近年来伴随城市化的快速发展,城市交通拥堵问题日趋严重,交通拥堵已成为影响市民出行,阻碍城市发展的重要因素。在城市路网中,主干道承载了城市路网交通的主要负荷,交叉口作为城市路网的节点,是造成交通拥堵的关键环节,其通行能力的大小影响道路通行效率。为有效的控制干线各交叉口,保证主干道车流运行畅通,提高干线通行能力,本文分别从相邻交叉口的关联性、干线协调控制子区划分及干线绿波协调控制出发,建立了新的理论方法。本文首先分析以往对相邻交叉口关联性的研究,总结了相邻交叉口关联性的影响因素,并根据交叉口的车流到达特性对相邻交叉口关联性做出分析,主要采用VISSIM仿真模拟相邻交叉口路段间车流运行状态,通过观察统计上游交叉口周期内释放车流在下游交叉口的到达特性,对相邻交叉口关联性进行了定性分析,若下游交叉口车流到达具有周期脉冲特性则相邻交叉口有关联,反之无关联;为对相邻交叉口关联性进行指标量化,运用逆向思维,通过对相邻交叉口进行协调控制,以协调相位相位差的改变引起的协调相位车均延误最大减少量为协调效益,将车均延误的减少程度作为相邻交叉口的关联度,反应相邻交叉口关联性强弱。其次通过整理已有协调控制子区划分的研究文献,对干线子区划分已有原则与方法进行梳理,采用聚类相似的数学思想,对相邻交叉口关联度及交叉口最佳信号控制周期进行聚类相似性处理,通过对相邻交叉口关联度的聚类相似处理获得关联度相似的干线协调控制子区,再对关联度相似的干线协调控制子区内各交叉口最佳信号控制周期的聚类相似处理,获得关联度及周期相似的干线协调控制子区,后将干线剩余独立交叉口子区划分处理,根据对独立交叉口进行相邻子区划分前后协调相位车流平均延误的对比,最终确定干线子区的划分结果。再次总结了干线协调系统相位差的计算方法,在分析传统数解法求解干线协调各交叉口相位差的算法中,发现了算法中存在的不足,通过定义干线协调控制交叉口的无效偏移率,考虑实际交叉口相对于理想信控交叉口的偏移对理想滤波带宽的实际影响,修正了绿波带宽求优中的计算方法,并通过算例验证了该修正计算在干线绿波协调控制算法中的有效性;同时为降低干线协调车辆通过交叉口的停车率,考虑协调干线系统各交叉口协调相位的滞留车辆数,并将交叉口滞留车辆释放所需要绿灯时间等效为交叉口协调相位的绿时损失,融入算法计算,从而建立了新的干线绿波协调控制算法。最后选用兰州市安宁区安宁西路七个交叉口作为干线协调交叉口,通过调查统计各交叉口的进口道渠化、路段特征及高峰时段进口道车流,运用本文所提出的理论计算方法,确定了各交叉口的信号配时方案,并采用VISSIM仿真对协调控制方案做出评价,通过对干线子区划分前后协调控制进行对比,以交叉口协调相位车均延误作为评价指标,分析发现子区划分后干线各交叉口的车均延误整体有所降低,从而验证了本文提出的相邻交叉口关联度计算理论及干线子区划分方法的有效性;通过对协调控制子区内各交叉口有无考虑交叉口协调相位滞留车辆数的绿波协调控制的对比,分析发现协调控制子区交叉口协调相位的车均延误、车均停车次数及最大排队长度均有所改善,从而验证了考虑交叉口滞留车辆数的绿波协调控制算法的有效性。