近年来,面对城市交通网络的迅速扩张和出行需求的急剧增长使得能源消耗和尾气污染也日益加剧。城市交叉口范围内车辆频繁停启的现象不仅增加了车辆的延误,同时也加剧了车辆能源消耗与污染物排放。因此,如何对车辆经过交叉口时所消耗的时间、能耗和排放进行精准的量化估计,并将环境生态效益因素纳入信号控制方案的设计过程中对于节能减排具有重要意义。针对此问题,本文重点研究路口信号生态控制理论与方法,先提出基于车辆瞬时工况的生态成本计算模型,再分别研究路口信号生态控制方法及其公交信号优先生态控制策略,最后开展多策略的适应性分析,形成了下述成果:（1）基于车辆跟驰理论进行交叉口时空轨迹的数值仿真,建立了车辆运动模型,用以获取车辆途径交叉口全过程的瞬时工况参数,通过VISSIM仿真软件验证了本文所建模型能较好的模拟车辆的运行状况。在此基础上,结合现有研究成果中的能耗和排放模型,以车辆瞬时工况为输入参数,面向燃油车和电动车、公交和小汽车四类对象建立了时间成本和生态成本估计模型,用以量化交叉口的时间效益和生态效益。（2）基于上述所建立的以车辆瞬时工况为输入参数的路口乘客时间成本和环境生态成本的计算模型,面向未来电动汽车与传统燃油车混合构成的交通环境,提出了一种统筹考虑交叉口乘客时间效益和环境生态效益的综合成本计算方法,分别以传统延误成本、生态成本、时间成本和交叉口综合成本为优化目标,求解不同控制方法下的交叉口信号配时方案。通过案例验证:不同控制方法所得信号配时方案有较大差异,且微观时间成本的估计方法较传统延误计算公式更为准确。此外,案例结果说明现有电能价格、燃油价格和污染物排放征税方法下对于时间成本和生态成本值的衡量并不合理,无法体现出生态效益的重要程度,进一步敏感性分析发现:当综合成本中生态成本系数取值在10～14时,统筹考虑交叉口时间效益和生态效益的方法才能发挥较好效果。（3）针对目前对于公交信号优先策略的评价指标只有交叉口车均延误的情况,本文提出了基于微观仿真的公交优先策略生态评价模型,来衡量实施公交优先策略所带来的生态效益影响。在此基础上,建立了考虑生态效益的公交信号优先策略,旨在保障生态效益恶化程度在可控范围内,实现交叉口乘客时间效益的相对最优。案例结果表明,与传统固定优先时长的方法相比,本文方法虽然减少了优先相位3.4%的时间效益比例,但可以将非优先相位增加的生态成本比例从9.5%降低至4%,时间成本比例从18.1%降低至8.7%,交叉口总生态效益恶化比例从1.6%降低至0.3%。（4）考虑到生态导向的信号控制方法并不是在任何情况下都能够实现时间效益和生态效益的最优,因此,本文基于微观车辆运动模型,建立了路口生态控制方法适用性评估模型,用于分析在什么条件下,考虑环境的生态效益具有良好的控制效果。案例验证分析结果表明,有45.8%的场景适用于综合考虑时间效益与生态效益（TGC）的控制方法,证明了本文提出方法有很大的应用场景,进一步分析发现,在低饱和、电动车占主导地位且公交车辆较多时,实施综合考虑时间效益和生态效益的信号控制方法所带来的效果更为显著。（5）基于前文的理论基础设计了多元控制方法综合评价系统,设计并实现了包括路口车辆运行状态模拟、不同控制方法下方案的生成与效益对比、方案推荐等功能,能够有效的使模型简单快捷的运用于智能信号控制体系,为管理者提供快捷方便的控制策略决策依据。实例分析表明,本文提出的路口信号生态控制方法有很大的应用场景,统筹考虑交叉口乘客时间效益和生态效益的信号控制模式能够显著地提升交叉口的综合效益,结合本文所建立的生态控制方法适用性评价模型,能够为城市交通管理者进行信号设计与控制方法选择提供较好的理论与方法支撑。