随着城市化进程的加快和机动车保有量的迅速增加,交通拥堵已成为制约城市发展的重要因素之一,相比晴天,雨天发生拥堵的频率更高,持续时间更长,掌握降雨天气下的交通流变化规律对缓解交通拥堵具有很强的现实意义。交叉口作为城市路网的关键节点,运行效率至关重要,目前城市交叉口的控制方案以晴天的交通流特性为主,极少考虑降雨天气,而我国大部分地区每年都要经历不同程度的降雨,尤其是南方地区,降雨天数达到全年的三分之一到二分之一,因此,有必要针对降雨天气下交通流特性,制定精准化的管理和控制方案,提高交叉口运行效率,减少降雨对交通系统造成的不利影响。本文以降雨天气下的信号交叉口交通流特性为研究对象,分析了不同降雨量下饱和车头时距的频率分布以及离散特性,通过回归拟合得到了交通流参数和降雨量的关系模型,并对其适用性和预测准确性进行了分析;对比晴天和雨天的交通流参数变化,标定了交通流参数的降雨修正系数,以此为基础,优化了交叉口的信号配时方案,并进行仿真评价,验证改善效果。首先,选取典型交叉口采集不同降雨量条件下的交通流数据,分析了交通流参数在不同降雨量下的折减程度,饱和流率在小雨天气下折减12.5%,中雨条件下折减21.1%,大雨条件下折减27%,折减程度随降雨量的增加而增加。通过方差齐性检验和多重比较,发现降雨天气下的车头时距从第5辆车开始稳定,确定了饱和车头时距的首车。饱和车头时距的频率服从正态分布,属于低峰度,峰值随降雨量的增加而增大,但偏斜程度与降雨量没有明显关系。其次,分析了交通流参数和降雨量的相关性,两者呈高度正相关,通过回归拟合,得到交通流参数和降雨量的关系模型,饱和车头时距与降雨量呈正比,饱和流率和降雨量呈负指数相关,启动损失时间和降雨量呈正比,R~2均大于0.9,具有较高的适用性和准确性。根据晴天和雨天的交通流参数相对关系,标定了交通流参数的降雨修正系数。最后,针对降雨天气下的交通流特性变化,提出了雨天的自适应控制模式,优化了信号控制方案,通过VISSIM仿真发现,信号配时优化能有效提高交叉口的整体服务水平,减少降雨带来的不利影响,但无法改变延误和排队长度增加的趋势。