近年来,随着我国国民经济的持续发展,机动车拥有量和道路交通流量急剧增加,进而带来的交通拥堵问题和环境污染问题日益加剧。交通拥堵往往发生在城市信号交叉口处,由此造成车辆延误增加、行驶速度降低、燃料消耗增加,进而加大了城市环境的污染程度。因此改善交叉口的交通运行状况对提高车辆运行效率和环境效益具有重要意义。而在改善城市交叉口运行状况的方法中,对交叉口的信号配时优化能够快捷的达到降低尾气排放和提高运行效率的效果。因此本论文对基于排放特性的交通信号控制多目标优化方法进行研究,具体研究内容包括以下几个方面:首先,本文详细介绍了基于VSP变量的机动车尾气排放模型和VISSIM仿真软件,搭建了微观交通尾气模拟平台。利用微观交通尾气模拟平台分析机动车在驶近交叉口时的行驶模式以及各行驶模式下的排放特性,为信号配时优化研究提供理论依据。其次,本文从机动车运行效率和环境效益出发,分别对多目标模型优化方法和多目标仿真优化方法进行了研究。建立以机动车延误、排队长度和尾气排放量为优化目标的多目标优化模型,采用遗传算法对模型求解。基于多目标仿真优化的研究,搭建基于VISSIM仿真软件、基于VSP变量的排放模型和遗传算法多目标仿真优化系统,对交叉口的信号配时方案进行优化研究。实例结果表明,两种优化方法均具有较好的控制效果。再次,本文建立了以干线延误、排队长度和污染物排放量为优化目标,以配时参数为优化变量的多目标优化干线协调控制模型,然后采用遗传算法对模型求解。最后通过具体的实例验证城市干线协调多目标优化方法的有效性。结果表明,基于多目标优化的干线协调控制模型能够降低干线延误和排队长度,尾气排放量有所增加,但增加幅度不大。最后,本文在理论分析右转信号的设置对右转车辆的排放和车均延误的影响的基础上,通过对三组不同行人流量下的不同右转机动车流量进行仿真研究,分析三组行人流量下的右转信号相位设置前后车均延误和排放的变化情况,进而分析右转专用信号相位设置的有效性。结果表明,当右转车流量低于615?20/(1pcu h-?)时,适合设置右转信号相位,随着右转车流量的增大,需要考虑其他因素判断是否需要设置右转信号相位。