城市快速路是城市交通运输的大动脉,具有运输速度快、运输量大等特点。大多城市半数以上的交通任务靠城市快速路完成,因此做好城市快速路的控制至关重要。城市快速路主辅路均衡控制是交通控制领域中一个新的研究方向。到目前为止,在此领域的研究还比较少,且存在一些问题,主要集中在两方面:其一,城市快速路系统具有干扰因素多、交通情况复杂等特征,很难建立其精确数学模型,导致难以对交通系统做进一步优化与控制。其二,现有的主辅路系统的控制方法大多是针对主路或辅路分别进行研究的,很少从系统整体和全局的角度考虑问题。针对上述问题,本文提出了如下解决方案:针对问题(1),本文结合无模型自适应控制(MFAC,Model Free Adaptive Control)与模型预测控制(MPC,Model Predictive Control)各自的优势,提出了基于无模型自适应预测控制的主辅路均衡控制算法(MFAPBC,Model Free Adaptive Predictive Balance Control),本方案无需知道主辅路系统的精确数学模型,仅仅利用系统的输入输出(I/O,Input/Output)数据(车辆信息)就可以实现对主辅路系统的控制,且具有控制效果好、鲁棒性强、应用场景广泛等优势。针对问题(2):本文将快速路主路与辅路看成一个整体系统,进行路段划分,给出主辅路系统最小单元模型,并提出了两种均衡控制方案。方案一是城市快速路主辅路无模型自适应预测均衡控制方案:通过调节入口匝道进入主路的车辆数,使主辅路系统的车辆分布达到局部均衡效果,同时对主路车辆均衡分布起到了促进作用。方案二是城市快速路主辅路和辅路交叉口的无模型自适应预测均衡控制方案:进一步考虑了辅路交叉口信号配时对全局控制的影响,通过同时动态调节辅路交叉口与入口匝道处的车流量,使快速路主辅路和辅路交叉口均达到均衡的效果,提高了车辆对城市交通路网的利用率。利用MATLAB和VISSIM软件对所提方案进行仿真分析,验证了所提方案的有效性。