随着我国公路体系逐渐进入大规模改扩建阶段,公路改扩建期间的通行效率降低,交通拥堵现象明显。深入研究公路改扩建建设期交通控制区交通特性,识别其延误影响因素,建立相应的延误时间预测模型,对于交通控制区交通组织方案制定提供有力支撑。首先,本文的研究对象为双向双车道改扩建期间强制换道施工区段交通控制区,研究其建设期交通特性。通过无人机航拍获取实测数据,提取六个交通控制区的流量、车辆组成、速度并进行统计与处理;分析不同车型车辆在各交通控制区速度空间分布,初步判定各交通控制区瓶颈段位置,基于瓶颈位置将交通控制区分为警告区、驶入便道段、便道直线段、驶出便道段和终止区;分析两种类型交通控制区加速度分布,分别利用模型拟合法和修正系数法确定交通控制区各区段实际通行能力,为基于速度空间分布的瓶颈段的判定提供有力支撑。第二,本文基于瓶颈段个数将所研究交通控制区分为单瓶颈和双瓶颈交通控制区,并分别建立固定瓶颈延误模型。将交通控制区的延误定义为实际行程时间与排除干扰后以自由流速度行驶时过控制区的时间差,根据延误的影响因素将固定瓶颈模型分解为单车平均延误、减速-低速-加速延误、跟驰排队延误和随机延误,累加即为交通控制区单车总延误;区别于单瓶颈交通控制区,在复合延误模型的基础上双瓶颈交通控制区还需考虑基于交通波理论的两瓶颈相互作用下产生的额外的延误时间。第三,本文考虑了异质交通流下大型车阻滞造成的移动瓶颈,同时结合单、双固定瓶颈理论建立改进的NS模型,更新模型假设和运行规则,选择合理的评价指标。最后,本文将所建立的交通控制区元胞仿真模型运行并通过实测数据进行评价,进一步分析了交通流量、便道直线段长度、大型车比例、大型车性能对于交通控制区单车平均延误时间的影响,提出有针对性的交通控制区交通组织改善建议。本文的研究提出了交通控制区瓶颈判定原则,将交通控制区交通流的异质性做进一步分析,基于固定瓶颈和移动瓶颈改进了元胞自动机模型,通过仿真与评价,控制影响变量从而探究各因素对于单车平均延误时间的影响,本文的研究在实际公路改扩建工程中具有极大应用价值,基于本文研究所提出的交通管理和控制措施可以有效减缓交通控制区的行车延误。