城市快速路是现实交通路网中重要的组成部分,承担着主要的交通流量压力。随着交通流量逐年的增长,快速路的拥堵现象越来越严重,其中一个日益凸显的问题就是快速路出口匝道区域的堵塞。因此分析快速路出口匝道区域交通特性,建立该区域交通流模型,制定相应的智能信号灯控制策略,对解决这一越来越被大家重视的交通拥堵问题有重要意义。由于快速路出口匝道区域拥堵问题是近几年才在中国交通路网中出现的特有问题,至今国内外研究不多。因此本文的研究对这一区域交通管理、道路组织、信号灯控制等交通策略的制定有较强的参考价值。本文的主要研究成果如下。(1)对影响交织区交通流特性的因素进行分析,总结出快速路出口匝道与下游临近交叉口衔接路段内交织区的特性。结合车辆跟驰与换道模型,建立该交织区通行能力估计模型。(2)为了建立快速路出口匝道区域交通流模型,针对该区域特点,将此区域分成两大类。根据两类区域不同的特点,提出基于改进元胞传输模型(Cell Transmission Model,CTM)建立快速路出口匝道区域模型的方法,并使用仿真软件Aimsun产生的交通流量数据进行验证。(3)将改进CTM作为预测模型,以信号灯配时为控制变量,建立以最小路网延误为目标的优化命题,提出基于模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)的快速出口匝道区域控制方法。通过与现有控制方法的对比,MPC方法能够更好地适应复杂交通状况、降低车辆延误、缓解交通拥堵。