交叉口作为一个重要枢纽,不仅对城市交通的通行效率有着很大影响,也是能源消耗及废气排放主要场所,为此对交叉口采取有效的信号控制手段十分有必要。在交叉口有着一个科学合理的信号控制手段,就能有效缓解交叉口排队拥堵,还能达到节能减排的目的,使得生态城市的建设得到大力发展。本文以降低延误和减少排放为目的进行交通信号控制优化研究,结合车路协同的技术背景,对单个交叉口和多个交叉口形成的区域交通信号控制分别进行了优化设计。本文具体工作和创新点如下:(1)构建了一个新的车路协同框架结合当前最新的车路协同技术热点,构建了一个车与车、车与路侧单元控制设施实时通信的车路协同系统框架。该框架里是设计了一个新的路口协调控制系统,由配备在智能车辆上的车载单元和在交叉路口附近配备的路边协调控制单元(包括信号灯)组成,并定义了相关车辆检测方法,为后续章节研究提供技术背景。(2)设计了一种生态驾驶中的速度引导策略以生态交通为目标导向,重点研究了交叉口处的车辆延误与累积能耗之间的关系,并构建了相应的测算模型,为后续的交叉口信号控制优化提供测算依据。另外,根据交叉口处的车辆不同行驶工况,设计了一种生态驾驶的辅助策略,即节能为导向的车速引导。通过仿真显示,相较于无车速引导的场景,有车速引导能节约10%左右油耗。(3)设计了针对单交口的交通信号控制优化模型针对典型的单交叉口,结合其几何模型特点提出了一种针对最大交通流量的控制策略。同时根据单交叉口“点控制”的特点,重点研究了一种粒子群与多目标模型相结合的求解最佳信号配时的方法,通过在仿真平台进行测试,该优化方法相较于传统配时方法有明显的改善性。(4)设计了多交叉口实时信号协调控制模型从多交叉口形成的区域控制出发,针对多交叉口信号控制设计了实时路口协调控制RIC~2(Real-time Intersection Coordination Control)模型,结合交通流诱导与信号控制优化协同运作原理,分别设计了路径引导功能特色模块和优化信号配时的关键模块。同时,对两个模块中的模糊组合权重算法和改进式的量子粒子群算法分别进行了对比仿真试验,结果显示在过饱和流量下,RIC~2模型对城市交通效率的提升有明显的改善效果。