随着城市形态结构的不断演变以及城市交通需求的逐渐增长,绕城高速公路作为介于城市道路和高速公路之间的高等级道路,对缓解城市内外交通压力以及引导城市空间发展起着重要作用。匝道控制是保证绕城高速公路高效运行的重要管理方法,相比于高速公路,绕城高速公路的出入口间距离较短,交通组成复杂,交通状态不够稳定。本文通过模糊时间序列交通流预测、可拓控制以及匝道协调控制方法对绕城高速公路入口匝道控制进行研究。论文主要内容如下:分析匝道控制基本原理,从匝道局部控制与协调控制两方面对常用匝道控制方法进行分类梳理。考虑绕城高速公路交通流的时变性、非线性以及不确定性,选择模糊时间序列预测方法对绕城高速公路主线交通量预测。针对经典模糊时间序列预测模型在划分论域、构建模糊矩阵以及确定模糊关系方面的不足,利用模糊C-均值聚类算法优化论域区间划分;考虑模糊逻辑关系的不同重要程度改进模糊关系矩阵;通过隶属度向量加权法优化模糊规则建立过程。以西安绕城高速公路为实例验证预测模型的有效性。在模糊时间序列预测模型的基础上,结合可拓控制系统对匝道控制主环节进行设计。以绕城高速公路主线交通流密度实时跟踪期望密度为控制目标,构建基于模糊时间序列预测的单匝道可拓控制器。选取西安绕城高速公路曲江立交为实例进行控制效果分析,对比无控制和采取控制时匝道调节率和主线交通流密度的变化情况,结果表明所构建控制器的调节率波动程度较小,并能使主线交通流密度收敛于期望密度,有利于交通流平稳运行,控制效果良好。以METANET动态宏观交通流模型为绕城高速公路匝道协调控制研究基础,分析动态密度、速度以及流量交通流模型建立过程,阐述匝道汇入模型原理。建立绕城高速公路多匝道协调控制模型。考虑METANET模型在密度发生较大变化时的不适应性,在常以路网行程时间(TTS)作为控制性能指标的基础上对密度加以控制,构建匝道协调控制的TTS-密度组合性能指标,结合遗传算法对所建模型进行求解。选取西安绕城高速公路吕小寨立交至朱宏立交段匝道进行匝道协调控制实例仿真,结果表明以TTS-密度为控制性能指标的控制方法对交通流密度具有明显的削峰填谷作用,整个路段的密度波动减小,道路运行状况更加稳定。