随着科学技术的不断进步、社会经济的迅速发展以及城市规模的不断扩大,使得机动车数量迅速增加。这不仅导致了交通流量的急速增长,还进一步加剧了交通拥堵程度。交通拥堵会造成交通事故频繁发生、能源消耗、车辆延误、经济损失及环境污染等一系列问题。另外,在发生突发事件时,急救车需以最快的速度将受伤人员送到医院,以保证伤员得到及时救治。交叉口是城市道路网络中的重要组成部分,是交通事故和交通堵塞的主要发生地,同时也是急救车耽误时间最长的地方。因此,对交叉口的信号变换进行科学的管理和控制,建立高效率的交通信号控制系统,是确保交通畅通以及急救车快速通行的重要方法。城市交通系统的特点是共享道路和交通灯等资源,具有高度的并发性、冲突性、动态性和资源共享性。Petri网是一个图形化工具,可以对系统进行可视化描述,对模拟系统动态和并发活动方面非常有用。另外,在普通Petri网的基础上,针对不同系统的特点,可以对Petri网进行扩展,具有极强的可塑性和灵活性。迄今为止,已经有很多学者采用Petri网方法研究交叉口信号控制问题,但仍然存在许多需要改进和完善的地方。例如,尽管已经有许多关于交叉口拥堵问题的研究,但是很少有学者同时考虑到拥堵问题以及红绿灯空走时,横向行人等待的问题。本文围绕交叉口信号控制问题展开研究,具体工作以及研究成果如下:1.针对急救车在行驶过程中会受到普通车辆的影响,尤其是在交通拥堵的路段,急救车很难超越前面排队的车辆实现优先通行的问题。本文基于时间同步Petri网建立二相位交叉口急救车优先通行模型。该模型及时调整信号灯状态,保证在急救车到达交叉口前疏散拥堵车辆,达到急救车快速、安全通过交叉口的目的。2.我国交叉口大多采用固定配时的信号控制方案,而实际车流量却是随机变化的。常常会造成车辆较多时,易形成交通拥堵,而车流量较少时,易形成红绿灯空走但行人却要等待的现象。对此本文提出一个自适应交通灯控制策略,并基于时间同步Petri网建立一个二相位交叉口信号实时控制模型。该模型能够通过传感器检测当前道路车流量的情况,并由计算机控制器进行判断,针对交叉口不同时间段不同的交通状况,实时地控制信号灯的转换。最后,在总结全文的基础上,展望了基于Petri网解决交通控制问题的未来工作方向。