本文探讨城市(道路)交通微循环系统改扩建优化理论与方法,其研究目的在于为城市干道交通拥堵的缓解提供一种可行、有效的解决办法。利用干道与干道间未被充分利用的道路资源来分流干道网络上的交通,既缓解了交通拥堵压力,又节约了土地与资金。交通微循环作为一种交通拥堵的解决办法,在我国已开展了一些实践工作,但还未形成专门的交通微循环系统规划设计理论和方法。因此,本文围绕城市交通微循环系统改扩建问题,从系统功能、网络设计、交通组织、综合评价等多角度出发,探讨城市交通微循环改扩建中的关键理论问题与优化方法,为交通微循环改扩建提供科学的理论与方法指导。首先以人体血液微循环作类比,分析了城市交通微循环的原理,说明了交通微循环对解决交通拥堵的意义,并对其功能特性进行分析归纳。通过分析作为交通微循环系统的城市支路网在城市交通中的作用、改造的可行性、改造工程费用和改造目标等,以支路通行能力为改造决策,以降低干道饱和度和支路总的改造工程费用为目标,建立了支路改造的双层规划优化模型。利用此模型可确定选取哪些道路作为交通分流通道构成合理的交通微循环网络,并对选取的道路确定其改扩建后需达到的交通通行能力值。为使得微循环网络上车流运行效率最大、交通状况最佳,研究了微循环网络上单向交通组织的方法。从降低干道及微循环道路饱和度的目标出发,考虑最大期望饱和度的限制要求,建立了单向交通组织优化的双层规划模型。利用此模型可得到微循环网络上合理单向交通组织方案,包括确定每条微循环道路是否设置单行及相应的单行方向。建立了微循环路网改扩建及单行组织一体化优化的模型,即改扩建的同时考虑路段是否单行还是双行,将路段的单行或双行作为改扩建优化的一部分进行考虑。利用该模型可同时确定各微循环支路的交通组织形式(单行或双行)及改造后需达到的通行能力。利用单行交通组织与改造能力的组合决策编码,设计了求解模型的遗传算法。由于微循环道路的实际特点——道路较窄、等级不高、通行能力易受扰动,探讨了微循环路网拥堵预防的办法,以预防微循环路网内可能发生的拥堵严重后果。结合微循环网络的实际交通状况及交通需求,建立了微循环交通模糊控制模型。分析了交通微循环道路网络的拥堵敏感性并提出利用“正交试验+交通分配”的方法来寻找微循环网络中的关键脆弱路段,以便有的放矢的对关键路段进行重点防范并确保其畅通。交通微循环一方面可分流干道上的拥堵交通,畅通车流运行；另一方面也会对微循环区域内部的交通(如内部的行人与自行车交通)、居民正常生活以及生态环境等造成不利影响。因此应对交通微循环改扩建可能带来的有利和不利两个方面进行综合评价,论文建立了评价指标体系并提出运用多级模糊模式识别理论对城市交通微循环改扩建效果的整体优劣性作出评价。最后以实例验证了论文的主要理论模型与算法,说明了交通微循环解决拥堵的原理,并系统阐述了整个交通微循环设计的思路与过程。