目前,随着经济的提升,城市交通出行需求也日益增长,最直接的影响就是机动车排放产生的空气污染严重影响生活环境。机动车尾气的危害性已经受各界学者的高度重视,日益上涨的机动车数量会产生更高的尾气排放以及造成交通堵塞,而拥堵的城市路况会进一步加剧尾气排放量的增加。因此,研究行之有效的城市交通信号灯优化控制策略,对优化机动车尾气排放污染的意义重大。城市交通管理和控制的目标主要是通过不同的信号灯控制策略优化交叉口处交通状况,不同的配时策略对于整体路况的优化效果大不相同。不合理的信号灯配时方案,会导致机动车运行工况变动频繁,车辆加减速以及停车等行为均会增加车辆油耗,产生更高的尾气排放。因此,本文考虑城市交通排放量作为优化控制目标,建立“点、线、面”城市三级微观交通流优化控制策略。首先,研究改进的微观交通流模型,并结合VSP排放模型,搭建城市单点交通排放优化模型。之后探讨了模拟退火算法和经典遗传算法,并分别基于模拟退火算法和经典遗传算法建立考虑排放的城市单点交通流优化控制策略。随后,讨论了经典遗传算法的不足以及当前应用普遍的优化策略,提出一种改进的退火式遗传算法,将城市交通流数值仿真流程嵌入适应度函数测算过程中,并设计面向城市交通流的改进遗传算子,搭建城市主干线交通排放优化模型,并基于改进的退火式遗传算法建立考虑排放的主干线微观交通流优化控制策略。最终,实现了 VISSIM平台与VS环境下的C++控制平台的对接,并基于COM接口编程研究VISSIM二次开发流程。搭建了城市路网交通排放优化模型,并通过COM接口提取VISSIM城市路网的交通仿真数据,实现面向城市路网的配时优化控制策略。并通过一系列的实验结果,研究改进退火式遗传算法在信号灯优化控制研究中的有效性。综上,本文考虑城市交通排放作为控制目标,分析了单点交叉口和城市主干路范围内的信号灯优化控制研究,又通过COM接口编程探讨城市路网层次的优化控制策略,从“线控”向“面控”领域延伸,为后续研究提供了理论基础。