作为一种特殊的路口节点形式,环形交叉口以其高效率、低事故率等优势吸引了诸多国内外交通学者和工程技术人员的关注。为满足城市地标性建筑的需求,环形交叉口作为一种交通控制措施,在长春等国内城市也有着广泛的应用。随着城市的快速发展以及机动车保有量的急剧增加,高峰时段内城市环形交叉口的交通运行状况也在逐渐恶化。为应对这种情况,部分地区采取了直接拆除或改建环形交叉口的措施,意在短时间内解决交通拥堵。然而,由于缺乏对环形交叉口的交通流运行特性的明确认识,以上措施在耗费较大成本量的同时未必会给城市交通系统的拥堵带来根本性改善。此外,部分交通管理部门在环形交叉口入口处设置信号灯,以保证环岛内部车流的正常运转。但由于当前信号控制环形交叉口相关的配时理论和方法还不完善,部分加载信号后的环形交叉口成为城市路网中的瓶颈,在高峰时段需配合交警指挥来缓解拥堵。为了解决上述问题,本文通过对长春市的环形交叉口进行调查研究,着重研究了环形交叉口的车头时距等交通流特性,以及多车道环形交叉口通行能力建模方法。并从不同的控制角度出发,提出了基于预信号控制的环形交叉口串行进口道设置优化方法,基于上游信号交叉口控制的环形交叉口优化策略,以及针对不均衡车流的环形交叉口控制优化方法等内容。论文的主要研究内容如下:(1)环形交叉口交通流运行特性分析通过分别采集长春市有无信号控制条件下大型多车道环形交叉口的车头时距数据,分析并拟合得到其分布模型;对比分析了有无信号对环道车头时距分布的影响,并进行相关性检验;结合断面速度信息,对速度分布模型进行了初探;采用VISSIM仿真,分析了流量、左转率和大车率等因素对环形交叉口运行效益的影响程度;最后考虑右转专用车道在入环处的设置情况,利用仿真方法从整体效益角度进行了对比分析。(2)环形交叉口通行能力建模从不同的角度对入口通行能力进行了分析:①通过验证中高流量下入环处存在的有限优先现象,在环道车头时距修正模型的基础上,利用间隙-接受理论推导得到了多车道环形交叉口的入口通行能力模型;②基于冲突分析理论,建立各股车流之间的冲突矩阵,并利用概率论方法推导单、双车道环形交叉口的入口通行能力模型;通过同经典模型的对比分析,验证了本文模型的适用性;同时基于排队论对入口延误和排队长度模型进行了初步探讨;最后,利用VISSIM仿真构建了不同的宏观场景,初步建立单、双车道环形交叉口的系统通行能力模型。(3)基于预信号控制的环形交叉口串行进口道优化设置方法在饱和状态下,为了提高车辆通行效率,在停车线前设置预信号以形成串行进口道;通过分析预信号的设置方式,结合环形交叉口的几何结构及交通流运行情况,制定相应的信号控制策略;通过设置优化目标,同时考虑周期、绿信比以及主、预信号之间的协调约束条件,建立控制优化模型;最后通过算例验证了所提优化方法的可行性。(4)基于上游信号交叉口控制的环形交叉口优化策略为了最大限度地发挥环形交叉口在城市路网中的作用,针对高峰时段,利用上游信号交叉口的调控来间接消散环形交叉口的拥堵;通过分析环形交叉口内部各区域之间相互作用关系,建立区域状态指标及关联模型,并制定优先控制机制;按照区域状态所对应的控制策略,初步提出周期时长、绿灯时间以及相位差的调整方法;最后,通过案例分析验证了以上优化策略实施的可能性。(5)针对不均衡流量的环形交叉口控制优化方法针对不均衡流量所导致的个别入口延误过大的情况,通过在其上游入口道设置截断信号灯,建立相应的控制优化模型;并进一步提出了基于VISSIM仿真的模型求解方法;最后通过案例分析及敏感性测试,验证了此优化方法的可行性。最后,在总结论文的主要成果及取得的主要进展的基础上,提出了论文中存在的主要问题以及下一步的研究计划。