目前，我国大中城市绝大部分交叉口实施单点孤立信号控制，这种信号控制方式由于缺乏与其它交叉口的协调，经常会造成过长的车辆排队和不必要的延误，降低了交叉口运行效率，尤其是在交通需求不断增长的情况下，这一现象日益突出。因此，有必要在大中城市有条件的区域实施信号协调控制。基于此，本文拟从我国城市路网结构特征入手，分析城市交通流分布特性；研究城市区域路网各干线、节点之间关联性，将复杂路网简化为以干线为基本单元的多个简单路网，提出了基于干线叠加的区域信号协调优化思想，并对区域信号控制的优化目标、配时优化方法进行研究，建立了适合我国道路结构的区域交通信号协调控制方法。其研究成果对提高城市路网运行效率、减轻交通拥堵具有重要意义。本文具体研究内容如下：（1）建立了排队长度计算模型针对交通流的波动性和交通需求的差异性，通过分析车辆到达特性和进口道排队演化过程，建立了两种排队长度计算模型：即服务于饱和状态的排队长度计算模型（LQE模型）和服务于非饱和状态的排队长度计算模型（SQE模型）。（2）设计了饱和干线信号优化方法研究饱和状态下干线信号优化控制目标的选择，考虑车流的到达率和释放率对车辆排队的影响，分析干线车辆排队的演化特征，以车辆排队长度为优化目标来确定控制策略及配时方法。（3）建立了区域信号协调优化方法根据干线叠加的思想，通过建立区域控制的优化目标函数，为信号配时参数的调整提供了依据；在控制网络内各干线信号协调配时的基础上，从全局的角度协调干线交通流的运行，分析区域路网交通流变化规律，建立交叉口的公共周期、绿信比和相位差三参数的优化模型。