汽车保有量的逐年增加在便利人民生活的同时,城市交通特别是道路交叉场景下的拥堵及事故问题也日益制约着社会发展。现阶段车辆通行控制主要以固定配时方式为主,这在一定程度上可以有效减少驾驶人抢行带来的交通拥堵和事故数量,但由于缺乏车与车、车与交通设施之间的环境互感知,信号灯不能根据车流量变化实时调整红绿灯时间。信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)是计算、通信和控制过程高度集成的系统,通过在物理设备中嵌入传感器和通信设备,实现对外部环境的感知、可靠数据传输、智能信息处理,并通过反馈机制对物理过程实时控制。目前CPS正在智能交通控制与安全、先进汽车系统领域开展广泛的研究及应用,这对于提高道路交通安全具有十分重要的意义。本文针对道路交叉场景下的车辆通行控制问题,基于CPS理论物理对象之间可以通信连接获取实时状态信息并进行反馈控制的特点,主要研究以下内容:(1)以无信号灯交叉路口为研究对象,考虑到车辆抢行易导致交通事故发生的情况,提出一种车辆智能协同通行控制方法。首先基于CPS理论设计方法的系统框架,其次分析车辆需要实时获取的通行信息,并基于信息交互分析时-空冲突,最后设计车辆优先级比较规则和速度控制算法,化解车辆的潜在冲突风险,错开不同车辆到达同一地点的时间。(2)以有信号灯交叉路口为研究对象,针对固定配时方案的弊端,设计一种自适应模糊通行控制策略。该方法首先设置信号灯的初始相位和周期,然后以绿灯方向车辆数量、剩余绿灯时间为输入,绿灯影响因子为输出建立一级模糊控制器,以绿灯影响因子、红灯方向车辆数量为输入,建立二级模糊控制器得到延时时间,最后将该时间通知各车辆按照调整后的信号灯通行。(3)分析不同交通仿真软件的特点,在PreScan-Simulink平台设计两车冲突、多车冲突场景以进行智能协同通行控制方法的验证,在Vissim平台进行自适应模糊控制方法的验证,并与传统的固定配时方法进行对比分析,结果均证明了所提出方法的有效性。