随着社会经济的发展和汽车工业的发展,交通堵塞问题成为世界各国都亟待解决的问题。随着计算机信息处理能力的不断提高和电子技术、先进控制理论的发展,如何尽量利用现有资源,通过合理的交通控制策略,发挥交通运输的最大潜力,以缓解交通运输的压力,已成为当前交通信号控制的一个重要研究方向。本文从国内外城市交通信号控制的发展现状出发,首先介绍和讨论了交通信号控制的基本理论,对几种典型的交通信号控制系统的建模过程、配时优化和系统性能进行了分析。介绍了交通信号控制的特点和逻辑规则控制的基本理论,分析了逻辑规则控制理论在交通信号控制中可行性。然后在现有城市交通信号控制系统理论研究基础之上,针对当前比较普遍和有研究价值的干线系统和区域网络系统两种不同类型的交通控制对象,分别提出了基于泛布尔代数的干线系统和区域网络系统的逻辑规则优化控制算法。在干线系统优化控制模型中,首先介绍了干线协调控制的基本理论,分析了干线系统形成的要素,然后针对具体的干线系统控制模型提出逻辑规则控制的优化算法。优化的目标是形成干线上的绿波控制,以追求最大上行及下行通行能力,保障主干道上的最大车辆通行率。在区域网络优化控制模型中,首先介绍了区域网络交通系统的特点以及区域网络系统中子区的划分原则。然后针对单个子区域网络模型提出基于逻辑规则的优化控制算法,优化的目标是提高整个子区域的车辆通行率。利用Visual C++软件模拟干线系统和区域网络系统交通模型中定时控制方式与基于逻辑规则优化控制方式两种控制方式下的交通运行状况与运行参数。仿真结果表明,与定时控制方式相比,基于逻辑规则控制算法的交通信号控制系统能有效提高交通路口的通行能力,减少车辆延误,明显优于传统的定时控制方式。最后通过硬件电路验证了设计的合理性和实现的有效性。