随着社会经济的发展,我国各大城市交通拥堵问题日益严重,过饱和交叉口逐渐增多,严重阻碍了交通流的顺畅通行。信号控制交叉口是组成城市道路网的基本元素之一,在过饱和交叉口中,尤其是关键过饱和交叉口的阻塞扩散会导致大范围的交通拥挤。同时,在规划设计交叉口时,通过拓宽进口道来增加车道数是提高交叉口通行能力的有效办法,但由于城市道路空间资源的有限性、城市交通流具有多变性和随机性,在道路展宽段处,车辆溢出已经非常常见。在现有交通管控措施中,交通信号控制能够在既定的交通需求与路网结构下有效缓解交通拥堵、保障交通流的有序运行。因此,本文以单个过饱和信号交叉口机动车流为研究对象,针对展宽段渠化形式与信号控制方案之间的协调关系,着重研究如何在过饱和状态下通过考虑展宽段的信号控制优化来充分利用交叉口进口道空间资源,均衡各方向交通压力,维持交叉口的正常运行。首先,论文在饱和流率、交通信号控制与评价等相关理论的基础上,以具有不同展宽段渠化设计形式的过饱和信号交叉口为研究对象,对其进行高峰期消散流率的调查研究,定性总结了展宽段设置对车辆绿灯期间饱和流率的影响。经过实际观测对展宽段处车辆溢出的变化规律进行了分析。以此为依据提出了考虑展宽段的单点过饱和交叉口信号控制的目标。其次,分别建立了展宽段车辆溢出条件下仅左转车道数不足和拓宽总车道数不足两种情形的车辆延误模型和车辆排队模型,为信号控制目标函数的构建提供依据。其中在研究拓宽总车道数不足情况的排队模型时,利用人工势场的思想建立车辆到达率模型来使所建立的模型更符合实际情况。再次,以上章建立的延误与排队模型为基础,针对仅左转车道数不足与拓宽车道总数不足两种单进口道设置展宽段的情况分别建立相应的信号控制优化模型,并在此基础上建立了各进口道均设置展宽段情况下的信号控制优化模型。并通过MATLAB和VISSIM软件仿真验证了上一章节所建立的信号控制优化方法的有效性。最后,对全文的研究以及主要成果进行了总结,并提出了研究进程中需要继续完善和深入探索的内容。