城市快速路瓶颈路段是城市交通路网中的重要节点,对整个路段的交通安全以及交通通行效率都存在较大的影响。为了解决该类节点存在的问题,相关研究提出了诸如限速控制、匝道控制等交通管理与控制方法,并取得了积极的成果。其中,限速控制因其较强的适应性与可操作性受到了广泛的关注,在宏观交通流领域,关于限速控制实施效果的评价已有很多研究,但大多是从传统交通流理论的角度出发,较少涉及非线性、交通流混沌的角度;而从该角度出发对该类节点路段上限速控制的效果分析是一项非常有意义的工作。本研究以城市快速路瓶颈路段为研究对象,应用混沌相关理论,结合仿真和现场调查,探索限速控制相关要素与交通流混沌之间的关系。本论文的主要工作可以概括为以下几个方面:(1)建立城市快速路瓶颈路段仿真模型。根据瓶颈路段的特征,将路段分为三种类型:①车道数减少产生的交通瓶颈;②合流产生的交通瓶颈;③分流产生的交通瓶颈。实地调查各类路段相关的交通流数据,建立VISSIM仿真模型并对模型进行校准验证,验证了模型的可靠性;(2)研究静态限速控制下城市快速路瓶颈路段交通流混沌特性。利用混沌时间序列判别方法,通过改变限速控制中的限速值、限速标志的位置以及驾驶员服从率,探究这3个因素对于城市快速路瓶颈路段交通流速度混沌特性的影响,研究结果揭示了不同情景下交通流混沌特征与三因素之间复杂的非线性关系,为城市快速路交通流混沌控制提供参考依据。(3)研究道路瓶颈区主线混沌模糊控制方法。建立了道路瓶颈区交通流主线混沌控制器知识库,以瓶颈区交通流参数是否超过一定阈值作为启动控制的判别条件,建立以瓶颈区交通流占有率、平均车速为输入,主线限速值为输出的主线交通流自适应神经模糊混沌控制器,通过Vissim.Com与彷真路网相连,搭建仿真平台,对交通流混沌控制的最佳启动阈值、最佳控制周期进行仿真分析,验证了该方法的有效性,并且得到了不同瓶颈路段的最佳启动阈值与最佳控制周期,为可变限速控制下城市快速路瓶颈路段的交通流混沌特性分析打下基础。(4)研究可变限速控制下城市快速路瓶颈路段交通流混沌特性。通过改变可变限速控制中的限速标志位置与驾驶员服从率,研究不同场景下交通流速度混沌特性的差异,并与静态限速控制下的相应特性进行对比分析,从非线性、混沌的角度展示了可变限速控制与静态限速控制的异同。