随着城市化进程的加快和汽车保有量迅速增长,城市快速路养护项目不断增多。施工期间,道路上设置养护施工区,通常伴随着车辆行车空间的减少,致使道路的通行能力降低,加上快速路较大的交通量,以及施工人员及机械、路边施工护栏和来往的车辆,施工区极易诱发交通拥堵和交通事故,成为城市道路的瓶颈。传统的施工区限速方法无法适应施工区实时变化的道路交通环境,本质属于静态限速方法,其精确性较差且多不合理,车辆常常超速行驶。可变限速控制是一种动态限速方法,通过先进的交通流检测技术,制定符合当前交通流状态的限速值,达到对交通流的主动干预,提升通行效率和安全水平。本论文将可变限速控制方法应用于快速路养护施工区中,主要从理论、仿真、策略和优化四个方面逐步展开研究。首先概述了快速路养护施工区的基本特点并介绍了可变限速控制理论,接着基于元胞传输模型建立施工区的交通流模型,之后提出快速路养护施工区的可变限速控制方法,并通过仿真模拟其效果,最后通过智能方法优化可变限速控制方法。论文具体的研究内容包含以下几个方面:第一,对快速路养护施工区的基本组成、形式划分进行概述,并基于真实交通流数据分析施工区的交通参数特点;介绍可变限速控制理论,分析可变限速控制对交通安全、交通效率和交通基本图的影响机理。第二,选取元胞传输模型作为快速路养护施工区交通流模型,并结合施工区的特殊性质和可变限速控制的特点,考虑通行能力下降和可变限速控制对元胞传输模型进行改进。接着,提出施工区可变限速控制基本方法、基本流程、优化模型和约束条件。最后,采用真实交通流数据标定施工区交通流模型的关键参数。第三,构建施工区的可变限速控制系统,阐述系统的组成和功能。在确定施工区可变限速标志设置问题的基础上,分别提出基于安全、效率的单目标可变限速控制方法及兼顾安全和效率的多目标可变限速控制方法,并对比不同控制方法之间的差异性,分析可变限速控制的效果。第四,将神经网络应用于施工区可变限速控制,分别设计基于遗传算法优化的BP神经网络和RBF神经网络可变限速控制器,对上述可变限速控制方法进行优化,分析评价不同控制方法的控制效果。