随着城市化进程的加快和机动车数量的持续增加，交通拥堵、事故频发以及环境
污染等问题日益严重。这些问题不仅影响了出行效率和生活质量，也制约了社会经济
的发展。因此，科学合理地进行交通管控尤为重要。
针对问题一，为分析 2024 年 4 月 1 日至 5 月 6 日车流量差异，我们按日期和小时
细分监控数据，并通过描述性统计与可视化手段展现车流分布特征。利用 K-means
聚类算法识别出高峰、中流、低峰时段，并据此进行相位车流量估计。通过追踪车牌
号评估车辆转向行为，以 4 月 5 号自东向西的车辆为例，计算出直行比例高达 53%，
左转和右转比例仅为 14% 和 4%。
针对问题二，优化红绿灯配时以提高交通通行效率。通过定义通行速度为车辆数、
等待时间和通行时间的函数，假设该函数与绿灯时间成比例，构建了一个以通行速度
加权和最大化为目标的非线性优化模型。为解决这一问题，采用模拟退火算法进行求
解，并考虑低、中、高三类车流时段，设定相应的信号灯周期和通行效率常数。最终，
结合各交叉口车流量差异，提出了适应不同区域不同时段交通压力的最优绿灯配置方
案。
针对问题三，为识别巡游车辆，首先应用 MiniBatch KMeans 算法对车辆进行
轨迹聚类，筛选出在某一区域反复出现的车辆。结果表明，‘环东路-纬中路’和‘纬
中路-景区出入口’等交叉口的南北向车辆反复出现频率较高，是易出现巡游车流区
域。再通过筛选低速行驶且频繁转向的车辆，得出五一黄金周期间的巡游车辆数量为
66,005 辆，巡游车辆比例达到 32.8%。
针对问题四，为评估五一期间道路管控效果，建立了平均车流量、平均车速和巡
游率三个评价指标。通过可视化分析和两样本独立 T 检验，发现管控措施后车速提
升，巡游车比例显著下降。此外，引入综合评价模型，综合考察各指标的影响，并在
不同权重设置下得出管理措施的综合改善效果均为正向。