论文所提方法的有效性。　　 此外,论文还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,得到了闭环系统在符种控制律作用下镇定的结论。进而,得到了系统是具有有限L2增益的一致二次稳定的,并给出该增益的最小上界。最后,通过数值例子,在给定的切换规则下,说明了论文所提方法的有效性。