城市干线作为城市的主要道路骨架,承担着巨大的交通压力,同时由于近年来城市机动车拥有量的激增,城市干线的拥堵情况越来越严重。尤其在近几年,各大城市出现了交通溢流的现象,交通溢流的实质归根到底为供需不平衡的表现,当在下游交叉口产生的排队占用了下游交叉口到上游交叉口所有的道路空间。如果交通溢流现象不尽快加以控制,交通溢流就会在道路网中迅速蔓延开来,从一个交叉口拥堵发展到附近的交叉口全部锁死,甚至使整个交通网陷入瘫痪。因此,对于交通溢流的发生机理和预防策略研究具有非常重大的现实意义。本分析车队到达下游交叉口的不同受阻排队情况,分别讨论车队头车受阻排队和车队尾车受阻排队,利用改进的交通波模型,建立当车队头车和尾车受阻排队时的路段直行车辆最大车辆排队长度计算模型和路段左转车辆最大排队长度计算模型。并根据交通溢流的概念入手,如果路段的排队长度超出了路段的长度,就会导致溢流的发生,基于这个思想,论文建立了排队长度限制条件模型。因此,将路段直行和左转最大车辆排队长度限制在路段范围内,所得出的相位差范围是能避免交通溢流现象发生的合理相位差范围。本论文考虑到交通溢流这种特殊的过饱和形态,建立饱和协调路段平行四边形延误模型,同样考虑了车队到达下游交叉口的不同受阻情况,建立适合于干线协调控制的最小延误相位差优化模型,基并将左转排队长度和直行排队长度限制模型得出的合理相位差范围作为优化方法的限制条件,求解出既能预防交通溢流的发生又能使延误最小的相位差值。最后以实际道路交通条件为例结合VISSIM仿真系统验证模型的有效性,根据调查的交叉口数据进行路网搭建,将各个交叉口的车型分布、交通流量、信号配时、相位差等数据录入基础仿真模型。根据基于相位差优化干线防溢流控制方法计算最优相位差值,并运用微观仿真软件VISSIM进行仿真验证,对比分析现状方案和优化方案在排队长度和延误时间上的情况。通过案例的研究与分析,证实了本文提出的基于相位差优化的干线防溢流控制方法可以预防交通溢流的发生,同时降低了车辆通过交叉口的延误时间。