城市快速路具有高速公路和城市主干道的双重功能,在道路系统中的作用和地位日益凸显。在满足了城市中长距离、快速高效等交通需求的同时,交通拥堵等一系列问题也层出不穷,比如交通事故、匝道等造成的交通瓶颈,严重制约了城市快速路的通行效率。因此,本文借助规则简单、易于扩展且计算效率高的元胞自动机模型,对快速路中主线事故瓶颈和入口匝道瓶颈进行了建模、仿真和分析,并提出了两类可变限速控制策略,以道路通行能力等为衡量指标,比较和评价了控制策略的实施效果。本文主要内容如下:1.提出了快速路主线事故场景下的双车道和三车道模型。根据事故瓶颈的特点及其附近的车辆行为,划分了设有特殊换道规则和更新规则的事故路段,模拟了车辆的交替汇合和换道等一系列行为。分别对系统流量、缓冲区流量和交通流演化时空特性进行了分析。结果显示:双车道事故模型中堵塞左、右单条车道时,道路剩余通行能力均为37.36%;三车道事故模型中堵塞左、右或中间单车道时,道路剩余通行能力有所差异,分别为42.77%、43.26%、39.08%;在时空图层面,事故上游均产生致密堵塞带,事故下游为自由流状态。2.基于事故瓶颈场景,提出了固定限速值策略和动态限速值策略。通过调整限速值和限速区间的设置方案,分别模拟了不同限速策略下的道路通行能力、点速度和车流演化时空图的变化。结果显示:在固定限速值策略中,通过简单地调节路段内的限速值不能提高道路通行能力;在动态限速值策略中,基于限速区内所有车辆的实时速度,周期性地更新限速值对提高道路通行能力有一定效果;当划分多个限速段,在事故瓶颈与限速瓶颈之间设置隔离加速区时会有较为明显的效果,通行能力可提升11.37%-14.49%;上述两类限速策略下,事故位置处所有车辆的平均速度逐渐减小,拥堵程度依次严重,这些现象与通行能力的结论相吻合。3.采用虚拟匝道的方式对入口匝道系统进行建模,研究入口匝道对主路车流的影响。结果表明:当入口匝道进车概率较小时,主路上下游的流量先增大后稳定,饱和流量分别为0.883veh/s和1.072veh/s,此时匝道得到了充分利用;当入口匝道进车概率较大时,主路上下游的流量仍先增大后不变,饱和流量分别为0.77veh/s和1.O1veh/s,系统通行能力下降了 6.83%,此时匝道的饱和流量小于其进车概率;当对主路上游的车辆进行动态限速值策略,发现能够大幅度地提高主路上游的饱和流量,且对道路通行能力的提升有一定的效果。