随着我国经济的高速发展,城市化进程加快,汽车保有量迅速增加,道路拥挤等交通问题日显突出。特别是以北京市为代表的特大城市,交通堵塞现象时常发生,不仅明显降低了人们日常的工作效率,并且严重影响了城市的正常运转,由此带来的损失不可估计。寻找多种有效疏导城市车辆、减少交通堵塞的方法是一项具有巨大现实意义的工作。对于北京市而言,高峰时段快速路、主干路及部分次干路拥堵严重,城市道路的瓶颈在交叉口,交叉口的信号控制是影响城市道路交通运行效率的重要因素,信号控制的再设计是目前进行北京市交叉口优化设计,解决或缓解交通拥堵的重要手段之一。本文以北京市公安局公安交通管理局近期优化的110个交叉口为研究对象,针对110个交叉口信号控制设计过程中遇到的难点问题,研究面向工程实践的城市交叉口信号控制方法,涉及三个层次：定时控制、感应控制和自适应控制。在进行北京市交叉口信号控制现状与发展分析的基础上,首先从北京市普遍应用的定时控制入手,研究了基于Synchro的城市干线协调控制建模方法；然后,从北京市交叉口信号控制的长远出发,研究了基于VAP的感应控制建模方法；最后,针对感应控制的缺陷,引入智能算法实施自适应控制,研究了基于Matlab和VAP的模糊控制建模方法。具体内容如下：(1)研究了基于Synchro的城市干线协调控制建模方法,从车道利用修正、待驶区保护型左转修正、许可型左转修正、最短绿灯时间四个方面入手,结合实际的交通调查,提出了适用于北京市交叉口点控与线控的Synchro参数修正方法,并以北京市大兴区亦庄新区的荣华路为例,进行了实证研究。实证表明,优化方案效果明显,参数修正方法弥补了基于Synchro软件的缺陷。(2)研究了基于VAP的城市交叉口感应信号控制建模方法,解决了VAP基本参数设置和左转待驶区设计等基本建模问题,并以北京市南中轴BRT专线为例,从全感应控制、公交感应控制、半感应控制三个方面,进行了北京市交叉口公交信号优先设计与仿真的实证研究。实证表明,定时控制、全感应控制、公交感应控制、半感应控制均具有一定的优势和劣势,应结合相关的交通政策进行方案的确定。(3)研究了城市交叉口模糊控制设计与仿真建模方法,基于Matlab设计了四种城市交叉口模糊控制器,研究了基于神经网络的模糊控制方法,并试图将模糊控制引入VAP的建模中,提出了基于VAP的城市交叉口模糊控制设计与仿真建模方法,进行了实证研究。实证表明,控制效果与成本成反比,即神经网络模糊控制效果最优,两级模糊控制次之,感应控制效果稍差于两级模糊控制,定时控制最差。总的来说,本文从工程实践角度出发,旨在解决北京市110个交叉口信号控制优化过程中遇到的难点问题,研究了目前迫切需要实现的基于Synchro的定时控制方法,从交叉口信号控制的长远出发,探索性的研究了基于VAP的交叉口感应信号控制与模糊控制的建模方法,解决了交叉口模糊控制中VAP与Matlab的交互问题。