近年来,随着城市职能的提升、城市规模的逐渐扩大、私家车的普及等各种因素,使得交通需求急剧增加,造成了交通供需矛盾日益突出、交通压力与日俱增的现象愈加严峻。尽管许多城市通过建设快速路来缓解交通问题,但效果不显著,因为快速路上下匝道的空间位置设计的合理性,会使得上下匝道处的排队车辆影响邻近交叉口的交通流,从而影响高架道路与地面道路主线的正常交通运行,同时当地面交通拥堵时,高架道路却存在过剩的通行能力得不到利用,反之亦然。所以通过增加交通基础设施的方法来改善交通的同时,又增加了交通改善的区域,随着时空的发展,整个路网的通行效率会逐渐降低,相互干扰逐步严重。对于城市交通的整体组织与控制,就不仅针对某个路口、路段进行优化整治来解决交通问题,尤其在建设快速路后,就要对整个城市快速路进行交通组织与控制协调一体化。本论文所研究的城市快速路不仅是高架道路,还包含高架道路所覆盖的地面道路及周边路网。针对快速路网中的交通问题,国内外的学者分别从设计、交通组织、交通控制等方面提出了相适应的模型、方法和建议,对改善交通起了一定的作用,但是实际应用的过程仍比较困难,而且缺乏交通组织与控制一体化方面的研究,以及缺乏对整个城市快速路网的影响因素的研究,同时研究缺少系统性和全面性。因此本论文从土地利用状况、道路条件、交通量及其组成、交通冲突点等方面,对昆明市二环快速系统中金星立交桥至菊华立交桥段的交通状况进行影响因素分析。接着,系统性地展开对地面道路、高架道路以及上下匝道衔接区域三部分的交通组织与交通控制一体化方法研究,建立路口交通组织与控制的流程,提出各幅路路段和高架道路的交通改善方法,在前人研究的基础上建立上匝道及其邻近交叉口的协调优化控制模型,提出下匝道及其邻近交叉口的衔接区域内可变车道的最小值和最大值的数学模型,设计优化可变车道及可变车道情况下的信号控制方案。最后以昆明市二环快速系统中金星立交桥至菊华立交桥段为例,采用仿真软件TransModeler对交通组织与控制方法实施前后的路网运行状况进行分析,选取车均延误、车均排队长度等指标对各立交桥及整个路网进行对比评价,证明本论文提出的交通组织与控制方法应用于城市快速路的科学有效性,为今后对城市快速路系统进行交通优化整治提供了系统性的科学依据。