LED交通信号灯交通信号灯以其低能耗、长寿命及高亮度的优点，正在逐步替代传统的白炽灯。但是因为资金的有限以及政府政策等原因的制约，各国的LED信号灯现阶段都是有选择性的置换，避免初期投资过多。现有的交通信号灯置换策略主要是根据事故发生的频率，路段的车流量，平时组织的调研情况和市民的反馈以及政府计划而设置。 本课题提出的均方差分析法是从经济学的角度，以隐含在各个十字路口的不确定性作为不同十字路口的特征，量化这种不确定性，运用均方差法预测出选择哪些十字路口进行LED置换。 本课题提出把投资组合理论应用到信号灯维护投资策略当中，以日本广岛市LED交通信号灯置换为例，先计算几种LED交通信号灯置换方案的生命周期成本，通过LED交通信号灯置换成本回收期以及节约费用等方面的比较，选出置换红黄绿三色的车辆交通信号灯，暂不置换人行道信号灯和方向指示信号灯的方案为最优方案。 然后从安全性角度考虑置换投资的两个相关特征：收益与风险，以能预防的交通事故率为LED交通信号灯置换投资的收益，并定义实际事故率围绕预期事故率的方差为风险。以投资组合理论为指导，利用元控制层波尔兹曼机完成1)选择合适的十字路口2)收益与风险的平衡这两个目的。文中从10个十字路口选择了6个置换LED交通信号灯，保持投资组合的收益水平不变而投资风险降低。 此外，论文中阐述了元控制层波尔兹曼机应用时的参数设定对最终投资策略的影响，为投资者作出正确决策提供了理论依据。