交叉口是城市道路交通网络的重要节点,是交通流转向和汇集的发生地,交叉口一旦发生拥堵,若不及时采取措施,拥堵会蔓延至整个路段,甚至是造成整个片区的拥堵。通过拓宽车道宽度或增加车道数缓解交叉口拥堵问题不太现实,车路协同技术成为智能交通系统的发展方向和主要研究领域,特别是“如城市道路交叉口、高速公路出入口匝道等交织路段”冲突点的安全保证和通行效率提高,成为主要研究热点。在理论方面,车速诱导策略是车路协同环境下提高道路出行效率的核心技术,但不涉及可变车道或待转区等空间优化,而已有关于空间优化方法主要是宏观层面的研究,不涉及空间优化方法下车辆的具体换道规则。基于此,为有效缓解因道路交叉口各交通流分布不均衡且通过信号配时无法解决所导致的交通拥堵和道路资源闲置并存问题,提出一种车路协同下城市道路交叉口空间优化方法。采用元胞自动机模拟仿真进行具体实验,验证该方法的可行性。主要工作可概括为以下几个方面:(1)车路协同下城市道路交叉口空间优化方法。介绍关于空间优化方法的研究对象,结合车路协同环境下车速诱导策略,对一般车辆和特殊车辆进行多车协同诱导,调整不同相位车辆行驶规则,其中针对特殊车辆制定红灯相位下优先通行快速通过交叉口的冲突协调规则,提出一种交叉口可变车道和可变待转区的空间优化方法。(2)城市道路交叉口空间优化方法CA模型。利用元胞自动机在NASH模型的基础上,根据车路协同下城市道路交叉口空间优化方法的城市道路交叉口交通流特点和不同相位下车辆的运行规则,对基本模型进行改进,建立关于城市道路交叉口空间优化方法的CA模型,介绍仿真实验的评价指标。(3)仿真实验分析。仿真实验中调整交叉口流量值,结合车速诱导策略和动态配时方法两种方法,分别和本文空间优化方法进行对比分析;对关键参数敏感性进行分析,以及确定直行车道可变方法和左转车道可变方法的适用范围,为不同类型车辆快速通过交叉口和缓解交通流分布不均衡问题提供一些新的思路。