城市快速路是城市道路网的主骨架,也是连接城市内外交通的重要载体。但近年来城市快速路拥堵现象经常发生,交通出行时间明显增加,由此带来的出行体验下降、环境污染、燃料浪费和交通事故隐患等一系列问题日益严重。与此同时,随着城市道路用地资源的日益稀缺,扩建新路以改善交通的方式已经不可取,导致城市快速路交通管理控制的压力越来越大。可变限速控制作为城市交通主动控制的重要环节,在控制和改善城市快速路交通方面已取得一定成效。但由于目前可变限速相关研究主要集中在高速公路方面,针对城市快速路的研究较少,且存在研究精度不足和控制目标单一等问题。本文以城市快速路为研究对象,提出以提高通行效率、交通安全和节能减排为目标的可变限速控制求解和决策算法模型,通过仿真平台对重庆市内环路段进行模拟,验证多目标可变限速控制效果。本文基于当前快速路限速理论结合仿真实验得到驾驶员行驶速度、加速度、停车次数等参数信息,分析不同限速条件对驾驶员行为的影响、对交通流量和行程时间的影响,基于汽车能耗分布规律和道路事故影响曲线,分析快速路限速对车辆尾气排放、燃料消耗和交通安全的影响。其次,以尾气排放量、燃料消耗量、交通流量、行程时间和安全行车间距为目标分别建立可变限速目标函数,以道路参数、相邻路段限速差和快速路限速范围为约束条件,基于遗传算法模型通过匹配目标函数、适应度函数、约束条件构建多目标可变限速控制模型,基于MATLAB平台结合重庆市内环快速路段进行实例建模并求解得到限速值和目标函数的多组非劣解集。而后,通过灰色关联分析法构造原始评价矩阵、参考序列,基于MATLAB平台采用向量归一化法、线形比例变化法进行归一化处理,采用熵权重法进行指标赋值,从而计算多目标可变限速模型的关联系数和关联度,结合重庆市内环实际案例求解其可变限速决策解。最后,根据对实际道路情况的调研提出基于舒适度的可变限速布设方案,基于VISSIM平台搭建仿真路网、标定参数、设计实验条件,以获取仿真评价数据验证多目标可变限速控制优化效果,结果表明可变限速控制能够在保证车辆安全的条件下优化城市快速路通行状况。本文的研究成果可为城市快速路可变限速控制设置方案提供参考,在缓解城市快速道路拥堵、提高交通效率与环境效益、降低交通事故风险等方面,本文的研究具有一定的现实意义。